Phoenix Contact, workshop EMC – installatietechniek volgens de huidige EMC-richtlijnen

Workshop

EMC

Voorjaar 2015

EMC WorkshopJentje Bootsma

- opgericht in 1978

- 280 werknemers in de Benelux

- omzet:> € 120 mln.

- financieel-,automatiserings en personeelsmanagement

- logistiek- en kwaliteitsmanagement

- education

Cito Benelux

1/106

Cito Benelux

Efficiënt Engineering

• Process Consulting• Service & Support• Software Solutions• Training & Learning

Cito Benelux



2/106

Cito Benelux

• Process• Mechanisch• Elektrotechnisch• Software



Cito Benelux



3/106

Cito Benelux

• Kastsystemen• Stroomverdeling• Klimatiseren• IT infrastructuur

Cito Benelux


4/106

Cito Benelux


Cito Benelux


5/106

Cito Benelux

• Automatiseringssystemen• Signaalconverters• Connectoren• Aansluittechniek• Overspanningsbeveiliging

Cito Benelux


6/106

Cito Benelux


Cito Benelux


7/106

Cito Benelux


Cito Benelux

Kennis & Kunde

• Klimaatbeheersing• Stroomverdeling• Voedselveiligheid• Security• Safety• IT-Powered Automation• Elektromagnetische compatibiliteit

ElektroMagnetische Compatibiliteit

8/106

17

ElektroMagnetische CompatibiliteitSocial Media SlidesharePresentatie downloaden

Branches

Chemie Energie Olie- en gas TelecommunicatieAutomobiel

Water Machinebouw Electronica UtiliteitInfratechniek

ElektroMagnetische Compatibiliteit18

9/106

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=i22wZwgUWUhrVM&tbnid=O6aESpIDj6qjRM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.socialmediaphilanthropy.com/2013/03/21/slideshare-the-big-social-media-opportunity-you-are-missing/&ei=gviuUZf1OomA0AXajoEY&bvm=bv.47380653,d.d2k&psig=AFQjCNFMjO1FJSgJxIziudCrilVXPilUbQ&ust=1370507751268890

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=i22wZwgUWUhrVM&tbnid=O6aESpIDj6qjRM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.socialmediaphilanthropy.com/2013/03/21/slideshare-the-big-social-media-opportunity-you-are-missing/&ei=gviuUZf1OomA0AXajoEY&bvm=bv.47380653,d.d2k&psig=AFQjCNFMjO1FJSgJxIziudCrilVXPilUbQ&ust=1370507751268890

ElektroMagnetische CompatibiliteitMachinebouw

19

Schone aarde

Litze

Kabelgoot

AardingkHz

Elektromagnetische velden

VeiligheidsaardekA

Filtering

AardlussenV/m

Vuile aardeOverspanningsbeveiliging

A/m

Afscherming

GHz

MHzBliksem

kV

Ferrietkern

Bliksemafleiderinstallatie

EMC

EMI

IEC 61000

NEN-EN-IEC 62305


20

10/106


Schone aarde

Litze

Kabelgoot

AardingkHz

Elektromagnetische velden

VeiligheidsaardekA

Filtering

AardlussenV/m

Vuile aardeOverspanningsbeveiliging

A/m

Afscherming

GHz

MHzBliksem

kV

Ferrietkern


EMC

EMI

IEC 61000

NEN-EN-IEC 62305

21

22


11/106

Richtlijnen: Bescherming van mens en milieu

• Machinerichtlijn

• 2006/42/EG

• Laagspanningsrichtlijn

• 2006/95/EG

• ATEX richtlijn

• 1999/92/EG (ATEX 95)

• 94/9/EG (ATEX 137)

• EMC richtlijn

• 2004/108/EG

23

ElektroMagnetische CompatibiliteitEuropese richtlijnen

ElektroMagnetische CompatibiliteitEMC richtlijn

Richtlijn 2004/108/EG Algemeen:

• Europese richtlijn

• wetgevend instrument Europese unie

• NL Telecommunicatie wet

• Agentschap Telecom

• nationale rechtsorders op elkaar afstemmen

• Geharmoniseerde Europese normen

• essentiële eisen m.b.t. EMC

• naleving vermoeden van overeenstemming

• Praktijk richtlijn

• praktische uitwerking 24

12/106

(12) Deze richtlijn is gebaseerd op de beginselen die vervat zijn in de resolutie van de Raad van 7 mei 1985 betreffende een nieuwe aanpak op het gebied van de technische harmonisatie en de

normalisatie (1). Volgens deze aanpak moet

uitrusting worden ontworpen en

gefabriceerd in overeenstemming met

essentiële eisen inzake elektromagnetische compatibiliteit. Deze eisen krijgen technisch gestalte door geharmoniseerde Europese normen die moeten worden aangenomen door de verschillende Europese normalisatieorganisaties


Richtlijn 2004/108/EG: algemeen

25


Richtlijn 2004/108/EG: algemeen

Vaste installaties, waaronder grote machines en netwerken,

kunnen elektromagnetische storingen

veroorzaken of daardoor worden beïnvloed.

