Elektrische installaties in elkaars nabijheid

Hot topic
Elektrische installaties in
elkaars nabijheid
NEN 1010: 2015 gaat behalve over veiligheid ook over
functionaliteit en bedrijfszekerheid. Een belangrijk
aspect hierbij is hoe verschillende elektrische systemen in elkaars nabijheid ongestoord kunnen functioneren. EMC is hierbij een specifiek onderdeel, vooral
ook waar het bekabeling betreft.
Tekst: Anton Kerkhofs Fotografie: Industrie
Wellicht is het sommigen al opgevallen; de titel van NEN 1010
is veranderd van 'Veiligheidsbepalingen voor laagspanningsinstallaties' in 'Elektrische installaties voor laagspanning'. In
de fundamentele uitgangspunten van NEN 1010: 2015 wordt
in bepaling 132.7 beschreven dat bij de keuze van het soort
leidingsystemen en de wijze van installatie, rekening moet
worden gehouden met elektromagnetische interferentie.
Hieronder wordt verstaan dat het ene toestel, systeem of
installatie het andere toestel, systeem of installatie niet mag
beïnvloeden op een zodanige manier dat de werking ervan
verstoord raakt. Het moet dus zo worden gemaakt dat ze onderling elektromagnetisch compatibel (EMC) zijn. Is er sprake
van interferentie (storing), dan is er geen EMC.
Het koppelmodel
In NEN 1010, bepaling 33.2, staat beschreven dat elektrisch
materieel dat wordt toegepast, in overeenstemming moet
zijn met EMC-normen. Voor apparaten en systemen die als een
stoorbron kunnen worden beschouwd zijn EMC-emissienormen van toepassing. De fabrikant heeft hierbij maatregelen
getroffen om de emissie (de uitstraling) te beperken. Voor
stoorgevoelige apparaten, zoals communicatie-, beveiligings-,
geluids- en besturingssystemen, zijn EMC-immuniteitsnormen
van toepassing. In apparaten in deze systemen heeft de
fabrikant maatregelen getroffen om de immuniteit (ongevoeligheid) voldoende hoog te maken.
Elektrische toestellen, systemen en installaties zijn elektromagnetisch verdraagzaam (EMC) als de emissie beperkt is, de
immuniteit voldoende hoog is en de koppelweg ertussen
voldoet aan eisen. De koppelweg is datgene waardoor de
stoorbron het stoorgevoelige materieel kan beïnvloeden. De
koppelweg kan zijn: magnetische velden, elektrische velden,
elektromagnetische velden, de gemeenschappelijke voeding
en het gemeenschappelijke aardnet.
In de praktijk kan de koppelweg bijvoorbeeld worden gevormd door:
• de kabels van storende en stoorgevoelige systemen die
foutief zijn geïnstalleerd;
• een te kleine afstand tussen stoorgevoelige en storende
kabels en systemen (elektrische- en magnetische- en elektromagnetische velden);
Training EMC
SBK opleidingen biedt speciaal voor leden van UNETO-VNI verschillende trainingen aan met korting, waaronder een training EMC.
i www.sbkopleidingen.nl.
34
EI04 34-35.indd 34
• de netvoeding waarop het storende en stoorgevoelige
systeem zijn aangesloten;
• het aardsysteem waarop zowel het storende als stoorgevoelige systeem zijn aangesloten;
• elektrische en magnetische velden door de lucht en het
aardingsnetwerk waarvan beide gebruikmaken.
EMC-maatregelen
De manual van storende en stoorgevoelige apparatuur vormt
een bron van informatie waarin bijvoorbeeld aansluitmethoden, afstanden, typen bekabeling en dergelijke, zijn voorgeschreven. Deze moeten uiteraard worden nageleefd.
Het probleem hierbij is dat een fabrikant vaak alleen eisen
voorschrijft voor het installeren van zijn apparaat of systeem
dat een stoorbron is of een stoorgevoelig toestel. De koppelweg wordt bepaald door de wijze van aanleg, ofwel door
de ontwerper en de installateur. Om deze reden moet een
installateur ook EMC-maatregelen toepassen wanneer zowel
storende als stoorgevoelige systemen worden toegepast in
hetzelfde object. In NEN 1010, bepaling 444, zijn hiervoor maatregelen beschreven.
Kabels of draden kunnen elkaar of door externe stoorbronnen
worden beïnvloed door inductieve koppeling en capacitieve
koppeling.
