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Disturbi indesiderati

Indice

Abstract

Questo breve resoconto riassume un episodio, realmente accaduto ad un impianto di videosorveglianza, che dimostra come i disturbi elettromagnetici possano manifestarsi in modo imprevisto, propagandosi anche attraverso le schermature dei cavi di segnale, e soprattutto come siano necessarie soluzioni pratiche da affrontare volta per volta.


L'episodio

In un grande stabilimento, c'è una sala controllo dotata di monitor a circuito chiuso atti alla sorveglianza di numerosi reparti; i monitor sono collegati alle telecamere tramite cavi coassiali schermati tipo RG59, il cavo standard degli impianti TV-CC analogici.
Un giorno un paio monitor iniziano ad annebbiarsi tanto da rendere le immagini incomprensibili, così viene chiamata la manutenzione, ma dopo alcuni controlli non viene riscontrato nessun guasto.

telecamera-videosorveglianza

telecamera-videosorveglianza

Dopo alcuni giorni si scopre che il problema si presenta solo quando vengono messi in funzione i nuovi carriponte, posti nell'area delle telecamere incriminate.
Detta in breve, si tratta di un disturbo elettromagnetico originato dagli inverter di potenza dei carriponte, che si trasferisce all'interno dell'impianto TVCC.
Ora, dato che gli impianti sono alimentati da cabine diverse, si scarta l'ipotesi che possa trattarsi di un disturbo condotto (propagato lungo i cavi di alimentazione), ma prende fortemente piede l'ipotesi che si tratti di un disturbo irradiato, e quindi molto difficile da rilevare.
A questo punto viene presa una decisione "bizzarra" : si posa un cavo giallo/verde da 95 mm2 di un centinaio di metri tra la sala controllo e la cassetta di alimentazione delle telecamere, e ......il problema si risolve!
Inutile dire che lo stabilimento ha già un impianto di terra unico, quindi questi collegamenti non dovrebbero avere alcun effetto, almeno dal punto di vista elettrotecnico, invece....

Impianto di terra

Impianto di terra



Qualche Spiegazione

Questo problema è stato affrontato dubitando della bontà dell'impianto di terra dello stabilimento, o meglio ipotizzando problemi di scarsa "equipotenzialità".
Il problema infatti si è risolto senza aggiungere ulteriori schermature o sistemi di filtraggio sul segnale video, ma offrendo al disturbo una via più breve, a bassa impedenza, rispetto al cavo coassiale della telecamera, sul quale evidentemente viaggiava.
Si era cioè in presenza di una corrente "di equilibrio" tra due impianti di terra, originata dall'elettronica di potenza degli inverter (molto probabilmente dai filtri in ingresso), che transitando sullo schermo del coassiale, induceva a sua volta disturbi sul segnale.
Per certi versi era proprio lo schermo che agiva in modo da portarsi in casa "il nemico".
Evidentemente la sorgente disturbante induceva o conduceva disturbi nell'impianto di terra "locale" i quali non trovando un "buon terreno" , cercavano di scaricarsi anche sugli impianti di terra attigui, per raggiungere i quali il disturbo transitava nello schermo del coassiale.
Da notare che se si fosse trattato di un disturbo irradiato dall'esterno, direttamente nel conduttore del segnale video, la presenza del conduttore equipotenziale G/V esterno non avrebbe sortito alcun effetto.

Cavo Coassiale

Cavo Coassiale


Gli elementi più anomali e pericolosi di questo episodio, sono :

1. Il fornitore/installatore dell'impianto TV-CC o comunque del cavo schermato, non ha nessun modo per controllare e/o quantificare queste correnti;

2. Un tecnico potrebbe trovarsi in pericolo toccando contemporaneamente la schermatura del cavo proveniente da "lontano" e una qualsiasi massa locale; è un episodio che avviene tipicamente quando, a scopo manutentivo, si stacca il connettore.

E' comunque vero che, in presenza di un buon impianto di terra, queste correnti indotte non provocano tensioni pericolose (U>50V) ed i rischi sono generalmente trascurabili.
Diversa la situazione nel caso sia presente un impianto di terra inefficiente o comunque carente nei collegamenti equipotenziali, con risvolti imprevedibili, dato che i cavi schermati degli impianti di segnale, potrebbero appunto diventare dei circuiti di "equipotenzializzazione", sostitutivi dello stesso impianto di terra.