Voor de elektromagnetische compatibiliteit is het niet belangrijk of de elektromagnetische storingen worden veroorzaakt door apparaten, dan wel door een vaste installatie. Daarom dient op vaste installaties en apparaten een samenhangend en alomvattend geheel van

essentiële eisen van toepassing te zijn.

26

13/106


EMC Normen: Publicatieblad van de Europese Unie

• Product-/productgroep normenRegelbare elektrische aandrijfsystemen

• EN 61800-3UPS

• EN 62040-2Voedingen

• EN 61204-3

• Generieke normen

Algemene normen (omgeving)• EN 61000-6-1 (immuniteit residentieel)• EN 61000-6-2 (immuniteit industrieel)• EN 61000-6-3 (emissie residentieel)• EN 61000-6-4 (emissie industrieel)

EMC Normen: Industrie voorbeelden

27


EMC Normen: Publicatieblad van de Europese Unie

EMC Normen: Industrie voorbeelden

28

14/106

EMC =

het vermogen van elektrische apparaten, systemen en installaties om in elkaars omgeving (het elektromagnetisch milieu) volgens specificatie te functioneren, zonder elkaar ongewenst te

beïnvloeden.

Immuniteitvermogen om stoorspanning/

stoorveld van andere apparatuur/systemen te

weerstaan

Emissie(productie van

stoorspanning en stoorveld)

EM-omgeving

EMI = ElektroMagnetische InterferentieOngewenste beïnvloeding


29

EMC =

het vermogen van elektrische apparaten, systemen en installatiesom in elkaars omgeving (het elektromagnetisch milieu) volgens

specificatie te functioneren, zonder elkaar ongewenst te beïnvloeden.

Immuniteitvermogen om stoorspanning/

stoorveld van andere apparatuur/systemen te

weerstaan

Emissie(productie van

stoorspanning en stoorveld)

EM-omgeving

EMI = ElektroMagnetische InterferentieOngewenste beïnvloeding


30

15/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitIndustriële installatie

31

4

HS-omgeving

kantorenmagazijnhal

productiehal

mengtoren

trafohuis

ElektroMagnetische CompatibiliteitIndustriële plant

32

Discrete industrie

16/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitInstallatiemodel

Motoraansturing• Frequentieregelaar• Elektronische relais

Industrieel netwerk• Profinet

• Cu• Fo• Bluetooth

M&R installatie• 0-10V• 4-20mA

Wirelles AP• WLAN

Modem• GSM/GPRS

Besturing• PLC Decentraal

I/O station

33

ElektroMagnetische CompatibiliteitInstallatiemodel

Storingsfenomenen• geleidende fenomenen (U;I)• stralende fenomenen (E,H)

34

17/106

emissie

immuniteit

elektrisch veld (V/m)magnetisch veld (A/m)

Stoorspanning (U)Stoorstroom (I)

ElektroMagnetische CompatibiliteitHet EMC-model

Straling

Geleiding

35

Intern

36

ElektroMagnetische CompatibiliteitHet elektromagnetische spectrum

18/106

M1 FM Band

M2 TV Band

M3 Portofoon Band

M4 GSM 900 Band

M5 GSM 1800 Band

M6 WLAN BandM1 M2

M4

M5M6

Frequentiespektrum

1MHz-3GHz

M3

dBm

Freq.

37

ElektroMagnetische CompatibiliteitHet elektromagnetische spectrumStraling E-H velden

U/I

Tijd38

ElektroMagnetische CompatibiliteitHet elektrische spectumStoorstromen en stoorspanningen

19/106

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=ippoEddtcbtFXM&tbnid=ZlgMkMLtK7KClM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.aaronia-shop.com/products/referenzantenne-hyperlog20600emi.html&ei=cp-kUdn2MIXaPOOHgfgG&bvm=bv.47008514,d.ZWU&psig=AFQjCNHZ8CrHwQXuju_gVwbn6WB1Nt5e8g&ust=1369829588362683

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=ippoEddtcbtFXM&tbnid=ZlgMkMLtK7KClM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.aaronia-shop.com/products/referenzantenne-hyperlog20600emi.html&ei=cp-kUdn2MIXaPOOHgfgG&bvm=bv.47008514,d.ZWU&psig=AFQjCNHZ8CrHwQXuju_gVwbn6WB1Nt5e8g&ust=1369829588362683

Niveau Beschrijving omgeving Typische apparatuur Kenmerken

1 Medische ruimten, laboratoria of gevoelige telecom-ruimten

Diagnose-apparatuur, EEG/ECG-apparatuur

Goed beschermde omgeving / gevoelige omgeving Afgeschermde ruimten d.m.v. staalconstructies of betonwapening. Er zijn (filter)maatregelen genomen t.a.v. de voedingsspanning (b.v. UPS, scheidingstransformator).

2 Kantoorruimten en ruimten voor huishoudelijk gebruik. Openbare ruimte

PC’s, netwerk-apparatuur, HUB’s, switches, printers, audio- en video- apparatuur

Beschermde omgeving. Hoge concentratie aan (residentiële) kantoor- en netwerkapparatuur. Geen sterke stoorbronnen aanwezig.

