Rittal, workshop EMC - veldgebonden EMC voor industriële installaties volgens EMC-richtlijn 2004/108/EG

1
KASTSYSTEMEN STROOMVERDELING KLIMATISERING IT-INFRASTRUCTUUR SOFTWARE & SERVICE
Theo Gerritzen / Product Manager
Kastsystemen / voorjaar 2016
Rittal – The System.
Faster – better – everywhere.
Workshop EMC
2
Mysterie rond haperende deurvergrendeling
Emmeloord opgelost
25 oktober 2011 om 09:59 uur - Emmeloord
Inspecteurs van Agentschap Telecom hebben vorige week het
mysterie rond de haperende deurvergrendeling in Emmeloord
opgelost. Diverse autobezitters ondervonden op de Zuiderkade
in Emmeloord storing bij het openen van hun autoportier met
behulp van de afstandbediening.
De oorzaak van de storing bleek een kassasysteem van een
winkel aan de Zuiderkade, dat gebruik maakte van verkeerde
software. Door deze verkeerde software zonden twee
barcodescanners continu uit in dezelfde frequentieband als
waarin de draadloze autosloten werken. De leverancier van de
kassa heeft direct andere software op de kassa geïnstalleerd
en hiermee de storing verholpen.
1/83

3
Agenda
• Inleiding
• Wat is EMC/CE?
• Beschermklasse volgens IP
• Materiaalkeuze
• Mechanische en
EMC-eigenschappen
• Elektromagnetische afscherming
• Dempingsmeting
• EMC-opbouw
• Kabelinvoer en contactering van de
afscherming en installatieopbouw
4
Cito Benelux (Holding)
NL NLNL
- opgericht in 1978
- ruim 240 werknemers
- financieel-,automatiserings en personeelsmanagement
- logistiek- en kwaliteitsmanagement
2/83

5
Kastsystemen
Lessenaarsystemen
Speciale wensen
Draagarmsystemen
Wand-/vloerkasten
Bedieningsbehuizingen
Compacte behuizingen
Electronic Packaging Systems
Kastsystemen
6
Klimatisering
Koelien met omgevingslucht Koelaggregaten
Vloeistofkoeling IE
Vloeistofkoelsystemen
Vloeistofkoeling IT
Outdoor-klimatisering
Verwarmingen Systeemtoebehoren
Theo Gerritzen / voorjaar 2016
3/83

7
Stroomverdeling
RiLine60Ri4Power
UPS-systemenLastscheiders en stroken
8
IT- Infratructuur
4/83

9
De schaalbare IT-oplossing voor nu en in de toekomst
10
Outdoor-behuizingen
• Wandbehuizingen
• Compacte kasten
• Basic-behuizingen
• Toptec
• Containers
5/83

11
• Invloeden op het goed functioneren:
• - Externe invloeden
Waarom elektrische toestellen in een kast?
12
• Invloeden op het goed functioneren:
- Interne invloeden
Waarom elektrische toestellen in een kast?
6/83

13
Relevante productnormen voor schakelkasten
• EN 62 208 lege kasten corrosie bestendigheid (geen EMC)
• EN 61 439 - 1 schakel en besturingskasten (EMC -tabel J.3)
• EN 60 529 vocht- en stofbescherming (IP codering)
• EN 62 262 mechanische vastheid (3e IP cijfer)
• ------------------------------------------------------------------------------------------
Installatie NPR-IEC/TR 61000-5-2 praktijkrichtlijn EMC-installatie en aarding
14
7/83

15
EMC in elektrische installaties hulp voor installateur
en ontwerper praktijkrichtlijn NPR-IEC/TR 61000-5-2
NEN heeft de Nederlandse praktijkrichtlijn NPR-IEC/TR 61000-5-2 'Elektromagnetische
compatibiliteit (EMC) - Deel 5: Installatie- en mitigatierichtlijnen - Sectie 2: Aarding en
bekabeling' uitgebracht. Dit is de Nederlandse vertaling van de internationale IEC-publicatie met
hetzelfde nummer.
NPR-IEC/TR 61000-5-2 geeft aanbevelingen voor de aarding en bekabeling van elektrische en
elektronische systemen en installaties om EMC te waarborgen. Deze aanbevelingen zijn bestemd voor
zowel installateurs als ontwerpers en gebruikers. Fabrikanten van gevoelige apparatuur of juist sterk
stralende toestellen en systemen kunnen deze richtlijn echter ook toepassen.
Naast een aantal theoretische achtergronden geeft de NPR vooral praktische aanwijzingen voor onder
meer aardelektroden en aardingsnetten, het aanleggen van kabel(bundel)s en draden, onderlinge
verbindingen, kabeltypen, kabelrekken en kabelgoten en de toepassing van ferrieten om storingen tegen
te gaan.
http://www2.nen.nl/nen/servlet/dispatcher.Dispatcher?id=242873
Installatie NPR-IEC/TR 61000-5-2 praktijkrichtlijn
EMC-installatie en aarding
16
EN 61439-1
NEN 1010 EN 60204-1
machine
EN 61439-1
Werkgebied productnormen voor schakelkasten
Installatie NPR-IEC/TR 61000-5-2 praktijkrichtlijn EMC-installatie en aarding
8/83

