Elektromagnetische Compatibiliteit

EMC kan ruwweg verdeeld worden in drie gebieden:

1. emissie (het ‘genereren’ van ongewenste velden);
2. immuniteit (het bestand zijn tegen in de omgeving aanwezige velden);
3. pulsvormige fenomenen (ESD (Electrostatic Discharge/statische ‘vonken’), EFT (Electrical Fast Transients/snelle stroom- of spanningsveranderingen), Surge (pieken) enz.).

Hoewel een te hoge emissie van apparatuur in bepaalde gevallen tot gevaarlijke situaties kan leiden, beperkt dit artikel zich tot immuniteit. Als een apparaat zelf te sterke storende velden veroorzaakt is dat zeer kwalijk en het moet zeker worden voorkomen, maar het vormt doorgaans pas een risico als er een onvoldoende immuun ánder apparaat in de nabijheid door wordt beïnvloed.

Immuniteit

Afdoende en beproefde immuniteit is de beste verzekering tegen ongewenste gedragingen. Omdat er soms ergens gelast wordt, de bliksem inslaat of de gsm op een bedienpaneel wordt neergelegd. Bijna elk modern elektronisch of elektrotechnisch apparaat bevat halfgeleiders. Dat varieert van een eenvoudig solid-state relais tot een compleet besturingssysteem met microprocessoren. Elke halfgeleider, in welke toepassing dan ook, kan in zijn werking worden beïnvloed door elektromagnetische velden, wat kan leiden tot onvoorspelbaar – en ongewenst – gedrag. Het doel van de Europese EMC-richtlijn is het voorkomen van ongewenste beïnvloeding en daarmee ook het beperken van veiligheidsrisico’s ten gevolge van elektromagnetische verschijnselen. Velden zijn overal. We voelen ze zelf doorgaans niet, maar onze kostbare en soms risicovolle apparaten kunnen er flink door van slag raken.

Productveiligheid

Elektrische apparatuur met een voedingsspanning tussen de 50 en 1.000 volt wisselspanning (of tussen de 75 en 1.500 volt gelijkspanning), valt onder de Laagspanningsrichtlijn. Andere aspecten van de productveiligheid worden geborgd door de Machinerichtlijn, die breed van toepassing is op alles wat een of meer bewegende delen heeft en door een krachtbron (anders dan spierkracht) wordt aangedreven. Voor zogenamde '(elektrisch) aangedreven delen met een intrinsieke functie' kent de Machinerichtlijn geen ondergrens voor de spanning. Beide richtlijnen hebben tot doel alleen producten op de markt te brengen die veilig gebruikt kunnen worden. Een wijdverbreid misverstand is dat de laagspanningsrichtlijn zich alleen bezighoudt met elektrische veiligheid. Ook mechanische, thermische en chemische veiligheid en stralingsveiligheid vallen onder deze richtlijn. Met straling wordt hier zogenaamde niet-ioniserende straling bedoeld; van statische velden tot (laser)licht. Het omvat dus tevens het ‘werkterrein’ van de EMC-specialisten. Voor ioniserende straling (samenhangend met radioactiviteit) bestaat aparte regelgeving.

De evolutie van ‘machineveiligheid’

Machineveiligheid is een vakgebied dat van oudsher door bekwame mechanici is ontwikkeld. Veiligheidspioniers kwamen reeds met doordachte afschermingen, noodstopvoorzieningen, druk- en snelheidsbegrenzingen in een tijd dat de elektronica nog moest worden uitgevonden. Toen de relaiskasten, analoge meet- en regelsystemen en daarna PLC’s en vermogenselektronica hun intrede deden veranderde de wereld ingrijpend. Elektrische veiligheidseisen (met name vanwege het elektrocutierisico voor de mens) werden van toepassing via bijvoorbeeld de Laagspanningsrichtlijn. Machines werden (onderdeel van) geautomatiseerde en gekoppelde systemen. Machineveiligheid werd meer en meer een zaak van betrouwbaar en veilig gedrag van besturingssystemen en elektronica. Met de nieuwe ‘magische’ (want onzichtbaar functionerende) componenten openden zich bijna grenzeloze mogelijkheden, maar ook nieuwe problemen.