3 Industriële omgeving, technische ruimten, MCC’s

PLC’s, magneet-schakelaars, frequentieregelaars, motoren, kleppen, portofoons 2-5W, detectiepoortjes

Min of meer onbeschermde omgeving waar industriële stoorbronnen zijn te vinden zoals vermogenselektronica (frequentieregelaars), relatief sterke zenders.

4 Zwaar industriële omgeving

Frequentieregelaars zonder RFI-filters, grote UPS-systemen, sterke RF-zenders (bijv. UMTS), lineaire motor BASS

Omgeving met sterke stoorbronnen zoals hoogspannings(schakel)apparatuur, industriële apparatuur die niet voldoet aan niveau 3 specificaties. Omgeving dicht bij antennes van sterke radiocommunicatie zenders.

OPMERKING: Niveau 2 komt overeen met dat van de residentiële- en licht industriële omgeving volgens de generieke normen EN50081-1 (IEC61000-6-3) en EN50082-1 (IEC61000-6-1), terwijl niveau 3 overeen komt met het industriële niveau volgens de generieke normen EN50081-2 (IEC61000-6-4) en EN50082-2 (IEC61000-6-2).

ElektroMagnetische CompatibiliteitEM-niveaus volgens IEC 61000-2-5Classificatie elektromagnetische omgevingen

Residentieel

Industrieel

39


Classificatie elektromagnetische omgevingen

EMC Normen: NEN-EN-IEC 61439-1

40

Omgeving A: Gevoed door hoog- of middenspanningstransformator

Omgeving B: Gevoed door openbaar laagspanningsnet

• Industriële, wetenschappelijke en medische uitrusting.

• Zware inductieve of capacitieve belastingen die frequent worden geschakeld

• Sterke stromen en bijbehorende krachtige magneetvelden

• Woonomgevingen

• Omgeving detailhandel

• Zakelijke gebouwen

20/106

CE-markering

ElektroMagnetische CompatibiliteitEM-niveaus volgens IEC 61000-2-5

Welke richtlijn?

Welke omgeving?

Raadpleeg documentatie fabrikant

Zone 2Zone 3Zone 4

4

HS-omgeving

kantorenmagazijnhal

productiehal

mengtoren

glasoventrafohuis

ElektroMagnetische CompatibiliteitEM-zonering

42

Interfacing tussen EM-zones via kabels en straling!

Discrete Industrie

Zone 3

21/106

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:CE_Logo.svg

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:CE_Logo.svg

SURGE

BURST

ESD

EM-veld

LEMP

ElektroMagnetische CompatibiliteitElektromagnetische stoorbronnen

U/I

Tijd43

Transiënten

Lightning ElectroMagnetic Pulse


Directe blikseminslag

22/106

48


Surge (zware schakelhandelingen)


Electro Static DischargeElectro statische ontlading

23/106

52


Elektromagnetische veldenRadio-/TV zenders – GSM- UMTS- Radar-Portofoon

SURGE

BURST

ESD

EM-veld

LEMP


U/I

Tijd53

Transiënten Schakelhandelingen

BURST

24/106

54


Burst: SchakelhandelingenMagneetschakelaars - relais- ventielen

55


Burst: Elektrisch lassen

25/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitElektromagnetische stoorbronnenTransiënten

U,I

tthts

Bron Tijd Ts/Th Frequentie

LEMP ms MHz HFSurge ms MHz HFBurst ns GHz HFESD ns GHz HF

• Weerstand• Inductiviteit• Capacititeit

56

Tijd/frequentiedomein

Z = ImpedantieX = Reactantie

ElektroMagnetische CompatibiliteitElektromagnetische stoorbronnenTransiënten

50 Hz 1000 Hz 400KHz

Skin-effect

Hoog frequent

26/106

50 Hz 9kHz 150 kHz 30MHz 6GHz0 Hz

Geleidend Stralend

ElektroMagentische Compatibiliteit

Power Quality

Harmonischen Burst EM velden

58

EMC EMC


EMC

Frequentiedomein

Laag frequent Midden frequent Hoog frequent


• Dips• Harmonischen• Asymmetrie• Transiënten• Spanningsniveau• Flikker

Power Quality

59

Harmonischen

27/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitElektromagnetische omgevingenGenerieke normen

Emissie specificaties:

B.vVeldsterkte E : 30 dBmV/m(10m) E : 30 dBmV/m(30m) /E : 40 dBmV/m(10m)Stoorspanning 0,5MHz-5MHz U 56 dBmV U 73 dBmV

immuniteit

residentieel industrieel

emissie

zone 2 zone 3

IEC 61000-6-3

IEC 61000-6-1

IEC 61000-6-4

IEC 61000-6-2

60

Immuniteit specificaties:VeldsterkteE (MHz) 3 V/m 10V/m H (50Hz) 3 A/m 30 A/m Surge 2 kV 2 kVBurst 1 kV 2 kVESD 8 kV 8 kV


immuniteit

residentieel industrieel

emissie

zone 2 zone 3

IEC 61000-6-3

IEC 61000-6-1

IEC 61000-6-4

IEC 61000-6-2

61

28/106

62

Omgeving A: Gevoed door hoog- of middenspanningstransformator

Omgeving B: Gevoed door openbaar laagspanningsnet

• Algemene norm IEC 61000-6-1







63

Aan de beproeving te stellen eisen.