17
Agenda
• Inleiding
• Wat is EMC/CE?
• Materiaalkeuze
• Mechanische en EMC-
eigenschappen
• Dempingsmeting
• EMC-opbouw
18
Schone aarde
Litze
Kabelgoot
AardingkHz
Elektromagnetische velden
Veiligheidsaarde
kA
Filtering
Aardlussen
V/m
Vuile aardeOverspanningsbeveiliging
A/m Afscherming
GHz
MHz
Bliksem
kV
Ferrietkern
Bliksemafleiderinstallatie
EMC
EMI
IEC 61000
NEN 1014
Wat is EMC?
9/83

19
SURGE
BURST
ESD
EM-veld
LEMP
Overzicht elektromagnetische stoorbronnen
'Lightning Electro Magnetic Pulse'
“Indirecte blikseminslag‘
“Electrical Fast Transient”
“Electro Static Discharge”
“Elektro Magnetisch veld”
EFT
20
Elektromagnetische stoorbronnen
LEMP
'Lightning Electro Magnetic Pulse‘
• Atmosferische ontlading
• U = 100-200 KA
• T = 10/350 µs
PHOENIX CONTACT | Themadag Alles
over bliksembeveiliging
10/83

21
SURGE
“Indirecte blikseminslag‘
• U = 10 KA
• T = 8/20 µs
PHOENIX CONTACT | Themadag Alles
over bliksembeveiliging
22
BURST
Vonkboog bij (een verouderd)
schakelend relaiscontact
“Electrical Fast Transient”
“Test opstelling met FO”
Frequentieomvormer
LED verlichting: inschakelstroom
en harmonischen
EFT
11/83

23
ESD
“Electro Static Discharge”
24
EM-veld
“Elektro Magnetisch veld”
Voedingskabel
Ca. 2 Watt
Ca. 10 Watt
12/83

25
Wat is EMC?
• EMC (Elektro Magnetische Compatibiliteit) is het vermogen van
elektrische apparaten om in elkaars buurt goed te kunnen blijven
functioneren, ondanks onderlinge beïnvloeding door hun stromen en
spanningen en de daarbij behorende elektromagnetische velden
Immuniteit
Emissie
EMI = Elektro Magnetische Interferentie (Ongewenste beïnvloeding)
Immuniteit
vermogen om
stoorspanning/
stoorveld van andere
apparatuur/systemen
te weerstaan
Emissie
(productie van
stoorspanning en
stoorveld)
EM-omgeving
Apparaat
Systeem
Installatie
26
13/83

27
Dit ongewenste signaal verspreidt zich
- door geleiding in kabels
- straling door de lucht.
Ongewilde elektromagnetische storing is simpelweg een
ongewenst elektrisch signaal bovenop een
gewenst elektrisch signaal.
28
Standaard metalen behuizingen bieden elektrische
apparaten een verregaande bescherming tegen
elektromagnetische storingsvelden.
14/83

29
EMC kosten
30
Principe EMC probleem de koppelweg
bron
geleiding
via geleiding, of
via EM-velden
bron
velden
slachtoffer
slachtoffer
Draadloos sensornetwerk
15/83

31
Van EM-veld naar stroom/spanning
Portable radio
EM-veld
In de praktijk is de bekabeling
als een antenne voor storingen
32
Koppelweg storing (immuniteit)
Stoorbron
Gestoord
systeem
Geleiding
Koppelweg
EM-veld
Automotive tot 200 V/m
16/83

33
Maatregelen
Stap 1
• specificatie
emissielimiet
• aansluitvoorwaarden
• filtering
Maatregelen
Stap 2
• specificatie min.
immuniteitsniveau
• aansluitvoorwaarden
• filtering,
overspannings-
beveiliging
Maatregelen
Stap 3
• aarding, afscherming
• scheiding van bron-
slachtoffer en
bekabeling
• kabelspecificatie
Bron motorcircuit Slachtoffer datacircuit
koppelweg
bekabeling
Koppelweg storing EMC-drieluik
80 % van de EMC-aandacht
34
Groei van storingsbronnen en CE-markering
Voorbeelden:
• GSM telefoons (tot 1800 MHz)
• Zendmasten, portofoons
• Hoogspanningsnetten
• LED verlichting
• Relais, magneetschakelaars
• Vermogenskabels
• ESD statische oplading
• Frequentieregelaars
• Verkeerde montage (CE + CE)
17/83