Conclusioni

Questo episodio dimostra come le schermature collegate ad entrambe le estremità possano essere percorse da correnti che hanno la necessità di richiudersi verso terra.
La soluzione, adottata talune volte, di collegare gli schermi a terra da un solo lato, potrebbe non essere sufficiente, ma addirittura controproducente; c'è infatti il rischio che lo schermo diventi una sorta di antenna, con ulteriori effetti di disturbo sulla trasmissione del segnale.
Ecco perché nelle tecnologie dell'informazione sono state sviluppate tecniche di trasmissione dati senza schermature, come dimostrano i cavi UTP delle reti Ethernet.
Nel mondo dei segnali analogici, sia industriali che del settore Audio e Video, la schermatura dei cavi resta comunque indispensabile.
In questo caso, come insegna la buona tecnica, ci si dovrà assicurare che la struttura ospitante abbia non solo un buon impianto di terra, ma soprattutto un buon impianto equipotenziale che interconnetta in modo affidabile tutte le masse e le apparecchiature elettriche : è questo l'elemento indispensabile per limitare gli effetti indesiderati dei disturbi elettromagnetici.

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Commenti e note

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di ,

Sono d'accordo. Se le apparecchiature disturbassero "ai minimi termini" questi problemi non esisterebbero!! Comunque anche con un impianto di terra fatto bene questi problemi non dovrebbero presentarsi. C'era una volta una bellissima guida EMC di una nota casa francese di prodotti elettrotecnici industriali, che spiegava tutte queste cose. Indirizzata a PLC ed Automazione. Non so se la stampano ancora.

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di ,

Ciao Marco mi sono venute in mente delle idee in proposito. Mi pare di capire da questo articolo che nascono due esigenze contrapposte. Se collego lo schermo del cavo coassiale RG59 o di un qualunque altro cavo per segnali all'impianto di terra ad entrambe le estremità potrei avere il problema dei "giri di massa" cioè correnti indotte sullo schermo prodotte da campi magnetici che si concatenano con la bobina "schermo-impianto di terra". Se invece collego lo schermo del cavo suddetto o qualunque altro cavo per segnali all'impianto di terra ad una sola estremità risolvo il problema dei "giri di massa" ma potrei avere un problema poichè lo schermo può diventare un'antenna ricevente per segnali provenienti dall'esterno sempre chiaramente se la sua lunghezza è comparabile con la lunghezza d'onda del disturbo proveniente dall'esterno. Pertanto è sempre necessario a quanto pare valutare di volta in volta quali collegamenti effettuare in base al luogo di installazione e ai disturbi presenti. A questo punto sarebbe necessaria una misura dei campi elettromagnetici presenti prolungata nel tempo per vedere se durante la giornata di lavoro tipica entrano in funzione apparecchiature che generano disturbi irradiati oppure se il luogo d'installazione è soggetto a disturbi continui durante tutto l'anno. Volevo poi dire che se noi eliminiamo le cause dei disturbi non stiamo prima??? Magari i costruttori dei carri ponte non sono soggetti alla direttiva EMC!!! Ciao e Grazie

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di ,

Grazie, ho aggiornato il capitolo. Spero di essere riuscito a spiegarmi meglio. Ciao

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di ,

Bravissimo Marco, sei fantastico. Volevo segnalare un mistake prima dici che si scarta l'ipotesi del disturbo condotto e poi dici il contrario, sbaglio? Si tratta di un disturbo condotto o irradiato in questo caso specifico? Grazie mille Ciao

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di ,

l'avevo già letto da non iscritto, ottimo.

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di ,

Buon resoconto per il contenuto e per l'effetto sicuramente "preventivo": forse qualcuno, leggendo questo articolo, eviterà d'incorrere in qualche spiacevole inconveniente operando in simili situazioni. Bravo!

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di ,

Ottimo articolo! Con poche righe hai fatto un'ottima lezione!

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di ,

Interessante rappresentazione di un guasto che ha ottenuto una risoluzione originale a prescindere dalle condizioni elettrotecnicamente valide poste in campo.Complimenti per l'approccio al difetto.

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di ,

Grazie di condividere la sua esperienza con tutti noi!

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