Saubere Erde, leise Signale: Best Practices von ABB und Phoenix Contact für die Instrumentenerdung
Die Erdung von Instrumenten hat drei Aufgaben: Menschen schützen, Fehler- und Blitzenergie ableiten und zuverlässige Messungen gewährleisten. Diese Inbetriebnahmeprüfung stützt sich auf die Darstellung bewährter Erdungspraktiken von Instrumentation Tools. Wenden Sie vor jeder Änderung an einer Potentialausgleichsverbindung die genehmigten Standortzeichnungen, die geltenden Normen für elektrische Anlagen und explosionsgefährdete Bereiche sowie die Anweisungen des jeweiligen Geräteherstellers an.
Warum können sich mangelhafte Erdungen in verrauschten Signalen zeigen?
Unbeabsichtigte Strompfade, beschädigte Verbindungen und Fehler beim Schirmanschluss können zu instabilen Analogwerten oder Kommunikationsfehlern beitragen. Sie sind mögliche Ursachen, aber für sich allein keine Diagnose. Vergleichen Sie bei der Fehlersuche an einer ABB-800xA-Installation die beobachteten Symptome mit dem genehmigten Potentialausgleichsplan und prüfen Sie die Verbindungen, bevor Sie Elektronik wie den ABB-800xA-Prozessor PM861A austauschen.
Wie sollten Energieversorgung, Blitzschutz und Instrumentenerdung geplant werden?
Kennzeichnen Sie Schutzleiter (PE), Blitzschutzsystem (LPS) und Instrumenten- bzw. Funktionserde (IE) in den Zeichnungen getrennt und beschriften Sie deren Prüfstellen. Ihre physische Anordnung und ihre Verbindungen müssen dem projektierten Standortdesign entsprechen. Gehen Sie nicht davon aus, dass separate Erder oder ein einziger Potentialausgleichspunkt für jede Installation korrekt sind: Anforderungen an Sicherheit, Potentialausgleich, EMV und Blitzschutz können unterschiedliche Anordnungen erfordern. Dokumentieren Sie die genehmigten Grenzwerte für Widerstand und Durchgängigkeit, anstatt ein universelles Ziel anzuwenden.
Entfallen durch galvanische Trennwandler die Erdungsanforderungen für eigensichere Stromkreise?
Nicht automatisch. Ein zertifizierter galvanischer Trennwandler kann die bei bestimmten Zenerbarrieren erforderliche separate Erdverbindung mit hoher Integrität überflüssig machen, doch die genaue Anforderung hängt von der Geräte-Zertifizierung, der Installationszeichnung, der Schaltungsplanung und den örtlichen Vorschriften ab. Prüfen Sie vor dem Austausch von Barrieren die Entity-Parameter, die Trennung, die Verdrahtung, die Versorgungskapazität und die Bewertung des explosionsgefährdeten Bereichs. Entfernen Sie eine vorhandene IS-Potentialausgleichsverbindung nicht allein deshalb, weil der Ersatz als galvanisch getrennt beschrieben wird.
Was sollten Inbetriebnahmeingenieure prüfen?
- Vergleichen Sie die Positionen der Erder, Leiter, Verbindungen und Kennzeichnungen mit den genehmigten Bestandszeichnungen.
- Messen Sie Erdungswiderstand und Durchgängigkeit nach der vorgegebenen Methode und innerhalb der projektbezogenen Abnahmelimits; dokumentieren Sie Messgerät, Datum, Bedingungen und Ergebnisse.
- Prüfen Sie auf unbeabsichtigte Verbindungen und kontrollieren Sie jede zugängliche Anschlussstelle, ohne im Betrieb einen Schutzleiter zu trennen.
- Überprüfen Sie den Schirmanschluss von Analog- und Profibus-DP-Leitungen anhand der Anweisungen des System- und Kabelherstellers. Wenden Sie nicht pauschal die Regel „nur einseitig anschließen“ auf jeden Feldbus-Schirm an.
- Wiederholen Sie die Prüfungen nach Änderungen, Beschädigungen oder Unwettern entsprechend dem Wartungsplan.
Zu welchem Ergebnis sollte eine Untersuchung eines verrauschten Stromkreises kommen?
Profibus-Wiederholungen, Analogwertdrift und unerklärliche Abschaltungen erfordern eine Untersuchung, beweisen jedoch für sich allein keinen Erdungsfehler. Erfassen Sie den Verlauf des Symptoms, prüfen Sie Steckverbinder und Schirmanschlüsse, messen Sie die relevanten Pfade sicher und vergleichen Sie die Ergebnisse mit den Zeichnungen. Dokumentieren Sie bei einer Aufrüstung eines ABB-Schaltschranks mit einem SC540-Submodulträger jede Änderung an Verdrahtung oder Potentialausgleich, bevor Sie das System wieder in Betrieb nehmen.
Zusammenfassung: Halten Sie PE, LPS und IE eindeutig gekennzeichnet, überprüfen Sie ihr projektiertes Erdungs- und Potentialausgleichskonzept und führen Sie ein Prüfregister. Störungsarme Signale beginnen mit gemessenen und dokumentierten Verbindungen, nicht mit einem universellen Rezept für Erdungsgruben.
Autor: Wang Junjie, Ingenieur für industrielle Automatisierung.
