Byggahus.se

EMC, skyddsledare och potentialutjämning

  1. M
    Medlem · 238 inlägg
    Nej, det har jag inte skrivit

    Jag skrev "Det var den paragrafen som svenska elinstallationer med röd skyddsledare skulle anpassas till.

    Om det fínns ett skallkrav "Isolerad skyddsledare skall märkas gul/grön efter hela sin längd" i de föreskrifter som börjat gälla, och du kommer som installatör till en elinstallation där färgen är röd på den isolerade skyddsledaren, och skall instalera jordade vägguttag.

    Vad gör du då utan att bryta mot "de föreskrifter som har börjat gälla"?
     
    • Laddar…
  2. useless
    Lök. · 18 332 inlägg
    Man följer paragraf 1.4 i nämnda föreskrifter.
     
    • Laddar…
  3. M
    Medlem · 238 inlägg
    Varsågod beskriv vad där står så alla kan hänga med.
     
    • Laddar…
  4. GK100
    Medlem · 9 997 inlägg
    Det är en märklig diskussion kring färger på skyddsledare som uppstått. Förstår inte värdet av påståenden som bara verkar vara för sakens skull och utan grund. Dvs att det skulle vara problem att använda befintliga ledare vid utökning med för varje tids påbjudna åtgärder tex i form av märkning, dokumentation osv.

    Vid jobb på gruppnivå bör det för det mesta passa och vara naturligt att byta oavsett. Vid huvudledningar, stigare osv en annan sak som får bedömas enskilt.
     
    • Laddar…
  5. lnilsson
    Medlem · 563 inlägg
    Hej
    Kanske mest en fråga för @Martin Lundmark , men jag är nyfiken på hur störningar ”vandrar” omkring i elsystemet i ett vanligt hus.

    Jag har läst några artiklar i ämnet (i elinstallatören tror jag) som var rätt så alarmistiska; ”de flesta elbilar borde inte få anslutas till elnätet” etc.

    Lyckas störningarna ofta vandra till andra EMC filter och värma upp dom, kan störningarna ledas in till grannar och störa där eller hur brukar dom röra sig i elsystem? Vanliga ledningar blir ju rätt högimpeditiva för högfrekventa störningar, och samtidigt borde väl kapacitansen i vanliga kablar leda över störningar till andra ledare?
     
  6. M
    Medlem · 238 inlägg
    Det är en stark ökning av antalet apparater som använder switchteknik som kopplas in i elnätet, vi saknar normer, lämplig mätutrustning och spridd kunskap på området supratoner (2-150 kHz, Supraharmonics) därför så bör vi vara uppmärksamma men inte överdrivet alarmistiska.

    Detta liknar på sätt och vis hur området övertoner (upp till 2 kHz) hanterades för mer än 50 år sedan. Vi har idag tillgång till bättre (mer avancerade) mätmetoder. Men samtidigt är det som skall mätas, litet i amplitud och överlagrat en stor amplitud av spänning/ström vid nätfrekvenser (50 eller 60 Hz)

    En kortfattad enkel beskrivning;

    Liksom övertonsströmmar genereras supratonsströmmar i apparater som ansluts i eller till elnätet. Strömmarna vandrar sedan dit impedansen är lägst. För övertonsströmmar är det nästan uteslutande lägst impedans uppåt (mot källan) i elnätet, mot matande transformator.
    Inloggade ser högupplösta bilder Logga in
    Spridning Övertoner.png


    Första figuren åskådliggör spridning av övertoner i elnätet. De tre apparaterna (A,B och C) genererar alla, övertonsströmmar (pilarnas längd motsvarar amplituden ). Mäter man respektive överton på var och en apparat och sedan adderar dessa, så stämmer summan ofta ganska bra med det man kan mäta vid anslutningspunkten (M i figuren).

    Avvikelse från detta beror bl.a. på att lite övertonsström vandrar mellan apparaterna (övertonsströmmarna kan ha olika fasläge) eller att övertonsströmmar finns på nätet till vänster om anslutningspunkten (M).

    Inloggade ser högupplösta bilder Logga in
    Spridning Supratoner.png

    Nästa figur åskådliggör supratonernas spridning. De tre apparaterna (A,B och C) genererar alla, genom switchfrekvenser strömmar (pilarnas längd motsvarar amplituden ) i supratonsområdet (2-150 kHz).

    Det mesta av supratonerna från en apparat går till andra apparater (erbjuder låg impedans). De shuntas bl.a. av kabelkapacitans och i filterkondensatorer i EMC-filter.