EMC

In elektrisch aangedreven en elektronisch bestuurde machines, voertuigen en productieprocessen openbaarden zich fouten. De ‘nieuwe’ componenten bleken gevoelig voor lastig te reproduceren en nóg lastiger te doorgronden elektromagnetische verschijnselen. Besturingssystemen en andere elektronische apparatuur moest bestand gemaakt worden tegen invloeden van buitenaf, met name die van elektromagnetische velden. Aanvankelijk ging dat via trial and error, later met zorgvuldig verworven inzicht, specialistische hulp, regelgeving en normen. Elektromagnetische velden en hun grotendeels onzichtbare invloed bleken hardnekkig, lastig en onzichtbaar, maar de gevolgen waren dat niet.

Verborgen risico’s

Het is niet moeilijk om je voor te stellen hoe de ongewenste invloed van een elektromagnetisch veld op een apparaat, machine of installatie tot een onveilige situatie kan leiden. Een sensor die beïnvloed wordt door een gsm, een soft-switch die schakelt door een elektromagnetisch veld.  Een ESD-puls die onbedoeld een roerwerk in gang zet, bijvoorbeeld door een statisch ontladingsvonkje van een rubberen transportband. Het zijn slechts enkele voorbeelden van EMC-risico’s die tot (extreem) gevaarlijke situaties kunnen leiden. Het is niet voor niets dat apparatuur voldoende immuun moet zijn, vooral als onbedoeld gedrag tot onaanvaardbare risico’s leidt. EMC speelt daarom niet alleen een rol bij de elektronische regeling van een kerncentrale en de beademingsmachine, maar ook bij de gasmeter van de brandweerman en de thermostaat van het destillatieproces. En de wekkerradio thuis.

Normen en hun strekking

Het is daarom juist dat er ook in verschillende normen terdege aandacht aan deze problematiek wordt besteed. Richtlijnen zorgen voor algemene bindende eisen aan groepen producten, normen beschrijven meer gedetailleerde afspraken voor specifieke toepassingsgebieden, systemen of apparaten. De regelgeving bevat ook ‘overlappende’ bepalingen die het noodzakelijk maken om ‘integraal’ te beoordelen en te beproeven.

Een paar voorbeelden:

Met name de EN-IEC 60335-1 (voor huishoudelijke en soortgelijke elektrische toestellen) bevat een aantal EMC-gerelateerde veiligheidseisen. Zo mag bijvoorbeeld een apparaat in stand-by mode nooit onbedoeld op een potentieel gevaarlijke manier inschakelen of van mode veranderen. Hiervoor worden specifiek immuniteitstesten beschreven. Ook bevat deze norm de eis dat na puls-testen (EMC) de isolatieweerstand niet gecompromitteerd mag zijn.

De EN-IEC 60601-1, de norm voor medische hulpmiddelen, kent zelf geen specifieke EMC-eisen, maar stelt wel dat een product aan de EN-IEC 60601-1-2 (EMC-norm) moet voldoen. Bovendien bevat deze norm de eis dat EMC-aspecten, die mogelijk invloed hebben op ‘basic safety en/of de ‘essential performance’, in het risicomanagement meegenomen moeten worden.
Daarnaast kent een aantal subnormen (particulars) aanvullende EMC-eisen.

De EN-IEC 62368-1 (veiligheidseisen aan informatie- en communicatietechnologie) schuift EMC meer onder het algemene kopje ‘stralingsgevaren’. Deze norm behandelt die gevaren niet afzonderlijk, maar stelt wel impliciet de eis dat, om veiligheid te kunnen garanderen, ook aan de essentiële eisen van de EMC-richtlijn moet worden voldaan.

Integrale benadering van veiligheid

Genoemde voorbeelden betreffen slechts enkele geharmoniseerde normen die –uiteraard naast de EMC-richtlijn zelf– de aandacht op EMC vestigen. Bij grondige lezing van veiligheidsgerichte normen zijn er veel meer verwijzingen en algemene doelvoorschriften te vinden die betrekking hebben op EMC en dus nader onderzoek vergen. Dat is niet ‘vergezocht’ of voorbehouden aan ‘toevallig betrokken specialisten’; de mogelijke gevolgen beperken zich immers ook niet tot een kleine ‘doelgroep’. Soms kan een (bijna terloopse) verwijzing in een productnorm of de uitwerking van een algemene eis voldoende reden zijn om EMC en productveiligheid niet als los aspect te behandelen maar als geïntegreerde problematiek aan te pakken. Wachten tot de praktijk die noodzaak bewijst is onverstandig.

Meer informatie over EMC-gerelateerde veiligheid? Neem contact met ons op: DARE!! 0348 200 900 | info@dare.nl, of kijk op onze website:  testen en meten

Dit artikel is tot stand gekomen met medewerking van Marcel Captijn en deveiligheidskundige.nl.

Terug naar overzicht