Industrieel kabelmanagement

Bescherming tegen elektromagnetische straling

Bescherm je apparatuur tegen elektromagnetische straling 

De hoeveelheid elektronica die elke dag in omloop is, is gigantisch: van smartphones en bluetooth apparatuur tot aan digitale besturingen, frequentieregelaars, vermogensomzetters en micro smart grids. Al deze apparatuur zendt en ontvangt elektromagnetische straling die storing (interferentie) kunnen veroorzaken met andere elektronische of elektrische apparaten. 

Deze ontwikkeling heeft invloed op het functioneren van je apparatuur en machines. Elektromagnetische straling kan ervoor zorgen dat apparaten elkaar nadelig beïnvloeden waardoor storingen in je bedrijfsprocessen ontstaan. Het is van groot belang om elektromagnetische compatibiliteit (EMC) te realiseren door apparatuur betrouwbaar af te schermen tegen deze straling.

Dit kan Hemmink voor je betekenen

Onverklaarbare storingen, onjuiste meetresultaten, etc. en daardoor productie-onderbrekingen en zelfs downtime kunnen zomaar door elektromagnetische straling worden veroorzaakt. Wij delen onze EMC-kennis en geven advies hoe je je installatie en apparatuur betrouwbaar kunt afschermen tegen elektromagnetische interferentie.

Met de eenvoudig te monteren EMC-kabelwartels van leverancier Pflitsch én onze diepgaande kennis bieden wij je de tools om hoogwaardige installaties op te leveren die voldoen aan de eisen van de EMC-richtlijn. Dit is zeker waardevol in situaties waar gekwalificeerd personeel niet direct beschikbaar is.

Principe van de Kooi van Faraday

Hoe werkt EMC? Aan de hand van de Kooi van Faraday (genoemd naar de Britse natuur- en scheikundige Michael Faraday) wordt dit vaak uitgelegd. De Kooi van Farady is een benaming voor een behuizing (kooi) die gemaakt is van materiaal dat elektriciteit goed geleid.

Voorbeeld: een vliegtuig vliegt door een onweersbui. De metalen romp van het vliegtuig vormt een kooi die de bliksemstroom over de buitenkant afleidt. De elektronica binnenin het vliegtuig wordt zo beschermd tegen elektromagnetische straling.

Niet alleen de losse onderdelen, maar het geheel van componenten (kast, behuizing, kabels en kabelwartels) moeten van metaal zijn om EMC te realiseren. Dit zijn allemaal onderdelen van de Kooi van Faraday. Hierbij wordt de kabel vaak vergeten. Als er geen EMC kabel toegepast wordt, werkt de kabel als een antenne en ontstaat er gegarandeerd interferentie in je installatie.

Wat is EMC en EMI?

• EMC staat voor Elektromagnetische Compatibiliteit. Het doel van elektromagnetische compatibiliteit (EMC) is zorgen voor een juiste werking van de verschillende apparatuur, zonder inmenging van storende elektromagnetische invloeden. Samengevat: EMC zorgt ervoor dat apparaten elkaar niet nadelig beïnvloeden.
• EMI staat voor Elektro Magnetische Interferentie en betekent ‘storing’ of ‘ruis’. In dat geval is er dus geen EMC.

Twee begrippen die hier veel mee te maken hebben zijn ‘immuniteit’ en ‘emissie’.

• Immuniteit is de mate waarin een apparaat bestand is tegen elektromagnetische straling.
• Emissie: de mate waarmee een apparaat elektromagnetische straling uitzendt.

Risico op storingen of stilstand van machines

Elektromagnetische invloeden kunnen de werking van machines belemmeren en storingen veroorzaken. Zelfs op de langere termijn kunnen er nog negatieve gevolgen optreden. Soms zal een productieproces zelfs stilgezet moeten worden om het probleem op te lossen. Deze kostenpost wil je natuurlijk zoveel mogelijk voorkomen. EMC bewerkstelligen binnen de machinebouw is hierbij van groot belang.