    Man måste komma ihåg att det pågår arbete i normgrupper gällande begränsning av supratonerna från apparater men ännu så har det inte kommit så långt.

    De EMC- filter vi har idag är ännu inte avsedda för att begränsa supratoner utan arbetar i frekvensområdet 150 kHz till 30 MHz.

    När elkraftlaboratoriet vid LTU Skellefteå byggdes, var ett av målen att kunna studera det som idag kallas ”supratoner”. I labbet finns ett litet elsystem med några elabonenter. Där har vi kunnat visa hur Supratoner vandrar mellan grannar.

    Redan för mer än 20 år sedan kunde jag i mitt hus höra ljud i supratonernas frekvensområde i det faskompenserade lysröret i källaren när grannen svetsade i garaget, och jag såg det karaktäristiska ljusbågsskenet.

    Störningarna spreds genom kabelnätet mellan husen och kondensatorn i mitt lysrör erbjöd en låg impedans.


    Jag stannar där.
     
    Redigerat 14 jan 12:20
  7. lnilsson
    Medlem · 563 inlägg
    Tack, nu förstår jag hur det fungerar och dessa ”alarmistiska” artiklar bättre.
    Men 150kHz -30MHz området, läcker det inte tillräckligt från apparater där för att sprida störningar, eller är våra vanliga elledningar så högimpeditiva så att det inte blir nåt problem med dom? Eller kan dessa störningar flytta sig kortare sträckor (mellan rum) i någon utsträckning som märks?

    Mycket frågor...men som du sa så är det svårt att hitta mätverktyg i en resonabel prisklass. Det gör ju det svårare för oss som vill förstå hur det fungerar i lite större (hus/grannhus) skala.
     
  8. lnilsson
    Medlem · 563 inlägg
    Tack än en gång för alla initierade inlägg, jag tror att jag börjar få bilden klar för mig;

    Vi har alltså tre störningstyper med delvis samma ursprung men helt olika beteende och bot.
    Övertoner (<2kHz), supratoner (2kHz — 150 kHz) och EMI (150 kHz — 30 MHz). Och tack vare den elektroniska utvecklingen så börjar supratoner bli ett större problem medan vi fortfarande har lite koll på de andra (övertoner blir man av med med låg förimpedans, EMI med filter).

    Rätt uppfattat?
     
    • Laddar…
  9. M
    Medlem · 238 inlägg
    Hej lnilsson
    Här kommer ett försök till en förenklad förklaring;

    I frekvensområdet 150 kHz -30 MHz ligger radioband avsedda för radioutsändningar
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Frekvensband

    Våglängden i det frekvensområdet är 2000 m (150 kHz) till 10 m (30 MHz). Om man sänder in en växelspänning (eller ström) en ledning är lika lång som våglängden (eller multiplar av våglängden, t.ex. hälften eller en fjärdedel) då säger man att ledningen är avstämd för den frekvensen.

    Att en ledning är avstämd för en viss frekvens, innebär att ledningen får egenskapen (förmågan) att kunna sända ut det mesta av sin energi i luften.

    Inloggade ser högupplösta bilder Logga in
    Störningsvägar trefas.png

    Att delar av störningar går i luften har jag i figuren illustrerat med störningsväg A. När man för länge sedan, genom radiostörningsproblem, förstod problematiken att elnätet i vissa fall kunde bli avstämt för vissa frekvenser som genererades i apparater som ansköts till elnätet då började man sätta krav på EMC-filter i frekvensområdet 150kHz -30MHz.

    Inloggade ser högupplösta bilder Logga in
    EMC-Filter.png

    En förenklad förklaring av filtret i figuren;

    Filtret sluter de störströmmar som genereras i apparaten tillbaka till apparaten. Då hindras störspänningar (störströmmarna) att vandra ut i elnätet.

    Kondensatorn Cx som sitter mellan fasledare (L) och nolla (N) kortsluter de störspänningar som har uppstått i apparaten mellan dessa ledare. Försöker det vandra ut en störström från apparaten i fasledaren (L) då sluts denna störström via kondensatorn Cx tillbaka till apparaten via nolledaren (N)

    Kondensatorn CY som sitter mellan fas (L) och skyddsledare (PE) kortsluter de störspänningar som har uppstått i apparaten mellan dessa ledare. Den kortslutna störspänningen leds sedan i form av en ström via kondensatorn Cx tillbaka till apparaten via skyddsledaren (PE)

    Kondensatorn CY som sitter mellan nolla (N) och skyddsledare (PE) kortsluter de störspänningar som har uppstått i apparaten mellan dessa ledare. Den kortslutna störspänningen leds sedan i form av en ström via kondensatorn Cx tillbaka till apparaten via skyddsledaren (PE)

    Naturligtvis så stoppas inte alla störspänningar av EMC-filtret, men filtret är beroende att det ansluts korrekt för att det skall filtreringen skall hamna i rätt frekvensområde och dämpningen skall bli så bra som det är konstruerat för.