Inductieve koppeling
Onder inductieve koppeling wordt verstaan dat een wisselend
magnetisch veld een spanning opwekt in een lus.
April '16
29-03-16 12:01
• Stoorbron: om elke stroomvoerende geleider ontstaat een
magnetisch veld dat evenredig is aan de grootte van de
stroom. Een grote AC-stroom veroorzaakt een sterk veranderend magnetisch veld. Een in-en-uitschakelende DC-stroom
veroorzaakt ook een veranderend magnetisch veld. Een
bliksemstroom (ontlading naar aarde) heeft een zeer hoge
stroomwaarde in microseconden en veroorzaakt daardoor
een zeer sterk veranderend magnetisch veld.
• Stoorgevoelig: draden die een lus vormen, gedragen zich
als een 'ontvangst-antenne'. Hoe groter de oppervlakte
tussen de draden (en hoe groter de verandering van het
magnetisch veld hierin) des te hoger de opgewekte spanning in de lus. Hierbij geldt: U = dφ / dt.
In NEN 1010 staat daarom beschreven dat er geen lussen moeten worden gemaakt in bedrading. Praktische maatregelen
zijn:
• Om de emissie te beperken moeten de + en – geleider , de
fase- en nulgeleider, en de geleiders in een 3-fasesysteem,
bij elkaar liggen in hetzelfde kabeltraject, buis of koker.
Hoe verder de aders van elkaar liggen, des te sterker is het
magnetisch veld dat hierdoor ontstaat.
• Om de immuniteit te verhogen moeten er bij het aansluiten
van stoorgevoelige kabelsystemen geen lussen tussen de
aansluitdraden of krullen in draden worden gemaakt. Hoe
groter namelijk de oppervlakte hiertussen, des te hoger de
opgewekte spanning tussen de draden.
apparaat
A
apparaat
B
datakabels
voedingskabel
Figuur 1. Het EMC-koppelmodel.
oppervlakte
I
U
I = impulsstroom
H = magnetisch veld
r = afstand
U = inductiespanning
✗
✓
H
r
Figuur 2. inductieve koppeling.
Capacitieve koppeling
Onder capacitieve koppeling wordt verstaan dat een elektrisch veld een spanning kan opwekken in een geleider.
• Stoorbron: als er een wisselspanning tussen twee geleiders is, dan ontstaat hiertussen een wisselend elektrisch
veld waarvan de waarde evenredig is met de spanning en
omgekeerd evenredig met de afstand.
• Stoorgevoelig: als een geleider in dit veld wordt gebracht,
neemt deze geleider een potentiaal aan.
Praktische voorbeelden: op een kabel van een frequentieregelaar naar een motor staat een hoogfrequente spanning
(zie figuur 4). Als hieraan parallel een draad wordt gelegd,
dan staat er als gevolg van de capacitieve koppeling op deze
draad dezelfde pulserende spanning.
Kabels scheiden
Als zowel storende voedingskabels als stoorgevoelige kabels
(data, video, geluid, besturingstechniek, sensoren enzovoort) hetzelfde traject volgen moet een minimale scheidingsafstand (l) in acht worden genomen om interferentie
te voorkomen. In NEN 1010, tabel 44.4, staan de minimale
afstanden vermeld die moeten worden aangehouden als
geen concrete informatie van de leveranciers van de apparatuur bekend is:
• in de openlucht tussen beide systemen (bijvoorbeeld
samen in één goot): l > 20 cm;
• open metalen omhulling voor beiden: l > 15 cm;
• geperforeerde metalen omhulling om beiden: l >10 cm;
• dichte metalen omhulling om beiden: geen bijzondere
eisen.
Een praktisch model is om storende, neutrale en stoorgevoelige kabels te scheiden waarbij het beste resultaat wordt
bereikt wanneer elke categorie in een afzonderlijke metalen
kabelgoot wordt geplaatst. <
✗
Figuur 3. Voorkom lussen bij het aansluiten.
storende kabel
neutrale kabel
stoorgevoelige kabel
matig
goed
uitstekend
Figuur 4. Methoden van scheiden van kabels van een verschillende kabelcategorie.
Weet u hoe het zit? In deze rubriek, tot stand gekomen in samenwerking met de vakspecialisten van
UNETO-VNI, behandelen wij technische vragen die
ondernemers hebben gesteld.
Heeft u ook een technische vraag? Stuur hem dan
naar [email protected].
April '16
EI04 34-35.indd 35
35
29-03-16 12:01