Magyar Elektrotechnikai Egyesület Erőterek elleni védelem az épületekben Szűcs László BME-HVT
Az EM terek leggyakoribb forrásai az épületekben Természetes eredetű o Villám Mesterséges eredetű oenergiaellátás orádiós rendszerek orf ISM berendezések omotorok,tekercsek onagy feszültségű berendezések
EMC probléma Zavar forrás Terjedési út Zavar vevő Beavatkozás lehetősége az épület tervezésénél: Zavar forrás: zavarszint csökkentése Terjedési út: zavarcsillapítás növelése kompenzáló tér alkalmazása Zavarvevő: legtöbbször adott, nem változtatható (pl lakó, érzékeny berendezés)
EMC zavartűrés határértékek: o o o Határértékek MSZ EN 61000-4-3:2006. Elektromágneses összeférhetőség (EMC). 4-3. rész: Vizsgálati és mérési módszerek. Sugárzott, rádiófrekvenciás, elektromágneses térrel szembeni zavartűrési vizsgálat MSZ EN 61000-4-10:1993/A1:2001 Elektromágneses összeférhetőség (EMC). 4-10. rész: Vizsgálati és mérési módszerek. Csillapodó rezgésű mágneses térrel szembeni zavartűrés vizsgálata MSZ EN 61000-4-8:2010 Elektromágneses összeférhetőség (EMC). 4-8. rész: Vizsgálati és mérési módszerek. Hálózati frekvenciás mágneses térrel szembeni zavartűrés vizsgálata Biológiai határértékek: o 63/2004. (VII. 26.) ESzCsM rendelet a 0 Hz-300 GHz közötti frekvenciatartományú elektromos, mágneses és elektromágneses terek lakosságra vonatkozó egészségügyi határértékeiről
A zavaró EM terek tulajdonságai E és H változása elemi dipól antennánál a normalizált távolság (r/λ ) függvényében reaktáns közeltér: sugárzó közeltér: E, H nincs fázisban sugárzott energia nincs reaktáns közeltér sugárzó közeltér távoltér távoltér: E, H gyorsan változik 1/r 1/r 2 1/r 3 komponensek E, H 1/r szerint változik E/H konstans A közeltérben áramgerjesztésnél H, feszültséggerjesztésnél E domináns Távoltérben E, H irányfüggő
Nagyimpedanciás tér Hullámimpedancia a távolság függvényében A beiuzweiuzerwwe Kisimpedanciás tér Normalizált hullámimpedancia, Z/120π 100 10 1 o akjhasldkhs Z 0 =E/H 0.1 0.01 0.001 0.01 0.1 1 Normalizált távolság a forrástól, r/λ
Zavarforrás zavarszintjének csökkentése Természetes eredetű Villám Mesterséges eredetű Energiaellátás Rádiós rendszerek RF ISM berendezések Motorok,tekercsek Nagy feszültségű berendezések
A zavarszint csökkentése az energiaellátás mágneses zavarainál A legnagyobb mágneses teret a sínezés okozza, ezért ahol lehetséges kábelezést használjunk helyette! Több kábel esetén mindegyik kábelben minden fázist vezessünk át! Az olajos transzformátorok szórt tere általában kisebb mint a száraz kivitelűeké. Ne vezessük a kábeleket a mennyezeten! ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network
A tokozatlan sínek tere Kábelezés esetén legkisebb a vezetők távolsága
A zavarszint csökkentése az energiaellátás mágneses zavarainál A legnagyobb mágneses teret a sínezés okozza, ezért ahol lehetséges kábelezést használjunk helyette! Több kábel esetén mindegyik kábelben minden fázist vezessünk át! Az olajos transzformátorok szórt tere általában kisebb mint a száraz kivitelűeké. Ne vezessük a kábeleket a mennyezeten! ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network
ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network Különböző kábel elrendezések tere
ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network Mágneses tér a fázis átrendezés előtt és után
A zavarszint csökkentése az energiaellátás mágneses zavarainál A legnagyobb mágneses teret a sínezés okozza, ezért ahol lehetséges kábelezést használjunk helyette! Több kábel esetén mindegyik kábelben minden fázist vezessünk át! Az olajos transzformátorok szórt tere általában kisebb mint a száraz kivitelűeké. Ne vezessük a kábeleket a mennyezeten! ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network
ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network Transzformátorok mágneses tere
Zavarás csökkentése zavarcsillapítás növelésével Távolság növelésével sugárzó közeltér: E, H gyorsan változik 1/r 1/r2 1/r3 komponensek távoltér: E, H 1/r szerint változik Árnyékolással Árnyékolási csillapítás: S = 20 log(e1/e2) = 20 log(h1/h2)
Árnyékoló anyagok Nagyimpedanciás tér Kisimpedanciás tér Az árnyékolás függ: Normalizált hullámimpedancia, Z/120π 100 10 1 0.1 o az árnyékoló anyagtól o az árnyékoló alakjától o az árnyékoló vastagságától o a tér tulajdonságaitól o a frekvenciától o a résektől 0.01 0.001 0.01 0.1 1 Ferromágneses Normalizált távolság a forrástól, r/λ és/vagy jó vezetőképességű anyagok Ferromágneses anyagok Jó vezetőképességű anyagok
RF árnyékolás E 2 E 0 E 1 E 1 E 3 E 5 E 4 E 4 E 6 a zavaró sugárzás tere E 9 E 6 E E 7 8 stb. E 8 E 11 a védeni kívánt tér Árnyékolási csillapítás: S = 20 log(e1/e2) = 20 log(h1/h2) Összetevői: S = R + A + B ahol R - az árnyékolás két határfelületén jellemző reflexiós csillapítás A - az árnyékoló anyagban mutatkozó abszorpciós csillapítás B - az árnyékoló közeg (lemez) két határfelülete között kialakuló többszörös reflexiók hatása. Az árnyékolási hatásfok függ a beeső EM hullám irányától!
Behatolási mélység Behatolási mélység mm fr Hz Cu Al Fe 25 13.4 17.4 2.54 50 9.44 12.3 1.8 100 6.77 8.7 1.3 1000 2.11 2.75 0.41 10000 0.67 0.87 0.13 100000 0.21 2.75 0.04 1000000 0.07 0.09 0.13
Örvényáramú árnyékoló alumínium lemez (50 Hz) A beiuzweiuzerwwe o akjhasldkhs ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network
Alumínium vagy vas? (50 Hz) Alumínium lemez vas lemez (σ= 3.77x10 7 Sm 1 ) (σ= 1.03x10 7 Sm 1, µr= 500) ENER SALINAS Mitigation of Power-Frequency Magnetic Fields With Applications to Substations and Other Parts of the Electric Network
fémszivacs Tömítések
Árnyékolási csillapítás mérése Az árnyékolási csillapítás mérése: a s = 20 log(e 0 / E 1 ) (EN 50147-1 szerint) a s = 20 log(h 0 / H 1 ) ahol E 0, H 0 a térerősség szabad térben, ha d = d 1 + d 2 + d 3, E 1, H 1 a térerősség a fal két oldalán mérve. árnyékolt fal árnyékolt fal d 1 d 2 d 1 d 2 d 3 G d 3 G < dbµv dbµv
Zárt terű árnyékolások jellemző csillapítása a; db 120 100 80 60 40 20 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 f; GHz
Villám terének csökkentése
Villám mágneses tere 4 levezető esetén H (A/m) Systematic Approach for the Analysis of the Electromagnetic Environment Inside a Building During Lightning Strike A.Orlandi,Senior Member, IEEE, C. Mazzetti, Z. Flisowski, and M. Yarmarkin
Villám mágneses tere 12 levezető esetén H (A/m) Systematic Approach for the Analysis of the Electromagnetic Environment Inside a Building During Lightning Strike A.Orlandi,Senior Member, IEEE, C. Mazzetti, Z. Flisowski, and M. Yarmarkin
Vezetékek védelme MSZ IEC 61000-5-2 Elektromágneses összeférhetőség (EMC). 5. rész: Szerelési és zavarcsökkentési irányelvek. 2.főfejezet:Földelés és kábelezés THE BENEFITS OF APPLYING IEC 61000-5-2 TO CABLE SCREEN BONDING AND EARTHING EurIng Keith Armstrong
Köszönöm a figyelmet!