• De geïntegreerde toestellen en componenten zijn conform de EMC-eisen voor

de opgegeven omgeving


• De inwendige installatie en bedrading zijn uitgevoerd volgens de aanwijzingen

van de fabrikant van de componenten.

Er zijn geen immuniteits- of emissieproeven vereist als:

In alle andere gevallen moet de conformiteit aan de EMC-eisen

worden geverifieerd door beproeving.

29/106


64


Indien een SCHAKELINRICHTING die specifiek bestemd is voor

toepassing in omgeving A, gaat worden toegepast in omgeving B,

moet de volgende waarschuwing in de bedieningsvoorschriften zijn

opgenomen.

ElektroMagnetische CompatibiliteitProductspecificatie’s

IEC 61000-6-2Immuniteit Industrie

IEC 61000-6-4Emissie Industrie

Industriële toepassing

ILC 170 ETH 2TX

PLC

65

30/106


ILC 170 ETH 2TX

PLC

66


Quint-PS/1AC/24DC/10

Voeding

Algemene toepassing67

IEC 61000-6-2Immuniteit Industrie

IEC 61000-6-3Emissie Residentieel

31/106

EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen

EN 61800-3


68

Productnorm

immuniteit

Stoorspanning (V) Stoorstraling (V/m A/m)

Frequentie (Hz)

ElektroMagnetische CompatibiliteitInterferentie

69

ElektroMagnetische Interferentie

emissieProductnorm

Externe Compatibiliteit

32/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitMotorcircuit (Burst)

70

Emissie meting

Industriële omgeving

71

ElektroMagnetische CompatibiliteitEMC marge

33/106


72


emissielimiet industriële omgeving

emissie installatie

Demping 17 dBResidentieel 27 dB

Externe Compatibiliteit

74

ElektroMagnetische CompatibiliteitInterferentie

34/106

frequentie


stoorspanning/stroom stoorstraling E/H

immuniteit

emissie

x 100.000 (100 dB)

Immuniteit specificatie10 V/m

Emissie specificatie100 mV/m (10m)

76


frequentie

immuniteitsniveau(volgens norm)

emissielimiet (volgens norm)

immuniteit

emissie

Industriële omgevingstoorspanning/stroom stoorstraling E/H

78


35/106

EMC-richtlijn

ElektroMagnetische CompatibiliteitDe installatie

CE-gemarkeerde producten (IEC 61 000-2-5) installatievoorwaarden standaard EMC-installatie regels (TR IEC 61 000-5-2) aanvullende maatregelen

79


Nederlandse PraktijkRichtlijn

80

36/106


Aardingssysteem

Standaard EMC-regels IEC 61000-5-2

81

Aardingssysteem

ElektroMagnetische CompatibiliteitDe installatieStandaard EMC-regels IEC 61000-5-2

Kabelgoot

Besturingspaneel

Voedingspaneel

• Aardelektrode

• Aardringleiding

• Hoofdaardrail

• Potentiaalvereffeningsrail

• EMC aarding

KlemmenkastApparaat

83

M&Rkabels

37/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitDe installatieMotor Control Cabinet

84

85

Frequentie regelaar• Toerental regelen

• Snelheid regelen

• Energie besparing


38/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitFrequentie regelaar

Burst

EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen

87

EN 61800-3: Model


39/106

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/07/AC-Chopper.svg


88


EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen EN 61800-3: Algemeen

Documentatie voor de gebruiker

• max. en min. impedantie voedingssysteem

• toepassen van afgeschermde of speciaal kabel

• eisen kabelscherm aansluiting

• max. toegestane kabellengte

• kabelscheiding

• gebruik van externe apparaten (b.v. filters)

• juiste verbinding met aarde

89


EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen EN 61800-3: Immuniteit

Overeenkomstig met residentieel/industrieel

40/106


90

EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen EN 61800-3: Emissie


EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen EN 61800-3: Emissie

91

f 0 f 3 f 5 f 7 f 9 f 11 f 13 f 15

I

Laagfrequent

Harmonischen

Hoogfrequent

Frequentieregelaar

41/106





92


EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen EN 61800-3: Emissie laag frequent

Harmonischen

93


EMC Normen: Regelbare elektrische aandrijfsystemen EN 61800-3: Emissie hoog frequent

42/106

IEC 61800-3 Power Port IEC61000-6--4 Maatregel

f. (MHz) dB. (mV) dB. (mV) dB. Filter.

