Jording av skjerm på busskabel

Elektrisk støy
1

Case: RS485 buss (Eksempelvis modbus eller BACnet MS/TP) eller andre kommunikasjonsbusser der det kreves en busskabel med skjerm.

Kontekst: Jeg har hatt store utfordringer med at skjermen i disse kablene kobles mot byggningsjord (eksempelvis i teknisk tavle). Slik jeg lærte det en gang skulle ikke signalskjerm kobles direkte mot byggets jording av flere hensyn, først og fremst p.g.a. utfordringer med buss-signaler og støy).

Spørsmål: For det første, er det noen normer, forskrifter som forteller at signaljord for buss-signaler (max 20V og inn under både SELV og FELV) må, skal eller bør kobles til byggjord? For det andre, vil det være utfordringer med tanke på sikkerhet å gjøre dette med tanke på eventuelle ukontrollerte jordstrømmer fra forskjellige tavler, der større jordstrømmer vil forsøke å gå igjennom en skjerm.

Slik jeg en gang lærte det (en gang i tiden) og det jeg til nå klarer å se rekekvidden av, så er signalskjerm noe som ikke skal forståes som jording og eller potenialutjevning mellom tavler og eller byggningsdeler.

Kan noen hjelpe meg med dette?

2

La oss gå nøye gjennom dette steg for steg, fordi dette er et område hvor både sikkerhet, signalintegritet og normer spiller sammen – og hvor små misforståelser kan gi store problemer.

1️⃣ Bakgrunn – skjerm på RS-485 og lignende busser

RS-485, Modbus RTU og BACnet MS/TP bruker differensielle signaler. Skjermen på kabelen har i prinsippet to funksjoner:

  1. Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) – skjermer beskytter mot ekstern støy.

  2. Signalkretsreferanse – hvis ønskelig kan skjermen brukes som en referanse (ground), men dette er normalt ikke en strømførende jord.

Problemene oppstår når man kobler skjermen til byggjord direkte:

  • Forskjellige jordpotensialer mellom tavler kan skape jordsløyfer, og strøm kan flyte gjennom skjermen.

  • Disse jordstrømmene kan introdusere støy i signalene, og i verste fall skade driverne hvis strømmen blir stor nok.

2️⃣ Normer og standarder

Her er hva som gjelder for busser som RS-485:

  • IEC 61000-5-2 (Grounding and bonding in EMC design): Skjerm kan kobles til jord i én ende for å unngå jordsløyfer.

  • TIA/EIA-485-A (RS-485 standarden): Spesifiserer ingen krav om å koble skjermen til jord, men anbefaler at man unngår jordsløyfer.

  • BACnet MS/TP standard (ANSI/ASHRAE 135): Angir at busskabelens skjerm kan jordes i ett punkt, typisk ved kontrollpanelet, men ikke i hver tavle.

  • NEK 700/400 (norsk elektrisk norm for bygningsinstallasjoner): Påpeker at lavspenningssignal (SELV/FELV) ikke skal kobles direkte mot beskyttelsesjord uten vurdering av jordstrømmer og EMC.

Kort sagt: Det finnes ingen norm som krever at skjerm skal til byggjord. Det finnes derimot anbefalinger for EMC og sikkerhet, som ofte sier: jord i kun én ende.

3️⃣ Sikkerhetsvurdering

Hvis du kobler skjermen til byggjord i flere tavler:

  • Risiko for jordstrømmer via skjerm mellom tavler, spesielt hvis tavlene har forskjellig potensial eller f.eks. lynnedslag.

  • Selv om bussene er SELV/FELV (under 60 V typisk), kan store jordstrømmer likevel føre til:

    • Elektriske gnister

    • Signalforstyrrelser og buss-feil

    • Mulig skade på utstyr, spesielt drivere og repeater-moduler

  • Best praksis: jord kun i én ende, eller bruk isolasjonstrafoer mellom segmenter hvis jordforbindelse er nødvendig.

4️⃣ Praktiske anbefalinger

  1. Jord i én ende

    • Skjerm kobles til jord kun på hovedtavle/ventilasjonstavle.

    • Den andre enden flytende, ikke tilbyggjord.

  2. Bruk av skjerm som signalgnd

    • Noen leverandører anbefaler å koble skjerm til den lokale signaljord på ett punkt for å redusere EMI.

  3. Unngå parallelle skjerm/jord-løyfer

    • Jordsløyfer er den vanligste årsaken til støy og buss-feil.

  4. Hvis flere tavler må kobles

    • Vurder bruk av isolerte repetere for å bryte jordsløyfer.

    • Alternativ: skjermen kan ha små seriemotstander til jord for å gi EMI-beskyttelse uten å tillate store strømmer.

✅ Oppsummering

  • Normer/forskrifter: Ingen krav om at RS-485 eller lavspenningssignal skal kobles til byggjord. EMC-standarder anbefaler jord i én ende.

  • Sikkerhet: Direkte kobling til byggjord i flere punkter kan føre til ukontrollerte jordstrømmer – risiko for støy og skade.

  • Best praksis: Jord skjerm i kun ett punkt, ellers flytende. Skjerm er ikke å betrakte som jording eller potensialutjevning mellom tavler.