35
immuniteitsmarge
storingsniveau
-----------------
Susceptibiliteitniveau (het gestoord worden)
niveau van storing waarbij problemen optreden in het
functioneren van apparatuur en systeem
Immuniteitsniveau (ongevoeligheidtest)
niveau van storing waarbij apparatuur en systemen zijn
getest
Niveau van EMC (normaal functioneren)
niveau van storing waarbij verwacht wordt
probleemloos te kunnen functioneren in de omgeving
Emissiegrens (maximale uitstraling)
niveau van veroorzaken van storing, die
niet overschreden mag worden door
apparatuur of installatie
36
~
~
~~
M
3~
laagspannings--
verdeler
transformator
netfilter
LC (sinus)
filter afgeschermde
motorkabel
andere
gebruikers
U
I
f0 f3 f5 f7 f9 f11 f13 f15
? f
I
?
frequentieregelaar
gelijkrichter inverter
DC bus
Uinverter
hoogfrequent
lekstroom
I = C.DU/Dt
Frequentieregelaar/LED
Motor/LED circuit
Laagfrequent
harmonische stromen
Groei van storingsbronnen - CE-markering
en vermogenselektronica
LED
18/83

37
- Extra energie verliezen
- Overbelasting van de componenten,
kabels, automaten, zekeringen en trafo
- Extra belasting van de nul
Bij oplevering van de installatie de
werkelijke stromen meten ook door de nul !
Bij keuze van de LED rekening houden met
de THDi factor
Overbelasting van kabels
POWER QUALITY
Over de problemen
en oplossingen
Sjef Cobben
www.nbd.nl
en vermogenselektronica LED verlichting
38
en vermogenselektronica LED verlichting
Neofos, testrapport
M:PresentatiesTestrapport-NeoFos-Eco-G3.pdf
19/83

39
Veldplaatjes zendmasten (bron milieuvergunning)
Residentieel: immuniteit / instraling IEC 61000-6-1 elektrisch veld 1000 MHz 3 V/M
Industrie: immuniteit / instraling IEC 61000-6-2 elektrisch veld 1000 MHz 10 V/M
Kastsystemen / najaar 2015
40
immuniteitslimiet CE (industrie)
Volgens norm IEC 61000-6-2
emissielimiet CE (industrie)
gemeten emissieniveau
gemeten immuniteitsniveau
compatibiliteitsmarge
nivo
frequentie
EMC-eisen, de EMC-richtlijn
(wettelijke verplichtingen vanaf 1996)
EMI = Elektro Magnetische Interferentie
EMI
20/83

41
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).
Door installatiemaatregelen ontstaan
zones waar EMC eenvoudiger te bereiken is
conform IEC 61000-2-5
42
4
HS-omgeving
kantoren
laboratorium
ruimte
magazijnhal
productiehal
mengtoren
glasoven
trafohuis
Door installatiemaatregelen ontstaan zones waar EMC
eenvoudiger te bereiken is conform IEC 61000-2-5
Interfacing tussen
EM-niveaus via
kabels en straling!
GSM basisstation
GSM basisstation
1
1 zeer gevoelig
2
2
2 residentieel, huishoudelijk
3
3
3 industrieel
4
4
4 zwaar industrieel/hoogspanning
5
5 uitzonderlijk (bijv. directe bliksem)
21/83

43
D.m.v. installatiemaatregelen maak je een
beschermde ruimte (beschermde ruimte concept)
• Dit kan zijn:
• een heel gebouw, een
apparaatkast
• Voorbeeld: Schiphol 3
2
4
44
EEG Europese Economische Gemeenschap
EG Europese Gemeenschap
22/83

45
Europese Richtlijnen en CE markering
Richtlijnen: Bescherming van mens en milieu
• Machinerichtlijn
• 2006/42/EG
• Laagspanningsrichtlijn
• 2006/95/EG
• EMC richtlijn
• 2004/108/EG
• ATEX richtlijn
• 1999/92/EG (ATEX 95)
• 94/9/EG (ATEX 137)
46
CE-markering
• Producten voorzien van een CE-markering
voldoen aan de Europese richtlijnen voor:
 veiligheid
 gezondheid
 milieu
 consumentenbescherming
Voor producten die binnen
Europa toegepast worden
23/83

47
Waarom ?
• Het is de wet
• Productaansprakelijkheid
• Kwaliteit
 Service
 Naam
48
CE-markering op een behuizing?
24/83

49
Conformiteitsverklaring
 Bedrijfsgegevens en identificatie
 Verklaring dat het product voldoet
 Toegepaste Richtlijn(en) en Norm(en)
 Jaartal 1e CE-markering
 Ondertekening!!!!
In de meest eenvoudige vorm!
50
Conformiteitsverklaring
Industrieel zone 3
zones conform IEC 61000-2-5:
zone 5, speciaal
zone 4, zwaar industrieel
zone 3, industrieel
zone 2, residentieel
zone 1, zeer gevoelig
25/83

51
Elektromagnetische omgeving
Huishoudelijk (residentieel) zone 2
Installaties zonder eigen
middenspannings-transformator
Installaties met eigen middenspannings-
transformator
Industrieel zone 3
zone 5, speciaal
zone 3, industrieel
52
Welke EMC-normen en testen
• Generieke normen;
(Huishoudelijk en industrie)
• Productnormen;
Voor industrie is een andere norm dan voor Medical Equipment van toepassing
NVN-IEC/TS 61000-6-5 elektromagnetische compatibiliteit deel 6-5
Immuniteit voor elektriciteitscentrale – en substationomgevingen
NEN-E5021 Spoorwegtoepassingen – Elektromagnetische compatibiliteit
(RLN 000N07 richtlijn EMC Rail Infrabeheer)
• Testmethoden;
(Algemeen voor alle normen van toepassing)
26/83

