50
29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące rozdzielnic i sterownic niskonapięciowych INSTYTUT AUTOMATYKI SYSTEMÓW ENERGETYCZNYCH Sp. z o.o. ul. Wystawowa 1, 51-618 Wrocław Rok założenia 1949 Donat Zemełko Laboratorium Badawcze [email protected] tel. 71 348 4221 wew. 505

Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Kompatybilność

elektromagnetyczna

Wymagania techniczne dotyczące

rozdzielnic i sterownic niskonapięciowych

INSTYTUT AUTOMATYKI SYSTEMÓW ENERGETYCZNYCH Sp. z o.o. ul. Wystawowa 1, 51-618 Wrocław

Rok założenia 1949

Donat ZemełkoLaboratorium [email protected]. 71 348 4221 wew. 505

Page 2: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

WSTĘP ZJAWISKA ELEKTROMAGNETYCZNE ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE OCENA ZAGROŻENIA PRZYPADKI BRAKU EMC WYMAGANIA TECHNICZNE SPOSOBY ZAPEWNIENIA EMC METODY BADAŃ ZAKOŃCZENIE

Rok założenia 1949

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

SPIS TREŚCI

Page 3: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949 EMC –

OBSZARY DZIAŁALNOŚCI

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 4: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

KOMPATYBILNOŚĆ

ELEKTROMAGNETYCZNA (EMC)

Zdolność

”urządzenia”

do właściwego działania w swoim środowisku elektromagnetycznym bez wytwarzania zaburzeń

elektromagnetycznych,

które są

niedopuszczalne dla

jakiegokolwiek

elementu tego środowiska

”urządzenie”

ma znaczenie zgodne z Dyrektywą

2004/108/WE

Rok założenia 1949 DEFINICJA EMC

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 5: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

DYREKTYWA 2004/108/WE

Rok założenia 1949 DEFINICJA ”URZĄDZENIA”

”URZĄDZENIE”

APARATURA:1.

GOTOWE URZĄDZENIE DOSTĘPNE NA RYNKU LUB ZESTAW TAKICH URZĄDZEŃ

2.

KOMPONENTY LUB PODZESPOŁY APARATURY PRZEZNACZONE DO WMONTOWANIA PRZEZ UŻYTKOWNIKA

3.

INSTALACJE RUCHOME

INSTALACJA STACJONARNA:1.

SIECI ELEKTROENERGETYCZNE

2.

DUŻE MASZYNY

3.

DEDYKOWANE SYSTEMY POMIAROWE

4.

DEDYKOWANE SYSTEMY STEROWANIA

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 6: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949OZNACZENIE CE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 7: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Ustalony poziom zaburzeń

elektromagnetycznych, stosowany jako poziom odniesienia w danym środowisku w celu koordynacji wymagań

w zakresie emisji zaburzeń

i odporności na zaburzenia. [na podstawie IEV 161-03-10]

Rok założenia 1949POZIOM KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 8: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Koszty zapewnienia EMC

Rok założenia 1949EMC i KOSZTY

zwiększone koszty urządzeń

spełniających wymagania EMC koszty elementów zabezpieczeniowych w instalacjach zwiększone koszty okablowania koszty badań

EMC

koszty doprowadzania wyrobu/instalacji do zgodności z wymaganiami EMC

zwiększone koszty eksploatacji urządzeń/systemów koszty przestojów procesu koszty usuwania uszkodzeń

sprzętowych

koszty odzyskiwania utraconych danych

Koszty braku EMC

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 9: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PODZIAŁ

ZJAWISK ELEKTROMAGNETYCZNYCH STOSOWANY W EMC

Rok założenia 1949ZJAWISKA ELEKTROMAGNETYCZNE

Zjawiska naturalne: wyładowania elektrostatyczne wyładowania atmosferyczne

Działalność

techniczna człowieka: zapady, zaniki, zmiany, asymetria napięcia zasilania zmiany częstotliwości sieci zasilającej składowe stałe w sieciach prądu przemiennego harmoniczne, interharmoniczne

napięcia sieciowego

sygnały komunikacyjne w sieci zasilającej asymetryczne napięcia/prądy zaburzeń

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 10: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PODZIAŁ