0,15-0,5 66-56 79 0 N

0,5-5,0 56 73 0 N

5,0-30 60 73 0 N

Situatie:• Omgeving:Industrieel• Product:Categorie 1• Main Power Port

Cat 1

Productspecificaties Omgevingspecificaties

EMC Matrix

94

EN 61800-3: Emissiehoogfrequent

ElektroMagnetische CompatibiliteitEMC matrix

Cat 2

IEC 61800-3 Power Port IEC61000-6-4 Maatregel


0,15-0,5 79 79 0 N

0,5-5,0 73 73 0 N

5,0-30 73 73 0 N


EMC Matrix

95

Situatie:• Omgeving:Industrieel• Product:Categorie 2• Main Power Port



43/106

Cat 3

<100 A



0,15-0,5 100 79 21 J

0,5-5,0 86 73 13 J

5,0-30 90 73 17 J


EMC Matrix

96

Situatie:• Omgeving:Industrieel• Product:Categorie 3• Main Power Port• < 100 A



Cat 3

>100 A



0,15-0,5 130 79 51 J

0,5-5,0 125 73 52 J

5,0-30 115 73 42 J


EMC Matrix

97

Situatie:• Omgeving:Industrieel• Product:Categorie 3• Main Power Port• > 100 A



44/106


98

NEF 1…

SFP 1…


Frequentieregelaar


Frequentieregelaar

99

45/106





Power interface

Motorkabel

100


Frequentieregelaar


• Leidingen afschermen of ferrietkernen

• “Aarding” geschikt voor HF

• “Aard” afscherming aan beide zijden

• Ongelakte montageplaat van de schakelkast101


Frequentieregelaar


46/106

U inverter

hoogfrequent

lekstroom

I = C. D U/ D t

Motorcircuit

102




stroommeting

stroomtang

stroommeting

stroomtang

103 Rohde&Schwarz EZ 17

47/106






104

105


Interne capaciteit

48/106

Stap 1: emissie verlagen


106



107

49/106



108

beschermings-leiding (PE)

scherm pigtail


109


50/106



110

scherm rondom



111

scherm rondom

Aansluiting motorkabel kast

51/106


Metalen EMC-wartel


112

Aansluiting motorkabel motor

Kunststof-wartel

Motoraansluitkap

Kunststof of metaal ?


EMC-wartel


113

52/106

114


115

Afmeting B06 – B24 EMC uitvoering Corrosie bestendig

aluminium EVO-lock kabelwartel

M20 – M40

IP66 /

NEMA 4X

M20 M25 M32 M40

ElektroMagnetische CompatibiliteitMotorcircuit (Burst)HEAVYCON EVO B-series aluminium

53/106

116

Geaarde

kabelwartel

ElektroMagnetische CompatibiliteitMotorcircuit (Burst)HEAVYCON EVO B-series aluminium

geleidende profielafdichting

HEAVYCON EVO B-series aluminium

117

EMC uitvoering

Schroefdraad Adapter

voor M, PG, NPT

Standaard


54/106

//commons.wikimedia.org/wiki/File:Schutzklasse_1_fett.svg

//commons.wikimedia.org/wiki/File:Schutzklasse_1_fett.svg

beschermings-leiding (PE)

los

scherm pigtail

scherm rondom



118

scherm pigtail scherm

rondom



119

55/106

• Leidingen afschermen of ferrietkernen

120


Frequentieregelaar


121



Ferrietfilter SEW

56/106

122



Ferrietfilter SEW



123

Ferrietfilter SEW

Zonder filter

Met filter

57/106

124



Vermogensverlies 11 W

125



Vermogensverlies 11 W

58/106

126


Mechanische beschadiging

127



Elektrische erosie

• putvorming

• wasbordpatroon

Zwartgeblakerd smeermiddel

• verbranding

• uitharding

59/106

128



129



Kogellagers:

• Geïsoleerde coating

• Keramische kogels/cilinders

As-aardring

60/106


ElektroMagnetische Compatibiliteit M&R / datacircuit (Burst)

Stap 2: immuniteit verhogen

131

61/106

ElektroMagnetische Compatibiliteit M&R / datacircuit (Burst)

Stap 2: immuniteit verhogenMeet &Regelkabel

132

Stoorstroom over de kabel

1. afscherming eenzijdig aansluiten

2. afscherming tweezijdig aansluiten

1 2

?

• scherm pigtail

• Losse afscherming

ElektroMagnetische CompatibiliteitM&R / datacircuit (Burst)


133

62/106

stroommeting

Common mode stroom ( Icm)

stroommeting

Differential mode stroom ( Idm)



134

Common mode stroom (Icm)

Differential mode stroom (Idm)



