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变频器/PLC/工业以太网的 EMC 接地与布线实战清单

时间: 2025-09-12 21:28浏览量:37次

适用:变频器+电机、S7-1200/1500PROFINET/工业以太网的柜内外布线与接地

来源参考:Siemens EMC 指南、ABB 驱动接地与布线手册、PROFINET 设备实施指南、S7-1200 接地建议等(见每段尾注)

 

1)先看一页清单(拿着对照现场)

 

等电位:机柜/底板/导轨/电缆桥架实现单点接地或低阻等电位,接地导体尽量短而粗(如≥2 mm²/14 AWG),避免串联式跳线接地


 

屏蔽两端落地、360°压接:控制/通讯/电机电缆的屏蔽层,尽量两端接地并做大面积、低感应的 360°压接,减少高频泄露。



 

强弱分层分区:电源/功率线与信号/通讯线分槽分道,平行距离拉开(可参考≥20 cm),不可同槽长距离并行;必须交叉时近 90°


 

滤波器“进出线隔离”:EMI 滤波器的进线与出线物理分开,避免耦合回灌。


 

变频器→电机必须屏蔽:电机电缆用屏蔽电缆,屏蔽层两端大面积接地,柜内段也要屏蔽或金属隔断。


PROFINET 全链路屏蔽:铜缆链路使用金属外壳网口 + 屏蔽跳线/水晶头,整条链路连续屏蔽;光纤除外。


 

2)接地架构:单点接地 vs 等电位

 

目标是低阻抗回路:驱动器外壳、机柜、导轨与地排形成大面积金属连接,通过短而粗的接地带连接至系统地。局部“悬空”或细长回路都会诱发共模干扰。


 

实操要点

 

柜体地排用铜排,设备外壳→铜排走最短路径;避免串接式“拉链”。

 

若出现机座与地电位不清,加等电位连接带并检查喷涂绝缘层接触面。


 

3)屏蔽与端接:为什么强调两端接地 + 360°”

 

屏蔽层要像“天线罩”一样对高频形成低阻抗回路。点接/单端接地只能在低频下凑合;高频(开关频率及谐波)下,两端接地 + 360°的面接触更有效。柜内使用屏蔽夹/屏蔽支架固定,缩短未屏蔽裸露段。


 

4)变频器到电机:电缆、滤波与轴承电流

 

电机电缆:优先专用屏蔽电缆;进入柜体处就压接屏蔽;必要时加 dV/dt 滤波或正弦滤波。

 

滤波器布线:进出线分离、避免环绕和并行回耦。

 

轴承电流:大功率/长电缆易有轴承电蚀,按需用绝缘轴承/轴电刷并优化电缆与滤波。


5PLC I/OS7-1200 的接地与布线小结

 

单点地:所有公共端与 0V 统一汇聚到一点,再接系统地;地线尽量短、截面积足够。

 

屏蔽两端接地:模拟量/高速信号务必两端接地,缩短裸露段。


 

6)工业以太网/PROFINET:全链路屏蔽与器件选择

 

整链路屏蔽:屏蔽铜缆 + 金属接头 + 金属插座,屏蔽层通过连接器连续到设备外壳。

 

线材与连接器:遵循 PROFINET 互连技术指南,避免用家用类网线替代;某些专用接口(如集成供电)严禁用普通商用线缆。


 

7)柜内走线分区与间距

 

功率回路与控制/通讯走线物理隔离,可采用不同线槽与金属隔板;交叉尽量直角、同槽并行长度最小化。


现场自检清单(打印贴柜门)

 

 地排到各设备外壳采用短而粗的接地带/铜编织带

 

 控制/通讯/电机电缆屏蔽**两端 360°**压接,裸露段 < 3 cm

 

 EMI 滤波器进/出线物理分离

 

 功率线与弱电线不同线槽,必要交叉尽量 90°

 

 PROFINET 使用金属网口 + 全链路屏蔽

 

 柜内/柜外等电位连接连续可靠

 

参考资料:Siemens/ABB/PI 官方文档(上文各段已标注)。


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