ZJAWISK ELEKTROMAGNETYCZNYCH STOSOWANY W EMC

Rok założenia 1949ZJAWISKA ELEKTROMAGNETYCZNE

Działalność

techniczna człowieka: asymetryczne zaburzenia impulsowe (EFT/B) udary unipolarne, przebiegi oscylacyjne tłumione pola elektromagnetyczne ciągłe (w strefie dalekiej) pola magnetyczne ciągłe, impulsowe (w strefie bliskiej) pola elektryczne ciągłe (w strefie bliskiej)

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 11: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PROPAGACJA I SPRZĘŻENIE ZABURZEŃ ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Rok założenia 1949ZJAWISKA ELEKTROMAGNETYCZNE

Propagacja zaburzeń

-

podział

umowny: zaburzenia przewodzone (do kilkudziesięciu MHz) zaburzenia promieniowane (powyżej kilkudziesięciu MHz)

Sprzężenie zaburzeń: bezpośrednie (wspólna impedancja sygnału roboczego

i zaburzenia) pojemnościowe (pole elektryczne) indukcyjne (pole magnetyczne) polowe (pole elektromagnetyczne w strefie dalekiej)

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 12: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNEDefinicje środowisk EM

na podstawie normy IEC 61439-1:2009

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU A:

dotyczy niepublicznej lub przemysłowej sieci/instalacji niskiego napięcia w lokalizacjach, gdzie występują źródła silnych zakłóceń

elektromagnetycznych

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU B:

dotyczy publicznych sieci/instalacji niskiego napięcia w obiektach mieszkalnych, handlowych lub przemysłu lekkiego, gdzie nie występują

takie źródła silnych zakłóceń

elektromagnetycznych, jak na przykład spawarki łukowe

Rok założenia 1949ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 13: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNEDefinicje środowisk EM

na podstawie PN-EN 61439-1:2010

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU A:

dotyczy sieci elektroenergetycznej przewidzianej do działania w lokalizacjach przemysłowych (wewnętrznych i zewnętrznych) lub w ich pobliżu i zasilanej z transformatora wysokiego lub średniego napięcia dedykowanego do instalacji zasilającej zakładu produkcyjnego lub podobnego

dotyczy także aparatury o zasilaniu bateryjnym, przeznaczonej do użytku w obszarach przemysłowych

tego środowiska dotyczą

normy ogólne PN-EN 61000-6-2 i -6-4

Rok założenia 1949ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 14: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNEDefinicje środowisk EM

na podstawie PN-EN 61439-1:2010

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU B:

dotyczy publicznych sieci zasilających niskiego napięcia lub aparatury dołączonej do dedykowanego źródła prądu stałego, które jest przeznaczone do włączenia między tą

aparaturą

i publiczną

siecią

zasilania niskiego napięcia.

dotyczy także aparatury zasilanej bateryjnie lub z niepublicznej sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia, jednak innej niż

przemysłowa, jeżeli aparatura ta przewidziana jest do użytku w wymienionych lokalizacjach dotyczących tego środowiska

dotyczy lokalizacji mieszkalnych, komercyjnych i przemysłu lekkiego

tego środowiska dotyczą

normy ogólne PN-EN 61000-6-1 i -6-3

Rok założenia 1949ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 15: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Przykładowe charakterystyki środowisk EMna podstawie normy PN-EN 61439-1:2010

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU A:

obecność

pracujących urządzeń

przemysłowych, naukowych

lub medycznych, zaliczanych do urządzeń

klasy A, grupy I według normy PN-EN 55011

częste występowanie zjawisk łączeniowych, związanych z dużymi obciążeniami indukcyjnymi lub pojemnościowymi

duże wartości prądów roboczych i związane z tym duże wartości pól magnetycznych

Rok założenia 1949ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 16: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Przykładowe charakterystyki na podstawie normy PN-EN 61439-1:2010

ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU B:

obecność

pracujących urządzeń, zaliczanych do urządzeń

klasy B, grupy I według normy PN-EN 55011

środowisko typowe dla:

Rok założenia 1949ŚRODOWISKO ELEKTROMAGNETYCZNE

prywatnych lokali i domów mieszkalnych, sklepów i supermarketów, pomieszczeń

biurowych, banków, itp.

lokali użyteczności publicznej jak kina, teatry, lokalegastronomiczne, lokale rozrywkowe, itp.

obiektów zewnętrznych, jak stacje benzynowe, parkingi,stadiony sportowe, obiekty rekreacyjne, itp.

obiektów przemysłu lekkiego, jak warsztaty, laboratoria,zakłady serwisowe, itp.