Stoorbronnen

Smartphones, radiozenders, elektromagnetische pulsen (EMP) en stroomstootspanningen kunnen kunstmatig elektromagnetische interferentie (EMI) veroorzaken. Maar ook natuurlijke invloeden zoals bliksem, elektrostatische ontlading (electrostatic discharge, ESD) en zonne-energie kunnen elektromagnetische straling opwekken en zo ongewenste storing veroorzaken in je bedrijfsproces. 

Het gevolg van storingen

De gevolgen van storingen door elektromagnetische interferentie lopen erg uiteen. De meest voorkomende verschijnselen zijn het ‘onverklaarbaar’ uitvallen van functie(s) of ongewenst starten van machines tot (herhaaldelijk) falen van besturingstechnische componenten. Hieronder enkele voorbeelden:

• Bij gebruik van transformatoren ontstaan er extra opwarming en ijzerverliezen. Ook kan verzadiging optreden.
• Bij vermogenselektronica kunnen problemen ontstaan in de signaalvorm: commutatie, synchronisatie, superponeren, etc.
• Bij regelapparatuur, tellers, etc. kunnen onjuiste metingen en onnauwkeurigheid ontstaan.

Welke maatregelen kun je nemen?

Wanneer je de juiste maatregelen neemt, kun niet alleen voorkomen dat elektromagnetische straling de werking van je apparaten belemmert (immuniteit), maar ook dat je apparatuur zelf elektromagnetische storingen veroorzaakt (emissie). 

• Check of je apparaat of apparatuur voldoet aan de EMC-richtlijn.
• Zorg ervoor dat je kabels en apparaatkasten betrouwbaar tegen elektromagnetische straling zijn afgeschermd. De aansluiting van de kabelmantel op de apparaatkast is hierbij een cruciaal punt. In de praktijk zijn het vaak apparaat-besturingskasten die met afgeschermde kabels verbonden zijn. Het zwakke punt zit hem vaak in de overgang van de kabels naar de apparaat besturingskast. Wanneer deze niet juist op het gestel zijn afgemonteerd, kunnen elektromagnetische invloeden al snel tot dure storingen of stilstand leiden.
• Controleer de gestelverbinding: is de oppervlakte van het contactvlak 360° rond afgemonteerd en is het aardscherm laagohmig, inductief en aan beide zijden aan aarde geplaatst?

EMC-richtlijn 2014/30/EU

Om storingen te voorkomen, moeten elektrische toestellen voldoen aan de EMC-richtlijn 2014/30/EU.

De Europese EMC-richtlijn 2014/30/EU is sinds 2016 van kracht. Deze richtlijn behandelt de elektromagnetische compatibiliteit van apparatuur en verplicht de fabrikant van apparatuur tot CE-markering. De fabrikant moet dan voldoen aan bepaalde emissie-eisen (uitstraling) en immuniteitseisen. Omdat er steeds meer gebruik wordt gemaakt van elektronica en steeds meer processen geautomatiseerd worden, worden de EMC richtlijnen continu aangepast.

Rol van de engineer / machinebouwer

Wanneer vooraf, in het ontwerpstadium van de machine, bekend is in welke omgeving de machine komt te staan, dan is dat een groot voordeel. De engineer kan dan rekening houden met EMC-eisen en de juiste materialen adviseren. Want als er een EMC-incident plaatsvindt of als er sprake van economische schade door EMC-problemen, dan is van de machinebouwer of eigenaar van de productielijn aansprakelijk.

Rol van de installateur

Net zo belangrijk is een juiste bekabeling en aardaansluiting van de verschillende apparaten en elektrocomponenten. Want als deze niet op de juiste manier gemonteerd worden, kan dit grote gevolgen hebben. De rol en professionaliteit van de installateur is dus ook van groot belang. In NEN 1010, bepaling 444, worden maatregelen beschreven die de installateur bij installatie kan toepassen.