135

63/106



scherm rondom

136



Montageplaten HF met elkaar verbinden

Litze

137

64/106

Beïnvloeding meet - en regelleiding door 50 Hz vereffeningsstroom

ElektroMagnetische CompatibiliteitVoedingssystemen

L1L2L3

PEN

TN-C-Systeem

I/O

stationBesturing

DV

DV

DA

138

ElektroMagnetische CompatibiliteitVoedingssystemen

L1L2L3N

TN-S-Systeem

I/O

stationBesturing

PE

DV

DV

139

Beïnvloeding meet - en regelleiding door 50 Hz vereffeningsstroom

65/106

PLC

FO

MOMO

M

temperatuurmeting

50 MHz

temperatuurmeting

50 HzPE PEl


50 Hz inkoppeling

140

PLC

FO

MOMO

M

temperatuurmeting

50 MHz

temperatuurmeting

50 HzPE PE


141

50 Hz inkoppeling

• LF potentiaalvereffening

66/106

PLC

FO

MOMO

M

temperatuurmeting

50 MHz

temperatuurmeting

50 HzPE PE


142

50 Hz inkoppeling


temperatuurmeting

temperatuurmeting

PLC

FO

MOMO

M50 MHz

50 Hz

+ - + + + +- - -

temperatuurmeting


143

50 Hz inkoppeling

• LF potentiaalvereffening• Getwist aderpaar

67/106

PLC

FO

MOMO

M

temperatuurmeting

50 MHz

temperatuurmeting

50 HzPE PE


144

50 Hz inkoppeling


• Aansluiting via capaciteit

• Getwist aderpaar

PLC

FO

MOMO

M

temperatuurmeting

50 MHz

temperatuurmetingPE PE


145

50 Hz inkoppeling




68/106

PLC

FO

MOMO

M

temperatuurmeting

50 MHz

temperatuurmetingPE PE


MCR-TE…146

50 Hz inkoppeling




147

Data-diagnose

ElektroMagnetische CompatibiliteitInterne Compatibiliteit

69/106

148

Data-diagnose


149

Data-diagnose


70/106

150

ElektroMagnetische CompatibiliteitData communicatie (Burst)

151

ElektroMagnetische CompatibiliteitData communicatie (Burst)

71/106


152


153

72/106

154

M12 cables

Complete Product Range



VS-PP-R-1XRJ45-SCC Schermaansluiting

155

• direct aan aarde

• via RC circuit aan aarde

• niet geaard

50 Hz inkoppeling

73/106


Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenKabelgoot/ladderbaan

156



157


74/106

geen aardlitze aardlitze

kabelgoot Parallel Earthing Conductor (PEC)



158



159

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenStaalconstructie

75/106



160

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenGearmeerde kabel



161

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelen

EMC Kabel Gearmeerde kabel

Stroomgeleiding

76/106


162

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenNederlandse PraktijkRichtlijn

Uitstraling EMC kabel

Gearmeerde kabel

163


Stap 2: onderlinge beïnvloeding

Kabelgoot


• gesloten• 15 cm uit elkaar• geleidend

Zeer storend 1Storend 2

Indifferent 3Gevoelig 4

Zeer gevoelig 5

77/106

164


Stap 2: onderlinge beïnvloedingNederlandse PraktijkRichtlijn

15dB15dB15dB15dB



Zeer gevoelig 5

Demping in dB

Demping in dB

• gesloten• 15 cm uit elkaar• geleidend

Kabelgoot

EMC motorkabel

Afgeschermde datakabel

t/m ≈100MHz

165



15dB15dB15dB15dB



Zeer gevoelig 5

Demping in dB (20 dB)

Demping in dB (40 dB)

Stap 2: onderlinge beïnvloeding

t/m ≈100MHz

To

taa

l 60

dB

78/106


Nederlandse PratijkRichtlijn

Ferrietkernen

Ferrietkernen


79/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitM&R / datacircuit

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenFerrietkernen

ElektroMagnetische CompatibiliteitRelaisschakelingen (Burst)

Stap 3: Stoorspanning verlagen

169

80/106


Stap 3: Stoorspanning verlagen

ELR 1-24DC/600AC-20

170



171

81/106

ElektroMagnetische CompatibiliteitDatacircuit (Burst)

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenGlasvezeltechnologie FL-MC 10/100 BASE-T/FO-660

172

ElektroMagnetische CompatibiliteitDatacircuit (Burst)

Stap 3: EMC-aanvullende maatregelenWireless Bluetooth

173

82/106


M1 FM Band

M2 TV Band

M3 Portofoon Band

M4 GSM 900 Band

M5 GSM 1800 Band

M6 WLAN BandM1 M2

M4

M5M6

Frequentiespektrum

1MHz-3GHz

M3

Frequentiespectrum Motorcircuit-Bluetooth

Motorregeling Bluetooth

174

Lightning ElectroMagnetic Pulse/Surge


Directe blikseminslag / Indirecte blikseminslag

83/106

4

“IEC 62305- 1/-2/-3/-4


Stap 1: Blikseminslag (LEMP & Surge)


176

5-6 keer per jaar

R=1 km

netvoedingleiding

meet- & regelleiding

dataleiding



Overspanningsafleidersysteem

Gebouw

Schakelkast

177

84/106

R=1 km

netvoedingleiding

meet- & regelleiding

dataleiding




Gebouw

Schakelkast

178

179




EN-type II/T2EN-type I/T1 EN-type III/T3

HV OV Installatie

FLASHTRAB VALVETRAB MAINTRAB

Netbeveiliging

85/106

180




Meet &Regelbeveiliging

• Intelligente overspanningsbeveiling• Vooruitziend bewaken

OK

Vermogensgrens bereikt

Overbelast

PLUGTRAB PT-IQ


Stap 1 Blikseminslag (LEMP & Surge)Overspanningsafleidersysteem

182

86/106

barcode scanner voor herkenning

van de teststekers

PC-interface voor gedetailleerde documentatie

volautomatisch testapparaat


Stap 1 Blikseminslag (LEMP & Surge)Overspanningsafleidersysteem

183

ElektroMagnetische CompatibiliteitExterne elektromagnetische velden


EM-veld

dBmV/m

Demping in dB

EMC Behuizingen

184

87/106

IEC 61800-3 Enclosure Port IEC61000-6-4 Maatregel

f. (MHz) dB. (mV/m) dB. (mV/m) dB. Kast.