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 17: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

OCENA ZAGROŻENIA ZWIĄZANEGO Z BRAKIEM EMC

stan aktualny środowiska elektromagnetycznego

zmiany w środowisku elektromagnetycznym

poziom odporności na zaburzenia wyposażenia technicznego (deklarowany i rzeczywisty)

analiza przewidywalnych zdarzeń

braku EMC

analiza warstwy sprzętowej i programowej systemu sterowania

procedury organizacyjne przewidziane w sytuacjach zaistnienia zdarzeń

związanych z brakiem EMC (minimalizacja ich skutków)

procedury organizacyjne mające na celu minimalizację

zagrożenia

(m.in. dot. zakupu, instalacji i serwisowania aparatury, zapewnienia nadmiarowości informacji zasadniczo wpływającej na sterowanie procesem)

częstość

i skutki znanych zdarzeń

wynikających z braku EMC

wymagania formalne dotyczące EMC (wynikające z umów lub ze stanu prawa)

Rok założenia 1949OCENA ZAGROŻENIA

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 18: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PRZYKŁADOWE REAKCJE NA ZABURZENIA ELEKTROMAGNETYCZNE

Rok założenia 1949PRZYPADKI BRAKU EMC

nieprawidłowe wskazania układów pomiarowych wielkości elektrycznych lub nieelektrycznych

nieprawidłowe działanie układów wykonawczych

brak możliwości odczytu wskaźników lub błędne odczyty

nieuzasadnione uruchamianie sygnałów ostrzegawczych/alarmowych lub blokowanie działania tych funkcji

błędy komunikacyjne: zwiększenie czasu transmisji, brak możliwości odczytu danych lub zmiany parametrów urządzeń

zdalnych, potrzeba

ponownego zestawienia kanału komunikacyjnego

błędne działanie systemu sterowania o charakterze zbliżonym do błędów w oprogramowaniu lub do problemów montażowych (PCB)

trwałe uszkodzenia sprzętu w wyniku działania zaburzeń

elektromagnetycznych lub wpływ na niezawodność

sprzętu

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 19: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

KLASYFIKACJE REAKCJI NA ZABURZENIA

Rok założenia 1949PRZYPADKI BRAKU EMC

CZĘSTOŚĆ

WYSTĘPOWANIA: sporadyczne (trudne do zdiagnozowania) częste (łatwe do zarejestrowania) permanentne (najłatwiejsze do usunięcia)

CZAS TRWANIA: chwilowe (ustępujące samoczynnie) trwałe w czasie (wymagające obsługi operatora)

WPŁYW NA PRZEBIEG PROCESU: bez wpływu na zarejestrowane dane i na dalszy

przebieg procesu utrata lub uszkodzenie danych zmiana przebiegu procesu, zmiana trybu pracy urządzeń

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 20: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

KLASYFIKACJE REAKCJI NA ZABURZENIA

Rok założenia 1949PRZYPADKI BRAKU EMC

POZIOM AKCEPTACJI SKUTKÓW ZABURZEŃ: reakcje dopuszczalne reakcje dopuszczalne warunkowo reakcje niedopuszczalne

WPŁYW NA TRWAŁOŚĆ

DZIAŁANIA URZĄDZENIA/SYSTEMU: brak uszkodzeń pogorszenie niezawodności działania trwałe uszkodzenia (np. tylko w pewnej lokalizacji)

WPŁYW NA FUNKCJONOWANIE URZĄDZENIA/SYSTEMU: brak wpływu na podstawowe parametry funkcjonalne pogorszenie jakości działania niektórych funkcji zablokowanie działania niektórych funkcji (np. komunikacyjnych) całkowite zablokowanie działania

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 21: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PRZYKŁADOWE SKUTKI BRAKU EMC

ograniczenia w wykorzystaniu niektórych funkcji systemu sterowania procesem

trudności w zapewnieniu właściwych parametrów procesu

trudności w eksploatacji urządzeń/systemów sterowania (np. nadmiar czynności obsługowych lub serwisowych)

przestoje procesu wynikające z braku EMC

uszkodzenia wynikające z braku EMC

utrata informacji o przebiegu procesu

Rok założenia 1949PRZYPADKI BRAKU EMC

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 22: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PODSTAWA NORMALIZACYJNA EMC Normy EMC wyrobów/grup wyrobów