53
Treinramp Halle door magnetisch veld?
De treinbotsing die onlangs plaatsvond bij het
Belgische Halle en die achttien mensen het leven
kostte, is mogelijk niet de schuld van een van de
machinisten. De Belgische justitie onderzoekt of
het lichtsein langs het spoor defect is geraakt door
het magnetische veld van passerende treinen.
"Het lijkt erop dat de treinbestuurder op die 15de
februari toch geen fout maakte, maar dat het sein
op tilt sloeg door het elektromagnetische veld,
opgewekt door andere voorbij zoevende treinen",
aldus de Vlaamse krant ‘Het Laatste Nieuws’, die
een woordvoerder van de spoorwegbond OVS
citeert. De machinist die door rood zou zijn
gereden, heeft de ramp overleefd. Hij heeft steeds
ontkend dat hij iets verkeerds zou hebben
gedaan. Na de ramp in Halle, bij Brussel, is in
België een politiek debat ontstaan over de
gebrekkige beveiliging op het spoor.
Bron: Het Laatste Nieuws
Veld sterkte bij de industrie 30 A/M
spoorweg toepassingen tot 300 A/M
54
E- & H-veld
H-veld
E-veld
E-veld & H-veld
27/83

55
Elektromagnetische omgeving –
Generieke normen
Industrieel zone 3Huishoudelijk (residentieel) zone 2
Emissie (uitstraling)
Immuniteit (instraling)
(EN 50 081-1)
IEC 61000-6-3
37 dB µ V/M
op 10 m bij 1000 MHz
(EN 50 081-2)
IEC 61000-6-4
37 dB µ V/M
op 30 m bij 1000 MHz
(EN 50 082-1)
IEC 61000-6-1
elektrisch veld
1000 MHz 3 V/M
magnetisch veld
50 Hz 3 A/M
(EN 50 082-2)
IEC 61000-6-2
elektrisch veld
1000 MHz 10 V/M
magnetisch veld
50 Hz 30 A/M
H
56
Test EN 6000-4-3 EM-velden
Sterkte stoorvelden 150 kHz- 1 GHz
Sterkte
1 V/M
3 V/M
10 V/M
Niveau
1
2
3 industrieel zone 3
scoop
referentie
voeding
sensor
stoor-
generator
EM-veld
MPL
28/83

57
Ideaalbeeld, de EMC-kast
.
EMC-kast
signaalkabel
netfilter
aardverbinding
voeding
zone 3/4 zone 3/2
EMC-wartel
apparaat
EM-veld
EMC-dichting
zone 3/4
EM-veld
EMC-dichting
58
1
r
1
r3
1
r2
Afstand tot de bron
Veldsterkte
E-veld
H-veld
1
r2
Nabije veldcondities
www.handy-fashions.com
•onderscheid maken
tussen ‘nabij’ en ‘veraf’ is
relevant, aangezien de
storingsdreiging afneemt
met de afstand ten
opzichte van potentiële
bronnen
•veraf hoeven minder
zware EMC-eisen aan
apparatuur gesteld te
worden
29/83

59
Elektromagnetische veldsterkte
E
(V/m)
d (m)
1
10
100
0,1 1 10
d
E
portofoon 10 Watt
60
Elektromagnetische veldsterkte
www.perspective.co.uk
https://secure.demonweb.co.uk/spcom-dwh/ccp51/cgi-
bin/cp-
app.cgi?usr=51F6230256&rnd=592499&rrc=N&affl
COM
- Environmental Microwave Monitor
This monitor is ideal for checking general public exposure levels against best practice
standards in the vicinity of mobile/cellular phone base-station masts, dishes, cordless
DECT phones and baby monitors, microwave ovens, and all other microwave
frequency sources operating between 50MHz and 3000 MHz (3GHz).
30/83

61
immuniteitslimiet industrie
emissielimiet industrie
gemeten emissieniveau
gemeten immuniteitsniveau
compatibiliteitsmarge
nivo
frequentie
EMC-eisen, de EMC-richtlijn volgens CE
(wettelijke verplichtingen vanaf 1996)
industrie
ontwerpmarge
ontwerpmarge
62
Agenda
• Inleiding
• Wat is EMC/CE?
• Materiaalkeuze
• Mechanische en
EMC-eigenschappen
• Dempingsmeting
• EMC-opbouw
31/83