    Du skriver ”eller är våra vanliga elledningar så högimpeditiva så att det inte blir nåt problem med dom”.

    När man talar om signalöverföringar på högre frekvenser, antenner, filter, etc då ”lämnar” man begreppen som ledarens resistans och impedans. Man börjar tala om vågimpedans och karaktäristisk impedans hos ledningen.

    De EMC filter vi ansluter till elnätet anpassas t.ex. för en karaktäristisk impedans på 50 ohm. För att testa deras egenskaper används vid normenliga prov ”en ersättare ” för elnätet kallat ”Line Impedance Stabilization Network (LISN)”
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Line_Impedance_Stabilization_Network

    Det är en annan begreppsvärld som delvis skiljer i kunskapen hos de som kan apparater och EMC-filter (vi kan kalla dem elektronikmänniskor) och de som kan elnätet och elinstallationer (vi kan kalla dem elkraftmänniskor).

    Det uppstår en problematik, när grupperna inte riktigt förstår varandra, när de inte talar samma språk, har olika begreppsvärld…….

    Jag stannar här.:D
     
    • Laddar…
  10. lnilsson
    Medlem · 563 inlägg
    Tack igen
    Jag tror jag börjar förstå din ”pedagogiska mission” eller vad man ska kalla det, det problem du tycker är förbisett på grund av att det faller mellan (yrkes)stolarna.
    En del apparater skapar supratoner, men dom hindras inte alltid av EMC-filter, ej heller ”dräneras” (vet inte vad man ska kalla det) tillbaka till källan såsom övertoner. Dom har ”lagom” våglängd för att spridas och störa i vanliga elnät (inom/mellan hus). Få har riktigt bra koll på dom, få kan mäta dom och det finns ingen standard för vilken nivå dom bör begränsas till/tillåtas. Elektriker brys sig mest om övertoner, elektronikkonstruktörer bryr sig mest om EMI. Dessutom har man dålig koll på vad dom kan ställa till med.

    Har jag förstått dig rätt?

    Skulle man kunna ”angripa” supratoner i elsystem med shuntfilter, eller blir dom för klumpiga med tanke på storleken på komponenterna som krävs (blir ju stora kondingar och spolar vid låga frekvenser)? Eller har du andra tankar på hur man skulle kunna ta hand om dom på en systemnivå (t.ex. jordplan)?
     
  11. M
    Medlem · 238 inlägg
    Jag ligger efter i att svara på dina frågor

    Du skriver ” Vi har alltså tre störningstyper med delvis samma ursprung men helt olika beteende och bot. Övertoner (<2kHz), supratoner (2kHz — 150 kHz) och EMI (150 kHz — 30 MHz).”

    Det är en bra beskrivning men kom ihåg att övergångarna (frekvensområden) är delvis satta av normgrupper utifrån de kunskaper som man hade då normerna skrevs.

    Området supratoner blev helt ”bortglömt” ett tag. Man kan även beskriva det så att avsaknad av normer i frekvensområdet förenklar bygget av apparater som skulle anslutas i elnätet.

    Så här beskrev ett företag ett av motiven att de använde switchfrekvensen 44 kHz; “Secondly, a low switching frequency also reduces EMI filtering requirements. At 44 kHz, the first, second and third harmonics are all below 150 kHz where the EMI limits are not very restrictive.”

    Företaget följer här de normer som finns och gör därigenom inget fel. Detta exempel tog jag upp för Elforsk (dess forskningsprogram) år 2000. Det har gått 20 år och normerna finns inte färdiga än. det har gått 35 år sedan jag började studera frekvensområdet på ABB. Man får lära sig tålamod.

    Utan normer har vi inget bra drivkraft att utveckla mätinstrument och att informera (utbilda) ingenjörer och andra inom elkraft och elektronik.
     
  12. lnilsson
    Medlem · 563 inlägg
    :)
    Jag är glad för alla svar jag får!
     
  13. A
    Medlem · 96 inlägg
    Och vad är EMC? Någon som kan förklara det lite närmare. Både vad det är och konsekvenser.
     
