STEK - Sähköturvallisuuden edistämiskeskus

SÄHKÖKÄYTTÖ JA SÄHKÖMAGNEETTINEN YHTEENSOPIVUUS

Sähkölaitteilta edellytetään häiriötöntä toimintaa muiden laiteiden kanssa sille tarkoitetussa käyttöympäristössä. Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC. electromagnetic compability) tarkoittaa, että samaan käyttöympäristöön tarkoitetut laitteet toimivat toisiaan häiritsemättä, tai itse häiriintymättä toisista saman käyttöympäristön laitteista.

Sähkölaitteiden valmistaja huolehtii varsin pitkälle siitä, että laite ei häiritse muita sähkölaitteita. Sähkökäyttö poikkeaa kuitenkin tavallisesta sähkölaitteesta, koska siinä on erillisiä yhteenkytkettäviä osia. Valmiin sähkökäytön häiritsevyys riippuu paljon siitä, miten tämä yhteenkytkentä on tehty.

Sähkömagneettinen yhteensopivuus tarkoittaa, ettei laite saa lähettää raja-arvoja enempää häiriöitä ympäristöönsä ja toisaalta sen on siedettävä tietty määrä ympäriltä tulevia häiriöitä. Suurtaajuushäiriöihin kuuluva elektrostaattiset purkaukset, nopeat transienttipurskeet, säteilevät sähkömaneettiset kentät, johtuvat radiotaajuushäiriöt ja sähköpiikit. Yleisiä pientaajuushäiriöitä ovat ovat verkkojännitteen yliaallot, keskinäishäiriöt ja epäsymmetria. Sähkökäyttöjen osalta standardi EN 61800-3 määrittelee sähkömagneettisen yhteensopivuuden.

Säteilevät ja johtuva häiriöt

Taajuusmuuttaja on sähkölaite, joka aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä ja ne voivat kytkeytyä ympäristöönsä johtumalla tai säteilemällä. Taajuusmuuntajissa suurtaajuushäiriöitä aiheuttavat tehokomponenttien ja ohjauselektroniikan nopeat kytkentäilmiöt. Nämä suurtaajuushäiriöt etenevät johtumalla ja säteilemällä. On erittäin tärkeää tiedostaa tämä asia ja ottaa nämä asiat huomioon taajuusmuuttajia asennettaessa, jotta taajuusmuuttajat ja ympärillä olevat muut laitteet toimivat oikein käyttöympäristössään.

Sähkökäyttö on kokonaisuus, joka koostuu taajuusmuuttajasta, moottorista ja kaapeloinneista. Sähkökäytön kannalta ei ole riittävää, että komponentit valitaan käyttöympäristön kannalta oikein, vaan lisäksi on huomioitava oikea asennuskäytäntö.  

Standardit korostavat käyttäjien ja asentajien vastuuta

Standardi EN 61800-3 määrittää, että valmistajien tulee ilmoittaa tarvittavat keinot ja välineet (laitteet/komponentit tms), joita mahdollisesti tarvitaan taajuusmuuttajan EMC-vaatimusten täyttämiseksi käyttöympäristössään. Standardissa korostetaan käyttäjien sekä asentajien vastuuta noudattaa valmistajan EMC-ohjeita.

EMC-ohjeisiin kuuluu yleisesti seuraavia kohtia:

• Suojattujen kaapeleiden käyttäminen
• Kaapeleiden suojauksien kytkentä ja 360-asteinen maadoitus
• Suurin sallittu moottorikaapelin pituus
• Kaapeleiden keskinäinen sijainti ja moottorikaapelin erottaminen muista kaapeleista
• Suodattimien käyttö ja maadoitusvaatimukset
• EMC-suojattujen, metallisten kytkinkoteloiden käyttäminen

Mitä ohjeiden noudattamatta jättäminen aiheuttaa?

Käytännössä suurimpia ongelmia ovat erilaiset häiriöt tiedonsiirrossa ja ATK-järjestelmien, kuten myös automaatiojärjestelmien toimimattomuus. Myös kapasitiivisten antureiden virhetoiminnat ja virheet analogisissa mittauksissa ovat yleisiä. Laakerivirrat ovat myös seurausta korkeataajuisista ilmiöistä. Matalatajuisten häiriöitten aiheuttamia yleisimpiä ongelmia taas ovat kasvaneet häviöt esimerkiksi muuntajissa ja kaapeleissa.

Puutteita saattaa olla seuraavissa kohdissa: 

• Suojaamattomat moottorikaapelit

• Kaikki kaapelit, sekä vahvavirta- että ohjaus/signaalikaapelit, niputettu yhteen
• Kaapeleita kuorittu tarpeettoman pitkältä matkalta
• 360-asteen maadoitus puuttuu (ei EMC-holkkia tai vastaavaa)
• Pitkistä moottorikaapeleista huolimatta lisäsuotimia ei ole asennettu

 Vielä 1980-luvulla ei vastaavia ongelmia ollut, ainakaan siinä mittakaavassa kuin nykyään. Häiriöitä aiheuttavia laitteita, kuten häiriintyviäkin laitteita oli lukumääräisesti paljon vähemmän Toisaalta vanha tekniikka, hitaammat nousunopeudet jännitepulsseissa ja muut vastaavat tekniset syyt saivat aikaan sen, että huonostikin asennetut ja kytketyt laitteet toimivat. Vertaus kotioloihin: Jos  pesukoneen EMC-suojaus olisi hoitamatta, TV:tä ei ehkä voisi katsoa kun pesukone käy.

Teksti perustuu Kari Liljan artikkeliin SähköTele-lehdessä 4/2011. Artikkeli kokonaisuudessaan löytyy Sähköinsinööriliiton sivuilta (www.sil.fi ,edelleen Sähkö&Tele, 4 2011, sivu 25)