Varios procedimientos para evitar bucles de masa - Nota de aplicación


Los bucles de masa en el cableado de los sensores HVAC pueden ser una verdadera molestia porque son difíciles de detectar. La mayoría de las veces no hacen daño, pero pueden causar problemas impredecibles años después de la instalación.

Un bucle de masa se forma cuando hay más de una vía conductora entre los terminales de "masa" de dos o más equipos. El bucle conductor forma una gran antena de bucle que capta fácilmente las corrientes de interferencia. Cuanto mayor sea el bucle, mayor será la interferencia. Si utiliza la estructura de acero del edificio como toma de tierra, el bucle puede ser tan grande como todo el edificio. La resistencia de los cables de tierra convierte las corrientes de interferencia en fluctuaciones de tensión en el sistema de tierra. Esto hace que la toma de tierra del sistema sea inestable, y como las señales que intenta medir también están referenciadas a esa toma de tierra, esas señales se vuelven inestables e imprecisas.

Los cinco ejemplos siguientes son formas de evitar o minimizar el efecto de los bucles de masa en sus instalaciones.

1. NO COMPARTAS TERRENOS

Los cables de tierra de un sensor no deben compartirse con ningún otro sensor o carga de potencia (véanse las figuras 1 y 2). Cuando se comparte un cable de tierra entre dos sensores, la corriente del primer sensor interferirá con la señal del segundo sensor.

Fig. 1: En el esquema correcto anterior, cada sensor tiene su propia tierra de controlador.
Fig. 2: En el esquema incorrecto anterior, los dos sensores comparten la misma toma de tierra del controlador.

2. MINIMIZAR EL ÁREA DE BUCLE CON CABLEADO DE PAR TRENZADO

La posibilidad de que se produzcan interferencias de bucle de masa puede reducirse en gran medida minimizando el área de bucle de los conductores entre el sensor y el controlador. La forma más fácil y eficaz de reducir el área de bucle es con cableado de par trenzado, que funciona por cancelación. Cada torsión actúa como una pequeña antena de bucle, pero después de la siguiente torsión, el bucle se invierte para que la interferencia del segundo bucle cancele la interferencia del primero.

3. NO CONECTE A TIERRA LOS SENSORES REMOTOS

Si se coloca un sensor a más de una pulgada de un programador, conéctelo únicamente al terminal de tierra del programador asociado a la entrada analógica que esté utilizando (véanse las figuras 3 y 4). No conecte a tierra un sensor remoto al acero del edificio ni a la toma de tierra del sistema eléctrico en el punto de montaje remoto. Si la carcasa del sensor debe conectarse a tierra por motivos de seguridad, aísle la carcasa del sensor y conéctelos a tierra por separado.

Fig. 3: En el esquema correcto anterior, el sensor remoto sólo está conectado a tierra con una toma de tierra del controlador.
Fig. 4: En el esquema incorrecto anterior, el sensor está conectado a tierra en un punto de conexión a tierra remoto, así como a la tierra del controlador.

4. UTILICE CABLE APANTALLADO CONECTADO A TIERRA SÓLO AL CONTROLADOR

En entornos con mucho ruido eléctrico, puede ser necesario utilizar cable apantallado (véanse las figuras 5 y 6). El apantallamiento impide que los campos eléctricos penetren en el cable. La pantalla sólo debe conectarse a tierra en el extremo del controlador. Si la pantalla se conecta a tierra en ambos extremos, se producirá un bucle de tierra.

Fig. 5: En el esquema correcto anterior, el cable apantallado sólo está conectado a tierra con una toma de tierra del controlador.
Fig. 6: El esquema incorrecto anterior tiene el cable apantallado conectado a tierra en un punto de montaje remoto, así como a una toma de tierra del controlador.

5. COLOQUE LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN AUXILIARES LO MÁS CERCA POSIBLE DEL CONTROLADOR

Las fuentes de alimentación auxiliares utilizadas para alimentar sensores de tres hilos deben colocarse lo más cerca posible del programador (véase la fig. 7). Lo ideal es que la fuente de alimentación auxiliar se conecte a tierra a través del controlador.

Nota: Muchos controladores disponen de tensión continua para accionar los transmisores. Si su controlador dispone de esta tensión de CC y el sensor remoto no sobrecarga el suministro de tensión del controlador, es posible que no necesite la fuente de alimentación externa que se muestra en la Fig. 7.

Fig. 7: El esquema anterior muestra la fuente de alimentación auxiliar situada lo más cerca posible del controlador y conectada a tierra a través del controlador.

 

Si desea obtener información más detallada sobre los buclesde masa, llame a su representante de BAPI o consulte la Nota de aplicación de BAPI: "Understanding Ground Loops" (Comprender los bucles de masa) en este sitio web.

Referencias
ANSI/NFPA 70, Código Eléctrico Nacional 2002 - Asociación Nacional de Protección contra Incendios
CONSTRUCTION STRATEGIES FOR MINIMIZING STRAY VOLTAGE ON DAIRY FARMS, Universidad Estatal de Michigan
Henry Ott, Noise Reduction Techniques in Electronic Systems, 2ª edición, Wiley and Sons, NY, NY, 1988


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