PN-EN 55011 –

urządzenia przemysłowe, naukowe, medycznePN-EN 55022, PN-EN 55024 –

urządzenia informatycznePN-EN 61326-1 –

urządzenia do pomiarów sterowania i użytku w laboratoriach Normy ogólne EMC (gdy brak jest norm EMC wyrobów)

PN-EN 61000-6-1, PN-EN 61000-6-3 –

środowisko mieszkalne, komercyjne PN-EN 61000-6-2, PN-EN 61000-6-4 –

środowisko przemysłowe Normy podstawowe EMC -

podstawowe metody badań

EMC

PN-EN 61000-4-x –

podstawowe metody badań

odporności na zaburzenia EM Normy dot. metod badań

EMC wyrobów, grup wyrobów

PN-EN 60255-25:2002 –

przekaźniki energoelektryczne (emisja)PN-EN 60255-22-1-x –

przekaźniki pomiarowe i urządzenia zabezpieczeniowe Normy określające „podstawowe zasady”

techniczne dla

wyrobów/grup wyrobów z uwzględnieniem EMC PN-EN 61439-1 –

rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 23: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PODSTAWA NORMALIZACYJNA EMCPrzykład wymagań

dot. rozdzielnic i sterownic niskonapięciowych

Wycofana norma PN-EN 60439-1

norma grupy wyrobów i jednocześnie norma określająca „podstawowe zasady”

techniczne

z uwzględnieniem EMC

Aktualna norma PN-EN 61439-1:2010Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe –Część

1: Postanowienia ogólne

Załącznik J (normatywny) Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

norma określająca „podstawowe zasady”

techniczne

dot. grupy

wyrobów, przeznaczona do powołania w innych częściach serii norm PN-EN 61439-x, np. w PN-EN

61439-2:2010 Rozdzielnice

i sterownice niskonapięciowe --

Część

2: Rozdzielnice i

sterownice do rozdziału energii elektrycznej, która zastępuje

wycofaną

normę

PN-EN 60439-1.

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 24: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PODSTAWA NORMALIZACYJNA EMCZakres normy PN-EN 61439-1:2010

zestawy rozdzielnic i sterownic o napięciu znamionowym do 1000 V a.c. lub do 1500 V d.c.

zestawy stacjonarne lub ruchome, w osłonach lub bez osłon

zestawy przeznaczone do instalacji w układach wytwarzania, przesyłu, rozdziału i przetwarzania energii elektrycznej oraz do sterowania odbiornikami energii

zestawy zaprojektowane do stosowania w specjalnych warunkach eksploatacji, np. w pojazdach trakcyjnych lub na statkach, w atmosferze wybuchowej, ale także do zastosowań

domowych

zestawy zaprojektowane jak wyposażenie elektryczne maszyn

zestawy rozdzielnic i sterownic wytwarzane zarówno w pojedynczych egzemplarzach jak również

produkowane

w większej liczbie

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 25: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

PRZYKŁADOWA STRUKTURA NORM EMC

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 26: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

NORMALIZACYJNE WYMAGANIA EMC DLA NORM Z SERII PN-EN 61439-x

NORMA PODSTAWOWA(METODY BADAWCZE

ODPORNOŚCI)

NORMA PODSTAWOWA(METODY BADAWCZE

ODPORNOŚCI)

NORMA GRUPY WYROBÓW(METODY BADAWCZE

EMISJI)

PN-EN 61439-1

PN-EN 61439-2 PN-EN 61439-5

ZAŁĄCZNIK J - PODSATWOWE ZASADY EMC

PN-EN 61000-4-x PN-EN 61000-4-x PN-EN 55011

NORMA GRUPY WYROBÓW - PODSTAWOWE ZASADY TECHNICZNE

NORMA GRUPY WYROÓW NORMA GRUPY WYROÓWSTEROWNICE I ROZDZIELNICE

NISKONAPIĘCIOWEZESTAWY DO DYSTRYBUCJI

MOCY

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 27: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Znormalizowane wymagania EMC określane są w odniesieniu do poszczególnych przyłączy urządzeń:

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

obudowa (jako przyłącze) przyłącze zasilania a.c./d.c. przyłącze sygnałowe (we./wy.) przyłącze uziemienia funkcjonalnego przyłącze zasilania pomocniczego wyjściowe przyłącze zasilania przyłącze sterowania procesem (we./wy.) przyłącze komunikacyjne

----

przyłącza wyróżnione w normie PN-EN 61439-1:2010

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 28: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

PODSTAWOWE ZASADY BADAŃ

EMC OKREŚLONE W NORMIE PN-EN 61439-1

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE

Nie wymaga się żadnych badań

EMC rozdzielnic i sterownic niskonapięciowych, jeżeli spełnione są

dwa poniższe warunki:

wszystkie urządzenia i podzespoły zastosowane dokonstrukcji

spełniają

wymagania EMC dotyczące danego

środowiska EM

(A lub B), zgodnie z wymaganiami odnośnejnormy wyrobu

lub normy ogólnej EMC

wewnętrzna instalacja i połączenia przewodowe sąwykonane zgodnie z instrukcjami lub wymaganiamitechnicznymi producentów zastosowanych urządzeńi podzespołów, uwzględniając np. wzajemne oddziaływaniai położenie urządzeń, rodzaj kabli, ekranowanie, uziemienie itp. szczegóły konstrukcji rozdzielnic i sterownic.

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 29: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

BADANIA ODPORNOŚCI NORMYPODSTAWOWE

NORMYWYROBÓW

NORMYOGÓLNE

Określenie zjawiskazaburzeń

+ + +

Opis metody badańodporności

+ + +

Poziomy probiercze -(wszystkie zalecane)

+(klasy, grupy)

+(dot. środowiska)

Kryteria oceny wynikówbadań odporności

- +(szczegółowe)

+(ogólnie)

Warunki pracy urządzeniabadanego

- + -Przykłady PN-EN 61000-4-x 61439-2 61000-6-1, -2

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 30: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

KRYTERIA OCENY WYNIKÓW BADAŃ

ODPORNOSCI NA PRZYKŁADZIE PN-EN 61439-1

Kryterium A:

zmiana charakterystyk roboczych EUT jest niezauważalna

brak jakiegokolwiek wpływu na układy zasilania EUT

brak wpływu na informacje wyświetlane na wyświetlaczu/monitorze

dopuszczalna niewielka zmiana intensywności wskaźników LED

dopuszczalne niewielkie ruchy znaków na wyświetlaczu

niezakłócona komunikacja zewnętrzna i wymiana danych

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 31: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

KRYTERIA OCENY WYNIKÓW BADAŃ

ODPORNOSCI NA PRZYKŁADZIE PN-EN 61439-1

Kryterium B:

chwilowe pogorszenie charakterystyk roboczych lub utrata funkcji EUT, które ustępuje samoczynnie

chwilowe pogorszenie działania układów zasilania EUT lub chwilowe przerwanie zasilania, które ustępuje samoczynnie

chwilowy wpływ na informacje wyświetlane na wyświetlaczu/monitorze lub chwilowa utrata wyświetlanej informacji

niepożądane (nieuzasadnione) rozbłyski wskaźników LED

chwilowe zakłócenia w komunikacji zewnętrznej z możliwością

generowania i raportowania błędów transmisji w EUT lub w urządzeniach zewnętrznych

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 32: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

KRYTERIA OCENY WYNIKÓW BADAŃ

ODPORNOSCI NA PRZYKŁADZIE PN-EN 61439-1

Kryterium C:

chwilowe pogorszenie charakterystyk roboczych lub utrata funkcji

EUT, które wymaga interwencji operatora lub resetu

systemu

chwilowe pogorszenie działania układów zasilania EUT lub chwilowe przerwanie zasilania, które wymaga interwencji operatora lub resetu

trwała utrata funkcji wyświetlacza lub nieprawidłowe informacje na wyświetlaczu, które nie ustępują

samoczynnie

przejście EUT w niedopuszczalny tryb pracy, który nie ustępuje samoczynnie

nieuzasadnione zamknięcie systemu

nieprawidłowe przetwarzanie informacji

utrata danych

błędy w komunikacji zewnętrznej, które nie ustępują

samoczynnie

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 33: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

EMISJA

EMISJA NORMYPODSTAWOWE

NORMYWYROBÓW

NORMYOGÓLNE

Opis metod badań emisji + + +Poziomy dopuszczalne dlaprzyłączy

- +(klasy, grupy)

+(dot. środowiska)

Kryteria akceptacji - + +Warunki pracy urządzeniabadanego

- + -Przykłady PN-EN: 55016-2-1, -3 61439-2

55011, 55022

61000-6-3, -4

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 34: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

EMISJA

PRZYŁĄCZE

WYMAGANIAEMISJI

OBUDOWA ZASILANIA SYGNALIZACJI/STEROWANIA

KOMUNIKA-CYJNE

Pole EM zaburzeń Napięcie zaburzeń Prąd asymetrycznyzaburzeń Zniekształceniaharmoniczne

-

wymagania ujęte w normie PN-EN 61439-1

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 35: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

PRZYŁĄCZE

WYMAGANIAODPORNOŚCI

OBUDOWA ZASILANIA SYGNALIZACJI/STEROWANIA

KOMUNIKA-CYJNE

UZIEMIENIE

Pole EMo częstotliwości radiowej ESD EFT/B Udary hybrydowe Tłumione przebiegioscylacyjne Asymetryczne zaburzeniaprzewodzone Zapady, krótkie przerwy izmiany napięcia Pola magnetyczne 50 Hz Harmoniczne w przyłączuzasilania

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 36: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Wymagania odporności w dziedzinie częstotliwości

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

Pole EM o częstotliwości radiowej61000-4-3

80 MHz do 6 GHz

Wyładowania elektrostatyczne61000-4-2

d.c. do 2 GHz

Serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych

Tłumione szybkie przebiegi oscylacyjne

Asymetryczne zaburzenia przewodzone

Tłumione przebiegi sinusoidalne

61000-4-4

61000-4-18

61000-4-6

61000-4-12

10 kHz do 400 MHz

d.c. do 400 MHz

150 kHz 80 MHz

d.c. do 30 MHz

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 37: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Wymagania odporności w dziedzinie częstotliwości

Rok założenia 1949WYMAGANIA TECHNICZNE -

ODPORNOŚĆ

Udary hybrydowe

Asymetryczne zaburzenia przewodzone

Harmoniczne i interharmoniczne

Zapady, krótkie zaniki, zmiany, wahania napięcia

Zapady, krótkie zaniki i zmiany napięcia

61000-4-16

61000-4-16

61000-4-13

61000-4-11, 61000-4-34, 61000-4-14

61000-4-29

d.c. do 30 MHz

16 Hz do 150 kHz

16 Hz do 2 kHz

50 Hz

d.c.

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 38: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949SPOSOBY ZAPEWNIENIA EMC

ZAŁOŻENIA TECHNICZNE

PROJEKT

MODEL WIRTUALNY

ANALIZA MODELU

ZGODNOŚĆZ WYMAGANIAMI

ZGODNOŚĆZ WYMAGANIAMI

N

N

T

T

PROTOTYP

BADANIA EMC

PRODUKCJA

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 39: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

DZIAŁANIA UMOŻLIWIAJĄCE ZAPEWNIENIE EMC WYROBU

Rok założenia 1949SPOSOBY ZAPEWNIENIA EMC

założenia projektowe w zakresie EMC plan badań

EMC i badania wstępne prototypu urządzenia

doprowadzanie prototypu do zgodności z wymaganiami EMC badania laboratoryjne EMC urządzenia w wersji produkcyjnej przygotowanie dokumentacji urządzenia nadzór dostaw elementów i podzespołów do produkcji

okresowe sprawdzanie utrzymania parametrów EMC urządzeń

w toku produkcji

zapewnienie kompetentnego serwisu w celu utrzymania

parametrów EMC urządzenia po naprawie lub

modernizacji

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 40: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

CZYNNIKI ISTOTNE DLA ZAPEWNIENIA EMC

Rok założenia 1949SPOSOBY ZAPEWNIENIA EMC

konstrukcja mechaniczna rozwiązania układowe, dobór elementów i modułów projekt PCB ekranowanie EM filtracja zaburzeń zabezpieczenia przeciwprzepięciowe separacja galwaniczna obwodów okablowanie i złącza kablowe oprogramowanie mikrokontrolerów

