Weten is Meten, maar Weet wat je Meet!

Transcriptie

1 EMC - dag voor Installateurs & Machinebouwers 13 oktober 2015 Weten is Meten, maar Weet wat je Meet! Rob Kersten rob.kersten@miwconsultants.nl 2015 MIW Consultants 1

2 Weten is Meten, maar Weet wat je Meet? De onderwerpen Waarom dit onderwerp? Weet in welke EMC-zone u Meet, Noodstroomgenerator testen volgens protocol, Ken uw Meetinstrumenten, Conclusies, Vragen (mag ook in de pauzes), Maar nu eerst even mijzelf voorstellen MIW Consultants 2

3 Oprichter / eigenaar van MIW Consultants, Onze focus: Onafhankelijk advies over betrouwbaarheid & risico van (proces-)installaties (elektrotechniek / elektronica en EMC van DC tot 400 GHz), Praktijkervaring wereldwijd opgedaan bij NCR en Invensys / Foxboro / Triconex, Bestuurslid Nederlandse EMC-ESD Vereniging MIW Consultants 3

4 Waarom dit onderwerp? Omdat : