emv in anlagen und systemen - vde e.v. · seite 1 emv in anlagen und systemen 27.06.2013, vde...

Seite 1

EMV in Anlagen und Systemen

27.06.2013, VDE Bezirk Köln e.V.

Dirk W I L H E L M, GHMT AG

GHMT heute

30 Mitarbeiter

9 Mitarbeiter in 21 Arbeitskreisen

Führend in den Leistungsbereichen

Herstellerunabhängig, neutral

Experten- und Sonderfachberatung,Gutachter

International anerkannt

Renommierter Kundenstamm in 30 verschiedenen Ländern

Eigenkapitalquote 2012: >53%

Seite 2

DienstleistungenCabling & SystemsPrüflabor und Vor-Ort-Service

Akkreditiert nach DIN ISOIEC 17025 und KTA 1401

EMV in Anlagen und Systemen

Akkreditiert nach KTA 1401

Wireless Applications

� GHMT Zertifizierung

� GHMT PREMIUM Verification Program

� GHMT Linkzertifizierung

� GHMT Validierungsuntersuchung

� GHMT VDA Freigabeprüfung

� GHMT Planning Guideline

� GHMT IT-Check

� GHMT Netzwerk Begutachtung

� GHMT Fiber-Qualifizierung Vorort

� GHMT WLAN/DECT- Konzeption

� GHMT WLAN/DECT- Optimize

� GHMT BOS- Konzeption

� GHMT GSM/UMTS/LTE- Konzeption

� GHMT Acceptance-Measurements

� GHMT ISM- Frequenzmanagement

� GHMT Radio- Application Studies

� GHMT WLAN- Client Zertifizierung

� GHMT EMV- Risikoanalyse

� GHMT EMV- Schutzkonzept

� GHMT EMV- RZ Zertifizierung

� GHMT EMV- Planning Guideline

� GHMT Power Quality Assessment

� GHMT EMV/EMVU- Gutachten

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

ist die Fähigkeit eines Betriebsmittels*,

in seiner elektromagnetischen Umgebung

störungsfrei zu arbeiten,

ohne dabei andere Einrichtungen

in ihrer Funktion zu beeinträchtigen.

Störfestigkeit + Störaussendung

EMV-Definition: EMV-RL 2004/108/EG

* gilt auch für ortsfeste Anlagen

4 27. 06. 2013 · EMV in Anlagen und Systemen· EMC in Facilities· Autor: Dirk Wilhelm· www.ghmt.de · Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten

Seite 3

EMV-Definition: EMV-RL 2004/108/EG

„Eine elektromagnetische Störung ist jede elektromagnetische Erscheinung, die die Funktion eines Betriebsmittels beeinträchtigen könnte.

Eine elektromagnetische Störung kann ein elektromagnetisches Rauschen, ein unerwünschtes Signal oder eine Veränderung des Ausbreitungsmediums selbst sein“

5 27. 06. 2013 · EMV in Anlagen und Systemen · EMC in Facilities· Autor: Dirk Wilhelm· www.ghmt.de · Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten

• Verdichterstation 2 x 6 MW beeinflusst im Umkreis von ca. 20km elektronische Geräte

• Radaranlage stört Leit- und Datentechnik in 1,2 km Entfernung

• Radaranlage zerstört elektronische Geräte in 1,5 km Entfernung

• Entladungsvorgänge in luftisolierter Schaltanlage stören Flugfunk

• Induktion innerhalb eines Rechenzentrums führt zum vielfältigen Ausfall von

Schnittstellen

• Blitzeinschlag in Umspannwerk 110/20kV führt zu 6-stündigem Stromausfall

• Blitzeinwirkung auf Pflanzenschutzmittellager führt zu Fehlfunktion der Löschanlage

• Blitzeinschlag in Industriebetrieb führt zu Produktionsausfall von 6 Wochen

• Betriebsströme auf dem PA-System eines Großprüfstandes verhindert

Einführung innovativer Leittechnik

• …

Schadensfälle und Konsequenzen


Seite 4

≈0,1

3V

PAM-16

417

10GBase-T

PAM-32 ?

40GBase-T

≈0,0

6V

1500e

0,5

V

PAM-5

1GBase-T

62

1,0

V

MLT-3

100Base-T

31

+1,0V

0 V

-1,0V

1,7

V

Manchester-

codierung

10Base-T

10MHz

Warum wird EMV immer wichtiger?


Hintergrund und Ziel der EMV-Konzeption

27. 06. 2013 · EMV in Anlagen und Systemen · EMC in Facilities· Autor: Dirk Wilhelm· www.ghmt.de · Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten10

Seite 5

Lösungsansätze GHMT 5-Säulenmodell

�� EMV ist gewerkeübergreifend konzipierbar!