  14. M
    Medlem · 238 inlägg
    Hej ansgar46

    Wikipedia skriver;

    ”Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) är förmågan hos en apparat, utrustning eller system att fungera i sin elektromagnetiska omgivning utan att medföra oacceptabla störningar i denna omgivning [1]. En svensk synonym till kompatibilitet är förenlighet, vilket innebär att EMC kan tolkas som elektromagnetisk förenlighet.”
    https://sv.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisk_kompatibilitet

    Exempel;
    Du vill inte att ditt trådlösa nätverk hemma, skall störa eller störas av din mobiltelefon eller mikrovågsugn. Därför har man sedan länge utarbetat normer hur apparater tillverkas så de inte stör varandra. Alla dessa apparater sänder, mer eller mindre av, (elektromagnetiska) signaler i luften.

    Kortfattat;
    När man har uppnått EMC, elektromagnetisk kompatibilitet (elektromagnetisk förenlighet, som jag tycker är ett bättre utryck på svenska) mellan utrustningarna då stör de inte varandra.

    Behövs mer förklaring?
     
  15. M
    Medlem · 238 inlägg
    Hej lnilsson


    Du skrev” Har jag förstått dig rätt?”

    Inte så illa, fler borde kunna detta det tar tyvärr tid innan det finns normer, apparater där emissionen av supratoner är låg och mätteknik.

    Du skriver ”Skulle man kunna ”angripa” supratoner i elsystem med shuntfilter, eller blir dom för klumpiga med tanke på storleken på komponenterna som krävs (blir ju stora kondingar och spolar vid låga frekvenser)? ”

    Javisst. Vi hanterar idag övertoner upp till 2khz och ledningsbundna störningar i frekvensområdet 150 kHz-30 MHz med den typen av filter. Supratoner som ligger däremellan kan naturligtvis även de behandlas på liknande sätt. Jag har skrivit om det i det jag publicerat

    Det krävs naturligtvis kunskap hur man bygger filter och var de placeras. Man måste ju t.ex. undvika att man får problem med jordfelsbrytare och jordfelsövervakning.

    Men det kan vara väldigt svårt att få förståelse för problematiken att samtidigt installera filter för dämpning av supratoner och att kommunicera på elnätet och detta på samma frekvenser (i frekvensområdet 2–150 kHz)

    För ett antal år sedan bytte vi ut våra elmätare (den gången vi lämnade (den roterande) ferrarismätaren och fick första gången fick automatiskt mätaravläsning på distans, bl.a. via elnätet.

    När man testade kommunikation i elnätet upptäckte man att kommunikationen kunde störas av switchade nätdelar och frekvensomriktare. Dessutom dämpades signalerna i EMC-filter och apparater som erbjöd låg impedans i frekvensområdet 2–150 kHz.

    På samma möte ville man då både filtrera bort störningar (från apparater) och sända kommunikation via elnätet till elmätarna. Allt skulle allså ske samtidigt i frekvensområdet 2–150 kHz.

    Jag försökte förklara att filter inte kan skilja på ”onda och goda” frekvenser. Störningar och kommunikation som sker på samma frekvenser är nog omöjligt att särskilja och filtrera bort med filter. Jag fick ingen förståelse då.

    Ett företag som sysslade med kommunikationen med elmätarna via elnätet berättade att jag hade fel, det gick alldeles utmärkt att kommunicera. Uteblev kommunikationen så satte de bara in ”repeaters” (signalförstärkare) och då kom man nästan alltid fram.

    De ”repeaters” som då sattes in kunde enligt databladen leverera flera watt i signalering. Det är inte otroligt att det fanns EMC-filter och annan känslig elektronik som tidigare stoppat” signaleringen nu gick sönder när man lyckades nå fram med signalerna.

    Vad jag vet så har snart signalering i elnätet upphört, man kommunicerar med andra metoder.

    Du skriver ”Eller har du andra tankar på hur man skulle kunna ta hand om dom på en systemnivå (t.ex. jordplan)?”

    Jag har haft möjligheten att tillämpa åtgärder mot supratoner på systemnivå, en hel datavåning med 8 klassrum (130 datorer tror jag). Jag har skrivit om det i det jag publicerat.

    Här hittar du delar av det jag skrivit;

    “High-Frequency Noise in Power Grids, Neutral and Protective Earth”
    https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.630.9199&rep=rep1&type=pdf

    The Zone Concept; Design of Low-Voltage Installations Considering the Spread of High Frequency Harmonics
    https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:999206/FULLTEXT01.pdf