63
Bescherming tegen aanrakingsgevaar en stof
volgens EN 60 529 / 10.91
EMC zone 3, industrieel
EMC zone 4, zwaar industrieel
zone 5, speciaal
zone 3, industrieel
zone 4 zone 3
64
Cijfer Omschrijving
0 Niet beschermd
1 Beschermd tegen voorwerpen > 50 mm Ø
2 Beschermd tegen voorwerpen > 12,5 mm Ø
3 Beschermd tegen voorwerpen > 2,5 mm Ø
4 Beschermd tegen voorwerpen > 1 mm Ø
5 Beschermd tegen stof
6 Stofdicht bij een onderdruk van 20 mbar
Bescherming tegen aanrakingsgevaar en stof
volgens EN 60 529 / 10.91
www.rittal.nl
32/83

65
Stoftest IP 5X of 6X
66
Stoftest IP 6X
33/83

67
Cijfer Omschrijving
0 Niet beschermd
1 Beschermd tegen waterdruppels
2 Beschermd tegen waterdruppels < 15°
3 Beschermd tegen sproeiwater
4 Beschermd tegen spatwater
5 Beschermd tegen waterstralen 12.5 l/min
6 Beschermd tegen krachtige waterstralen 100
l/min
7 Beschermd tegen tijdelijk onderdompelen
8 Beschermd tegen langdurig onderdompelen
Bescherming tegen water EN 60 529 / 10.91
www.rittal.nl
68
Vochttest IP X6
100 l/min
film
34/83

69
Waterdruk 100 bar
Temperatuur 80° C
Afstand 100 – 150 mm
Testduur 4 x 30 sec. 0°, 30°, 60° en 90°
Beschermklasse IP69K volgens
DIN 40 050 hogedrukreiniger dicht
70
Agenda
• Inleiding
• Wat is EMC/CE?
• Materiaalkeuze
• Mechanische en
EMC-eigenschappen
• Dempingsmeting
• EMC opbouw
35/83

71
Toegepaste materialen voor kasten
• Kunststof
• Aluminium
• Plaatstaal gelakt
• Plaatstaal in AlZn 55%
• Roestvaststaal
72
Kunststof
• Polycarbonaat
 recyclebaar
 halogeenvrij
 transparante uitvoering mogelijk
 EMC-eigenschappen?
• Glasvezelversterkt polyester
 slagvast
 goed bestand tegen chemisch agressieve
omgeving
 volledig geïsoleerd
36/83

73
Kunststof behuizing
film
74
Aluminium
 Temperatuurbestendig
 Weerbestendig
 Slagvast
 Gemakkelijk te bewerken
37/83

75
Roestvast staal (1.4301 of 1.4404)
X 5 Cr Ni 18 10
0,05 % koolstof
18 % chroom
10 % nikkel
EMC-eigenschappen?
76
3-Fasencoating
Buitenzijde
1 Nanokeramische coating
2 Dompelgrondlak
dikte 25 µm
ST-1203 DIN 1623 deel 1
EMC-eigenschappen?
Nanokeramische coating
3 Poederlak (Polyester)
dikte 80 µm
38/83

77
Plaatstaal met AlZn laag
• Met een dompelproces wordt op koud gewalst plaatstaal
• een gelijkmatige laag aangebracht van:
 55 % aluminium
 43,4 % zink
 1,6 % silicium
• Aluminium / silicium voor de corrosiebestendigheid
• op lange termijn
• Zink voor kathodische bescherming
• op de snijvlakken van het plaatstaal
• EMC-eigenschappen?
55 % AlZn
78
Agenda
• Inleiding
• Wat is EMC/CE ?
• Materiaalkeuze
• Mechanische en
EMC-eigenschappen
• Dempingsmeting
• EMC-opbouw
39/83

79
EMC-dempingsmeting aan een kast
Wandmodel Staand model
80
EMC-dempingsmeting aan een kast wandmodel
Horizontaal 1 MHz – 30 MHz Verticaal 1 MHz – 30 MHz
Horizontaal 30 MHz – 1000 MHz Verticaal 30 MHz – 1000 MHz
40/83

81
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
veld
absorptie
tot circa
100 KHz
veld
zone 4, zwaar industrieel zone 3, industrieel
82
EMC-demping
Demping dB Afscherming % Verzwakking (factor)
0 0 1X
6 50 2X
20 90 10X
40 99 100X
60 99,9 1000X
80 99,99 10000X
100 99,999 100000X
120 99,9999 1000000X
10 V/M
100 V/M
20 dB
100 V/M
40 dB
1 V/M
41/83

83
Uitvoering EMC-kasten
• 1 standaard uitvoering
• 2 aangepaste uitvoering (clips)
• 3 EMC-uitvoering
84
EMC-maatregelen standaardkasten
uitvoering 1 + 2
Staalverzinkte montageplaat
Staalverzinkte deurprofielen
Staalverzinkte bodemplaten
PS 4000
Contact clips
Staalverzinkte montageplaat!!
TS 8
42/83

85
Tijdens montage wordt de contactering gerealiseerd van:
zijwanden
achterwand
dak
bodemplaten
Een extra aardverbinding
is niet noodzakelijk,
indien geen elektrische
componenten ingebouwd
worden
De EMC-eigenschappen
(demping) worden sterk
verbeterd
TS 8 geïntegreerde potentiaalvereffening
uitvoering 2
86
uitvoering 2
43/83

87
uitvoering 2
• Bodemplaat: iP=4,27 kA, Ith=3,01 kA, t=48,3 ms
88
Door deze contactering is er een besparing van :
1 aardlitze zijwand rechts
1 aardlitze zijwand links
1 aardlitze achterwand
1 aardlitze dak
3 aardlitzen bodemplaat
uitvoering 2
44/83

89
Behuizing in een EMC-uitvoering
uitvoering 3
• Kastframe
 plaatstaal, oppervlak AlZn 55 %
• Wanden, dak, bodem, deur
 buitenzijde plaatstaal, oppervlak gelakt
 binnenzijde plaatstaal, oppervlak AlZn 55 %
• Afdichtingen EMC / IP
 HF-geleidend
 beschermklasse IP 55
EMC outdoor
90
Rittal klemmenkast
KL....
120
100
80
60
40
20
0
0,01 0,1 1 10 100 1000
EMC-uitvoering
Standaarduitvoering
dB
MHz
45/83

91
92
Behuizing in een magnetisch veld
EMC-uitvoering
demping bij 50Hz c.a. 10 dB
Plaatstaal
demping bij 50Hz c.a. 5 dB
0,1 1 10
30
Roestvaststaal
(permabiliteit RVS-aluminium
circa 15 x < dan plaatstaal)
demping bij 50Hz c.a. 0 dBFrequentie [MHz]
0,01
10
20
40
50
60
70
Demping
[dB]
0
46/83

93
Plaatstaal
demping bij 50Hz c.a.
80 dB
EMC-uitvoering
demping bij 50Hz c.a. 110
dB
Frequentie [MHz]
Demping
[dB]
0,01 0,1 1 10 100 1000
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Roestvaststaal
(permabiliteit RVS-
aluminium circa 15 x
< dan plaatstaal)
demping bij 50Hz c.a.
10 dB
Behuizing in een elektrisch veld
94
Behuizing in een elektomagnetisch veld
Wandkasten AE (plaatstaal); standaard – en EMC uitvoering
47/83

95
Vloerstaande kasten TS 8 (plaatstaal); standaard – en EMC uitvoering
96
Aluminium
48/83

97
Dempingsresonantie
Montageplaat
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100 1000Frequentie (MHz)
Demping in (dB)
Resonantiefrequentie
Garanteed section
98
Dempingsresonantie
Montageplaat
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100 1000Frequentie (MHz)
Demping in (dB)
Resonantie frequentie
Garanteed section
49/83

99
Dempingsmeting PS 4806.700
Meting tot 2,5 GHz (NS - Betuwelijn)
• PS 4806.700
800 X 2000 X 600 mm (b x h x d)
• uitvoering deur voor en achter
voorzien van EMC een ventilator +
rooster
100
Dempingsmeting PS 4806.700
i
5
15
25
35
45
55
65
75
30 280 530 780 1030 1280 1530 1780 2030 2280
Demping
[dB]
Frequentie [MHz]
E-veld
1 GHz
50/83

101
Dempingsmeting TS 8 van
1 t/m 10 GHz (overeenkomstig IEC 61000-7-7)
i
102
Opbouw besturingspaneel, uitsparingen
(EMC-ventilatoren)
Rittal ventilatoren SK Nieuw
Filtermat en behuizing voorzien
van een contacterende koper-
nikkel-chroom behandeling.
Alleen bij toepassing van
originele EMC filtermatten is de
demping gegarandeerd
51/83

103
Uitsparingen (honingraatfilter)
Demping
(dB)
120
100
80
60
40
20
0
10k 100k 1M 10M 100M 1G
Frequentie (Hz)
E-veld
H-veld Standaard
104
Opbouw besturingspaneel uitsparingen (EMCvenster)
Computerapparatuur in een fabriekshalverlies aan demping ca. 4 dB
52/83

105
Uitsparingspatronen
A
B
B
A
Bij frequenties > 100 kHz maat A > B
106
ESD-Electrostatic Discharge EN 61340-5-1
Mens kan opladen tot?
• 30KV
• 30 A
• ontlading in 0,7n sec.
53/83

107
ESD; Electro Static Discharge
Mens en “object”
108
ESD; Electro Static Discharge
Opladen komt door:
wrijving, tribo-elektrisch effect : hoe verder de materialen in de reeks uit elkaar liggen hoe
groter de ladingsoverdracht
Ladingen die zich van elkaar verwijderen : vergelijkbaar met de condensatorwerking van een
plaatcondensator.
Piezo-elektrische effect : door mechanisch stress aanbrengen bouwt lading op
Pyro-elektrisch effect: door verhitting bouwt lading op
54/83

109
NEN-EN-IEC 61439-1:2011
Elektromagnetische compatibiliteit (EMC) -
Deel 4-2: Beproevingen en meettechnieken -
110
NEN-EN-IEC 61439-1:2011
Oplossingen
- afvoeren lading naar aarde
- Ander materiaal dan kunststof
- Voorkomen dat de lading via het object ontlaad
55/83

111
Opbouw besturingspaneel – EMC afscherming
Scheidingspanelen
zone 5, speciaal
zone 3, industrieel
zone 4, zwaar industrieel zone 3, residentieel
20 dB
20 dB
112
Opbouw besturingspaneel
PC (ressentiële omgeving) in een industriële omgeving
(separate voedingen)
zone 3, industrieel
Aanbevolen oplossing: gescheiden voedingsnetten
56/83

113
Opbouw besturingspaneel - EMC afscherming
(kast in een kast H-veld)
EMC
zone 5, speciaal
zone 3, industrieel
zone 1, zeer gevoelig EMC
3
2
4
3
114
Ripac
Vario-EMC
Opbouw besturingspaneel – EMC afscherming EMC
19 inch-rack (kast in een kast)
Geleidende verbindingen tussen metaaldelen via gechromatiseerde
EMC-deelfrontplaten
0,1 1 10 100 1000
(MHz)
Standaard
H-VELD
E-VELD
120
100
80
60
40
20
contactveren
EMC
(dB)
57/83

115
Opbouw besturingspaneel
bedradingslay-out
116
Opbouw besturingspaneel bedradingslay-out
Kastindeling Kruisende
kabels en
bedrading
sterk storend
storend
neutraal
vatbaar
zeer vatbaar
Frequentieregelaar
58/83

117
Opbouw besturingspaneel bedradingslay-out
(ferriet-ringen)
118
Veiligheidsaarding NEN 1010, EN 61439-1
• Geringe overgangsweerstand
 de lak wordt door de vertanding
doorbroken waardoor men contact heeft
met het blanke metaal
• Corrosiebescherming
 de weggedrukte lak dient als bescherming
tegen corrosie van het metaal
• Constante contactdruk
 door de veerwerking van de ring
• Borging
 door de getande ring
• Stroombelastbaar
 door laseigenschap van de tanding bij een
kortsluiting
59/83

119
EMC-aardingsconcept besturingskast
(technical report IEC 61 000-5-2)
Het integreren met behulp van aardverbindingen voor frequenties
boven 10 KHz!!!
Nominale bedrijfsstroom
tot 20 A
van 20 t/m 25 A …………..
van 25 t/m 32 A …………..
van 32 t/m 63 A …………..
vanaf 63 A ………………...
Aarddraad of EMC-aardlitze
Vereffeningsleiding mm2
doorsnede van de fasegeleider
2,5
4
6
10 (tabel 4A EN 61439-1)
Skin effect
120
EMC aardingsconcept technical report
IEC 61 000-5-2 (contacterend?)
60/83

121
EMC aardingsconcept
(technical report IEC 61 000-5-2)
Blank
metaal
Schroef
Corrosie
beschermd
Bescherm-
laag
Metaal
Aardverbinding
122
EMC-aardingsconcept volgens IEC 61000-5-2
(contactfrees & contactlak)
Unterlegscheibe
und Federring
Schraubverbindung
Federring
Schraubverbindung
Befestigung von Flachbanderdern
Verschraubung metallischer Teile
Vorbereitung der
Kontaktstellen
Lack
SZ 2415.000
Lack
SZ 2415.000
Metaal EMK
beryllium + 1,85
aluminium + 1,66
zink + 0,76
chroom + 0,74
ijzer of staal + 0,44
nikkel + 0,25
tin + 0,14
messing 0
koper - 0,34
brons - 0,34
koper-nikkel - 0,34
monel - 0,34
roestvaststaal - 0,34
zilver soldeer - 0,34
zilver - 0,80
61/83

123
EMC-aardingsconcept volgens IEC 61000-5-2
(aardpunten TS 8)
• Aardpunten met contactoppervlak
- Frezen niet meer nodig
- Contactlak vervalt
- Getande ring overbodig
PS 4000 TS 8
124
EMC-maatregelen op elkaar afstemmen
H
62/83

125
Agenda
• Inleiding
• Wat is EMC/CE?
• Materiaalkeuze
• Mechanische en
EMC-eigenschappen
• Dempingsmeting
• EMC-opbouw
126
EMC-kabelinvoer 360° contactering
(Volgens technicaI report IEC 61 000-5-2)
360 graden contactering
Getwiste draad
Behuizing
Contactering afscherming
63/83

127
128
EMC-kabelinvoer 360° contactering (Volgens
technicaI report IEC 61 000-5-2)
64/83

129
EMC-contramoer
130
Montage-instructie Hummel EMC kabelwartel
65/83

131
Montageplaat
Bodemplaat
HF-rubber
Kabel
Kabel
132
Aardpunt montageplaat
EMC bodemplaat
Vlakke litze (EMC)
66/83

133
EMC invoer in een data kast
134
EMC-beugel klemt  van 3-10 mm
4-15 mm
10-20 mm
15-28 mm
Beugel voor
trekontlasting
67/83

