§444 — Środki przeciwko zakłóceniom elektromagnetycznym (EMC) w instalacjach budynków

Przewodnik o rozdzieleniu kabli zasilających i danych ze względu na EMC opisuje jeden konkretny, powszechnie stosowany środek: wystarczającą odległość między kablami zasilającymi a kablami danych/sygnałowymi w celu ograniczenia sprzężenia indukcyjnego i pojemnościowego. Ten artykuł opisuje szerszy rozdział, z którego ten środek się wywodzi: §444 NEN 1010 (IEC 60364-4-44), zatytułowany "Środki przeciwko zakłóceniom elektromagnetycznym (EMI) w instalacjach budynków".

Dlaczego §444 różni się od §442/§443

Rozdziały wokół §44 dotyczą każdy innego rodzaju zakłócenia:

• §442 opisuje przejściowe przepięcie, powstające przy uszkodzeniu między systemem wysokiego napięcia a siecią niskiego napięcia (patrz odpowiedni przewodnik).
• §443 opisuje przepięcia atmosferyczne i łączeniowe (uderzenie pioruna, operacje łączeniowe) oraz odpowiednią ochronę przepięciową (SPD; patrz przewodnik o SPD).
• §444 opisuje zasadniczo inne zjawisko: zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) w szerokim sensie — zakłócenia przewodzone i promieniowane, harmoniczne, stany przejściowe oraz sprzężenie radiowe — oraz odporność instalacji i podłączonych do niej urządzeń (zwłaszcza IT i elektronicznych) na te zakłócenia, obok ograniczania emisji z samej instalacji.

SPD (§443) chroni przed nadmiernym skokiem napięcia; §444 dotyczy szerszego elektromagnetycznego środowiska instalacji, niezależnie od tego, czy zakłócenie objawia się jako skok napięcia, wysokoczęstotliwościowy prąd zakłócający czy pole magnetyczne.

Kluczowe środki z §444

• Dobrze zamknięta w oczka sieć wyrównawcza zamiast uziemienia gwiazdowego: w budynkach z dużą ilością wrażliwych urządzeń IT i elektronicznych drobnooczkowa sieć wyrównawcza (kilka wzajemnie połączonych punktów wyrównawczych zamiast jednego punktu gwiazdowego) zmniejsza wysokoczęstotliwościowe różnice napięć między rozproszonymi urządzeniami — sieć gwiazdowa ma znacznie wyższą impedancję przy wysokiej częstotliwości między odległymi od siebie punktami.
• Rozdzielenie obwodów zasilających i sygnałowych: dokładnie temat przewodnika o rozdzieleniu ze względu na EMC — wystarczająca odległość między kablami zasilającymi a kablami danych, lub ekranowanie tam, gdzie odległość jest nieosiągalna.
• Ograniczenie powierzchni pętli: prowadzenie przewodu ochronnego jak najbliżej i równolegle do odpowiadających przewodów fazowych i neutralnego, a nie osobną, znacznie odbiegającą trasą — większa powierzchnia pętli między przewodem czynnym a powrotnym wychwytuje więcej energii z zewnętrznego pola magnetycznego i indukuje wyższe napięcie zakłócające.
• Zarządzanie harmonicznymi: zniekształcone, niesinusoidalne prądy (z prostowników, przemienników częstotliwości, sterowników LED) same są źródłem przewodzonych zakłóceń EMI wewnątrz instalacji — patrz przewodnik o harmonicznych/THD dotyczący natury tego zjawiska.
• Uwaga dotycząca systemu uziemienia: instalacja TN-C (w której przewód neutralny i ochronny są połączone w przewodzie PEN) nieuchronnie pozwala części prądu roboczego płynąć wszystkimi równoległymi ścieżkami PE — w tym korytami kablowymi, zbrojeniem i stalą konstrukcyjną budynku — powodując pola magnetyczne i szumy, których nie ma instalacja TN-S (rozdzielone N i PE). Dlatego dla budynków z urządzeniami wrażliwymi na zakłócenia TN-S jest z punktu widzenia EMC preferowane wobec TN-C.

Uwaga: §444 formułuje te środki jako ogólne zalecenia, które należy rozważyć w zależności od sytuacji (rodzaj urządzeń, wielkość budynku, obecność elektroniki mocy) — nie jest to tabela ze stałymi, uniwersalnie obowiązującymi wartościami granicznymi, jak na przykład czasy wyłączenia z §411.

Znaczenie praktyczne

Przy projektowaniu instalacji dla budynku z dużą ilością wrażliwych urządzeń IT, pomiarowych czy sterujących (centra danych, szpitale, przemysłowe sale kontrolne) nie wystarczy sprawdzić tylko odległości rozdzielenia kabli z §444.4 — jakość sieci wyrównawczej, system uziemienia (TN-S kontra TN-C) oraz obecność źródeł harmonicznych muszą być oceniane łącznie, ponieważ każdy z tych czynników sam w sobie może już powodować skargi na zakłócenia, nawet gdy rozdzielenie kabli zostało wykonane idealnie.

Częste błędy

1. Mylenie §444 z ochroną przepięciową (§442/§443) — SPD chronią przed skokami napięcia; §444 dotyczy szerszego środowiska elektromagnetycznego i odporności instalacji.
2. Stosowanie TN-C wewnątrz budynku z dużą ilością wrażliwych urządzeń dla oszczędności na kablach, bez rozważenia wad z punktu widzenia EMC (prąd równoległymi ścieżkami PE, pola magnetyczne).
3. Skupianie się wyłącznie na odległościach rozdzielenia kabli i zaniedbywanie jakości sieci wyrównawczej lub powierzchni pętli okablowania — oba środki z tego samego rozdziału są równie istotne.
4. Traktowanie źródeł harmonicznych (przemienników częstotliwości, oświetlenia LED) jako problemu EMC dopiero po zgłoszeniu skarg na zakłócenia, zamiast uwzględniać je już na etapie projektowania.

Powiązane

• EMC — rozdzielenie kabli zasilających i danych
• §442 — Przejściowe przepięcie przy uszkodzeniu po stronie wysokiego napięcia
• Ochrona przepięciowa (SPD)
• Harmoniczne i THD