30-230 30 (10m) 30(30m)+10=40 0 N

230-1000 37(10m) 37(30m)+10=47 0 N

ElektroMagnetische CompatibiliteitInterne elektromagnetische velden

Cat 1

Situatie:• Omgeving:Industrieel• Product:Categorie 1• Enclosure Port


EMC Matrix interne elektromagnetische velden

185



30-230 40 (10m) 30(30m)+10=40 0 N

230-1000 47(10m) 37(30m)+10=47 0 N


Cat 2




186

88/106



30-230 50(10m) 30(30m)+10=40 10 J

230-1000 60(10m) 37(30m)+10=47 13 J


Cat 3




187

89/106

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=eRE337gNHCTr5M&tbnid=wOBJi55hrlC4WM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.howest.be/Default.aspx?target%3Dhowest%26lan%3Dnl%26item%3D374&ei=ZabKUs2oJYXW0QWOooHIDg&bvm=bv.58187178,d.d2k&psig=AFQjCNGq5d-mxk5kD9pD44-fYIM1jDk3sQ&ust=1389098980114541

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=eRE337gNHCTr5M&tbnid=wOBJi55hrlC4WM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.howest.be/Default.aspx?target%3Dhowest%26lan%3Dnl%26item%3D374&ei=ZabKUs2oJYXW0QWOooHIDg&bvm=bv.58187178,d.d2k&psig=AFQjCNGq5d-mxk5kD9pD44-fYIM1jDk3sQ&ust=1389098980114541

189

ElektroMagnetische CompatibiliteitElektromagnetische veldenStap 1: EMC-aanvullende maatregelen

EMC behuizingenDempingmetingen

IEC 61587-3

190



90/106

191



192



91/106

193


EMC behuizingen

100 MHz 1 GHz

70 dBµV/m

60 dBµV/m

50 dBµV/m

40 dBµV/m

30 dBµV/m

20 dBµV/m

10 dBµV/m

0 dBµV/m

-10 dBµV/m

0 10 20 30 40 50 60 70-15 85

Start 30.0 MHz Stop 2.0 GHz

Att 10 dB

RBW

MT

120 kHz

1s

6dB

PREAMP ON

1Pk

Clrw

Tdf

FREQUENCY 64.0000000 MHz

LEVEL QPK -3.31 dBµV/m

Date: 21.AUG.2013 10:37:08

Dempingmetingen

194


EMC behuizingen

100 MHz 1 GHz

70 dBµV/m

60 dBµV/m

50 dBµV/m

40 dBµV/m

30 dBµV/m

20 dBµV/m

10 dBµV/m

0 dBµV/m

-10 dBµV/m

0 10 20 30 40 50 60 70-15 85


Att 10 dB

RBW

MT

120 kHz

1s

6dB

PREAMP ON

1Pk

Clrw

Tdf

Ovld

6Pk

View


LEVEL QPK 52.91 dBµV/m

Date: 21.AUG.2013 13:41:38

100 MHz 1 GHz

70 dBµV/m

60 dBµV/m

50 dBµV/m

40 dBµV/m

30 dBµV/m

20 dBµV/m

10 dBµV/m

0 dBµV/m

-10 dBµV/m

0 10 20 30 40 50 60 70-15 85


Att 10 dB

RBW

MT

120 kHz

1s

6dB

PREAMP ON

1Pk

Clrw

Tdf

6Pk

View


LEVEL QPK 42.11 dBµV/m

Date: 21.AUG.2013 13:43:34

30 – 230MHz 230 – 1GHz 1 – 2GHz

dBµV/m 18,46 17,43 22,23

Deur No 1 (standaard deur)Dempingmetingen

92/106

195



Houten legbord 30 – 230MHz 230 – 1GHz 1 – 2GHz

Metaal 18,46 17,43 22,23

Plexi 4,05 1,35 0,7

Plexi/Gaas 21,61 18,96 22,14

Uitsparingen 18,46 17,52 22,3

Metalen legbord 30 – 230MHz 230 – 1GHz 1 – 2GHz

Metaal 9,67 15,29 19,51

Plexi 1,29 0,53 1,66

Plexi/Gaas 9,72 15,11 19,37

Uitsparingen 9,73 14,82 19,59

196


Elektromagnetische veldenRadio-/TV zenders – GSM- UMTS- Radar-Portofoon

93/106



EM-veld

100V/m

300A/m

Demping in dB

EMC Behuizingen

10V/m

30A/m

197

198

E = 1/r 30xPxG P= vermogen zenderG= antenne factorr= afstand tot antenne

Veldsterkte (V/m)