135
136
Kabelbevestigingsrail
Kabelklemmen
360 graden schermaansluiting
Kabeltrekontlasting
68/83

137
138
afgeschermde kabel
Schermklem SK
69/83

139
Ethernet-kabel
RJ45 snel-aansluittechniek
140
wartelplaat invoer
70/83

141
EMC technical report IEC 61 000-5-2
5m
Massaverbindingspunten / aardsysteem
Wet vanKirchhoff
142
Wet vanKirchhoff
Massaverbindingspunten / aardsysteem
71/83

143
Massaverbindingspunten
144
Aardingssysteem
Wet vanKirchhoff
72/83

145
Kabelbaan niet onderbreken
Lack
SZ 2415.000
Lack
SZ 2415.000
Wet vanKirchhoff
146
TL-verlichting op een kabelbaan?
250 V/M 5 V/M
73/83

147
Verdeler in een kantoor omgeving ?
148
Massaverbindingspunten?
74/83

149
Motorkabel afgeschermd + EMC-wartel
150
75/83

151
Kabelrouting ABB frequentieomvormer
152
Kabelrouting SEW frequentieregelaar
76/83

153
SEW frequentieregelaar
154
Danfoss frequentieregelaar
http://mcliterature.danfoss.com/WebPublish/doc_MG11AH10.pdf
77/83

155
156
78/83

157
158
79/83

159
160
Overzicht EMC-thema
EMC: maatregelen tegen Elektro Magnetische Interferentie (EMI)
EMI
ESD
(Electro Static Discharge)
Elektrostatische
ontladingen,
kabel- en veldgebonden
Kabelgebonden
te verhelpen door:
- filters
- overspanningsbeveiliging (Phoenix))
Veldgebonden
Lage frequenties
tot ca. 100 kHz
Hoge frequenties
> 100 kHz
Magnetisch veld Elektrisch veld Elektromagnetisch veld
Demping
mogelijk door:
Goed magnetisch geleidend
materiaal, belangrijk: r
Geen RVS ! Geen aluminium !
Elektrisch goed geleidend materiaal,
belangrijk: geen lange sleuven!
Sparingen voor instrumenten
toegestaan, standaard
behuizingen staal of aluminium
Kleine sparingen toegestaan
EMC-behuizingen staal, AlZn
80/83

161
Huidige EMC-richtlijn
• Installaties (niet verplaatsbaar)
• CE-markering niet verplicht volgens
nieuwe EMC-richtlijn
• Producten gebruiken de voldoen
aan de emissie en de immuniteits
eissen
• producten aansluiten en plaatsen
overeenkomstig de aansluit-
voorwaarden van de producent
• e.e.a. vastleggen in technisch
constructiedossier
162
Technisch constructiedossier
Identificatie product
• algemene omschrijving installatie
• toepassingsgebied installatie
• bedieningsinstructie
Technische omschrijving
• ontwerpgegevens / tekeningenpakket
• materialenlijst
• opstellingstekening
• bekabelingtekening
Wijze waarop overeenstemming met de EMC-richtlijn is bereikt
• lijst toegepaste normen, residentieel, industrieel
• meetmethoden / meetresultaten
• omschrijving van de EMC-installatiemaatregelen volgens IEC 61 000-5-2
• Toegepaste materialen zoals filters, afgeschermde bekabeling, aarding,
EMC - behuizing
81/83

163
Elektromagnetische overgevoeligheid
Kennisplatform Elektromagnetische
Velden
Het Kennisplatform Elektromagnetische Velden en
Gezondheid heeft als doel om burgers en
werknemers te helpen wetenschappelijk
onderzoek over elektromagnetische velden en
gezondheid te begrijpen en op waarde te
schatten. Het Kennisplatform EMV bundelt
instellingen die kennis hebben
van elektromagnetische velden met de
organisaties die de eerstelijns contacten hebben
over dit onderwerp: RIVM, TNO, KEMA, de
GGD’en, Agentschap Telecom en ZonMw.
Normen
NEN-EN-IEC 62226-1:2005 Blootstelling aan elektrische en magnetische velden in het laag- en
middenfrequentiegebied
www.kennisplatform.nl/homepage.aspx
164
Evaluatie formulier
82/83

165
Vragen?
Handige EMC internet adressen
• www.dare.nl
• www.evd.nl
• www.who.int/peh-emf/en
• www.emc-esd.nl
• www.phoenixcontact.nl
• www.rittal.nl
83/83

Rittal, workshop EMC - veldgebonden EMC voor industriële installaties volgens EMC-richtlijn 2004/108/EG

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Rittal, workshop EMC - veldgebonden EMC voor industriële installaties volgens EMC-richtlijn 2004/108/EG

Similar to Rittal, workshop EMC - veldgebonden EMC voor industriële installaties volgens EMC-richtlijn 2004/108/EG (20)

More from Cito Benelux

More from Cito Benelux (8)

Rittal, workshop EMC - veldgebonden EMC voor industriële installaties volgens EMC-richtlijn 2004/108/EG