Aktive Komponenten - Geräte


Seite 6

Elektromagnetische Umgebung


UVPAA PEN

RZ

RE

RE

RG

(Äußere) Elektromagnetische Umgebung


Seite 7

EMV-Risiken: Typische PlanungsfehlerFachplaner legt Energiezentrale direkt neben hochsensiblen IT-Raum

Simulation der magnetischen Induktion B [µT]


GHMT 5-Säulen-Modell


Seite 8

Blitz- und LEMP Schutz

Source: Tokyo Lightning Protection and Earthing System Corporation


20ms 40ms 40ms 500ms 1ms

1. Teilblitz2. Teilblitz

3. Teilblitz4. Teilblitz

5. Teilblitz

Strom

Zeit

Stoßstrom Langzeitstrom (einige 100A)

Rückstufen jeweils ca.100m



Seite 9


10%

90%

I/kA200

10350

50%

t/µs10%

10

0,25

90%50

I/kA

50%

t/µs

Blitzkennwerte:

⇒⇒⇒⇒ Folgeblitz nur ¼ der Amplitude vom Erstblitz, jedoch Anstiegszeit um den Faktor 40x kürzer als Erstblitz

⇒⇒⇒⇒ Gefahr durch induzierte Spannungen in aufgezogene Leiterschleifen von Anlagen und Systemen

Erstblitz Folgeblitz

⇒⇒⇒⇒ Realisierung LEMP- Schutzkonzeptes


i

H

ui=dφdt



Seite 10

Blitz- und LEMP-Schutz

i

H Komponente 2

Komponente 1

Netzteil

PC

DatenEnergie


SPD

SPD

SPD

SPD

SSZ 0A

SSZ 1

SSZ 0B SSZ 2

Raumschirmung

Direkteinschlag möglich,Störgrößen ungedämpft

Direkteinschlag unwahrscheinlichungedämpfte Störgrößen

Störgrößen entsprechendZonenordnung gedämpft

SPDSurge Protection Device

/ Filter

Definition von Blitz- oder besser Störschutzzonen

Störschutzzonen

3 V/m… A/m

? V/m? A/m


Seite 11

Störschutzzonen

Blitzkugel, r=20m

2

1

MS / NSHV

Störschutzzone 0

LPZ 0A /

Störschutzzone 0

LPZ 0B / Störschutzzone 0

LPZ 0A / Störschutzzone 0

LPZ 0B /

Störschutzzone 0

LPZ 0B /

Störschutzzone 0 2

1

2

0

0

G V T -S c h ra n k , a k tiv




Seite 12

Potentialausgleich und Erdung

• Sternförmige oder vermaschte Erdung?

• Function-Earth und Protection-Earth trennen?


HPAS

EVT

EVT

EVT


PC

UVT

UVT

PE

UVT

Schluss des PE mitSchirm des Anschlußkabels


Seite 13



Potentialausgleich und ErdungRealisierung in der Praxis


Seite 14

Potentialausgleich und ErdungRealisierung in der Praxis


Anschluss von Komponentenan der Schrankerde



Seite 15

Netzstruktur – Betriebsströme auf Potentialleitungenund Kabelschirmen


TN-C-S-Netz

VT

VT

PC

LN

PE

LN

PE

Netzwerk

L1 L2 L3 PEN

Switch

Netzstruktur – Betriebsströme auf Potentialleitungen und Kabelschirmen


COL-ACT-STA-

1 2 3 4 5 6 7 8 9101112

HS1 HS2 OK1 OK2 PSCONSOLE

Seite 16

VT

VT

PC

LN

PE

LN

PE

Netzwerk

L1 L2 L3 N PE

Switch

TN-S-Netz

COL-ACT-STA-

1 2 3 4 5 6 7 8 9101112

HS1 HS2 OK1 OK2 PSCONSOLE

Netzstruktur – Betriebsströme auf Potentialleitungen und Kabelschirmen

45 22. 02. 2012 · Name der Präsentation · EMC in Facilities· Autor: Dirk Wilhelm· www.ghmt.de · Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten

Induktionswirkung durch Einzelleiter


Seite 17



Die Verkabelung hat Einfluss auf die EMV-Eigenschaften des Systems

Früher:

• In EU-EMV-Richtlinie kaum beachtet

Heute:

• Schutzziele definitiv von der Anlage (Geräte inklusive Kabel und weiterer Peripherie einzuhalten)!

Kabelinfrastruktur


Seite 18

Störaussendung EM-Feld EN 55022, 10 Gbit/s, System 02 (U/UTP) vs. System 05 (S/FTP)


DIN EN 61000-4-3 - Prüfung der Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder


Seite 19

Relative Kosten und verfügbare Methoden

Baufortschritt

ve

rfüg

ba

re M

eth

od

en

rela

tive K

oste

nEntwurf Ausführung Betrieb

Kosten

Methoden

Quelle: Kohling, EMV von Gebäuden, Anlagen und Geräten

58 27. 06. 2013 · EMV in Anlagen und Systemen · Autor: Dirk Wilhelm· www.ghmt.de · Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten

Zusammenfassung

•Die EMV in Anlagen und Systemen ist ein Querschnittsthema, das einer umfassenden Planung bedarf � 5 Säulen- Modell

• Ziel ist das Herstellen verträglicher elektromagnetischer Umgebungsbedingungen und zwar auch für die Zukunft!

•Risikobezogenen Schutz erarbeiten � Kosten vs. Nutzen!

•Die Beherrschung der EMV wird in einigen Gesetzen gefordert (EU EMV-Richtlinie, KontrAG, Basel II) � keine Experimente!

•Anlagendokumentation gemäß EU EMV-Richtlinie erstellen� Nachhaltigkeit!

•Strukturiert und revisionssicher vorgehen (EMV- Management) � Gute Troubleshooter ≠ EMV-Experten!


Seite 20

In der Kolling 13D – 66450 Bexbach

T: +49 6826 92 28 – 0

F: +49 6826 92 28 – 290

[email protected]

www.ghmt.de

GHMT AG

Dirk W I L H E L MGHMT AG

emv in anlagen und systemen - vde e.v. · seite 1 emv in anlagen und systemen 27.06.2013, vde...

Documents