Afstand(m) Vermogen (W)r 1 3 10 20

30 0,2 0,3 0,6 0,810 0,5 0,9 1,7 2,43 1,8 3,1 5,7 8,01 5,4 9,3 17,3 24,1

0,3 18 31 57,6 80,3

ElektroMagnetische CompatibiliteitVeldsterkte

G= 1F= 450 MHz

94/106


Energiecentrale/HS onderstation:TS 61000-6-5



95/106



100 A/m continu1000 A/m 1 sec


Railinfra:EN 50121-4

96/106



20 V/m 900 MHz

100 A/m0-16,7-50 Hz



20 V/m 160-180 MHz420-430 MHz

30 V/m 900 MHz

300 A/m 0-16,7-50 Hz

Prorail: RLN00007

97/106

205

ElektroMagnetische CompatibiliteitRailinfra

Immuniteit

Radio-frequency (AM)

80 MHz…1.000 MHz 20 V/m

Radio-frequency (GSM)

800 MHz… 1.000 MHz 20V/m

1400 MHz… 2100 MHz 10V/m

2100 MHz…2500 MHz 5V/m

Enclosure port

ElektroMagnetische CompatibiliteitElektromagnetische velden

206

98/106

Elektromagnetische afscherming

De demping is afhankelijk van :– Materiaal:

(plaatstaal, aluminium, kunststof)

– Frequentie: (150 KHz t/m 1 GHz)

– Veldsoort: (magnetisch, elektrisch)

– Geometriemateriaal: (afmeting van de kast)

Demping

plaatstaal

reflectie 100 KHz

volg-reflectie

instraling

absorptie

tot circa

100 KHz


207


Stap 1: EMC-aanvullende maatregelenEMC behuizingen

208

99/106



• standaard behuizing: 20 dB (10x)

• aangepaste behuizing: 40dB (100x)

• EMC behuizing: 60 dB (1000x)

Afscherming: tot 100 MHz

209



Standaard behuizing: 20dB (10x)Afscherming

• plaatstaal• dompelgrondlak• buitenzijde poedercoating• montageplaat verzinkt• IP 55

210

100/106


EMC behuizingen

Aangepaste behuizing: 40dB (100x)Afscherming

• plaatstaal• dompelgrondlak• buitenzijde poedercoating• montageplaat verzinkt• IP 55

Standaard:

211


EMC behuizingen

EMC maatregelen: 20dB (10x)Afscherming

• Litze verbindingenStandaard:+ aanpassing

212

101/106


EMC behuizingen

Afscherming

• zichtvensterStandaard:+ aanpassing

213

EMC maatregelen: 20dB (10x)

ElektroMagnetische CompatibiliteitExterne elektromagnetische veldenStap 3: EMC-aanvullende maatregelen

EMC behuizingen

Afscherming

• ventilator - ventilatieroosterStandaard:+ aanpassing

214


102/106


EMC behuizingen

Afscherming

• bodemplaat

Standaard:+ aanpassing

215



EMC behuizingen

Afscherming

• Kabelinvoer

Standaard:+ aanpassing

216


103/106


EMC behuizingen

EMC behuizing: 60dB (1000x)Afscherming

• plaatstaal• buitenzijde

• dompelgrondlak• poedercoating

• binnenzijde• aluminium-zink oppervlak

• montageplaat verzinkt• deurprofielen verzinkt• EMC rubber

217


EMC behuizingen

EMC behuizing: 60dB (1000x)Afscherming

• EMC rubber

218

104/106

Inkoop

systeem/apparatuur EMC specificaties (emissie/immuniteit)

installatie-instructies testrapporten, verklaringen van

overeenstemming

EMC-plan site survey, EM-zonering EMC-matrix specificatie EMC-maatregelen risicobeoordeling

Engineering

`As built` tekeningen van EMC kritische onderdelen

aardingsschema, gotenplan, kabelroutes, kabelscheiding

installatie checklist

Installatie

inspectie/opleveringsrapport onderhoud aandachtspunten t.a.v.

uitbreiding/vervangingOplevering

EM

C-a

ansp

reek

punt

ElektroMagnetische CompatibiliteitEMC-management

219

EM

C-a

ansp

reek

punt

Inkoop

systeem/apparatuur EMC specificaties (emissie/immuniteit)

installatie-instructies testrapporten, verklaringen van

overeenstemming

EMC-plan site survey, EM-zonering EMC-matrix specificatie EMC-maatregelen risicobeoordeling

Engineering

`As built` tekeningen van EMC kritische onderdelen

aardingsschema, gotenplan, kabelroutes, kabelscheiding

installatie checklist

Installatie

inspectie/opleveringsrapport onderhoud aandachtspunten t.a.v.

uitbreiding/vervangingOplevering

EMC vraagt om een multidisciplinaire aanpak

ElektroMagnetische CompatibiliteitEMC-management

220

105/106


Schone aarde

Litze

Aa

V/m

le

Overspanningsbev iliging

kV

ern


NEN-EN C 62305

Kabelgoot

ermi

Elektromagnetischm

AardlussenEMC

IEC 6 0

FilteringkHz

sem

221

Competente EMC partners


Bedankt&

Tot ziens222

106/106

Phoenix Contact, workshop EMC – installatietechniek volgens de huidige EMC-richtlijnen

Technology

Transcript of Phoenix Contact, workshop EMC – installatietechniek volgens de huidige EMC-richtlijnen