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 41: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

OPTYMALIZACJA KONSTRUKCJI W ZAKRESIE EMC

Rok założenia 1949SPOSOBY ZAPEWNIENIA EMC

Konstrukcja zoptymalizowana-

ustalone eksperymentalnie minimum środków technicznychwymaganych do zapewnienia EMC

Konstrukcja ”nadmiarowa”-

maksimum środków technicznych przewidzianychdo zapewnienia EMC na etapie projektu urządzenia

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 42: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

LABORATORYJNE STANOWISKA DO BADAŃ

EMC

Rok założenia 1949METODY BADAŃ

Komora bezodbiciowa

odporność

na pole EM o częstotliwości radiowej emisja zaburzeń

promieniowanych w zakresie powyżej 1 GHz

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 43: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

LABORATORYJNE STANOWISKA DO BADAŃ

EMC

Rok założenia 1949METODY BADAŃ

Otwarty poligon pomiarowy (OATS, 10 m)

emisja zaburzeń

promieniowanych w zakresie od 30 MHz do 1 GHz

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 44: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

LABORATORYJNE STANOWISKA DO BADAŃ

EMC

Rok założenia 1949METODY BADAŃ

Badania odporności urządzeń

odporność

na EFT/B odporność

na udary hybrydowe 1,2/50-8/20 μs

odporność

na zaburzenia przewodzone indukowane w kablach odporność

na ESD

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 45: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

BADANIA EMC WYKONYWANE POZA LABORATORIUM

Badania instalacji stacjonarnych w fazie odbioru:

Rok założenia 1949METODY BADAŃ

ocena odporności instalacji na zaburzenia EM –

potwierdzenie założeń

technicznych oraz sprawdzian poprawności dostaw, wykonania i montażu urządzeń

ustalenie sposobu reakcji instalacji na zaburzenia – informacje istotne w czasie eksploatacji

ocena wpływu nowej instalacji na środowisko elektromagnetyczne

doprowadzanie instalacji do zgodności w zakresie EMC

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 46: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

www.pkn.plKatalog Polskich Norm

europa.eu.intDyrektywy UE, Dziennik Urzędowy UE, wykaz norm zharmonizowanych z

dyrektywami

www.cenelec.orgKatalog norm europejskich CEN/CENELEC

www.etis.orgKatalog norm europejskich ETSI

www.iec.chKatalog norm międzynarodowych IEC

www.smartgrid.agh.edu.plInteligentne Systemy Dostaw Energii Elektrycznej

www.smartgrid.agh.edu.pl/index.php/materialy5Referaty wygłoszone na AGH w cyklu dot. Smart

Grid

Rok założenia 1949DODATKOWE INFORMACJE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 47: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949DODATKOWE INFORMACJE

Artykuł: Kompatybilność

elektromagnetyczna instalacji stacjonarnych

W artykule omówiono wybrane zagadnienia związane z zapewnieniem kompatybilności elektromagnetycznej instalacji stacjonarnych zdefiniowanych w dyrektywie europejskiej dotyczącej EMC. Przedstawiono główne elementy kompleksowej analizy zagadnienia EMC oraz korzyści wynikające z zastosowania metod badawczych EMC w miejscu pracy instalacji. Artykuł

skierowany jest głównie do inżynierów zajmujących sięprojektowaniem lub eksploatacją

dedykowanych systemów sterowania i pomiarów w obiektach przemysłowych, w szczególności elektroenergetycznych.

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 48: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949DODATKOWE INFORMACJE

CENTRUM BADAŃ ŚRODOWISKA ELEKTROMAGNETYCZNEGO KOPALŃ

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 49: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949DODATKOWE INFORMACJE

CENTRUM BADAŃ ŚRODOWISKA ELEKTROMAGNETYCZNEGO KOPALŃ

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)

Page 50: Kompatybilność Elektromagnetyczna Urządzeń Automatyki … · 29.09.2011, Wrocław Kompatybilność elektromagnetyczna Wymagania techniczne dotyczące. rozdzielnic i sterownic

29.09.2011, Wrocław

Rok założenia 1949ZAKOŃCZENIE

Kompatybilność

elektromagnetyczna (EMC)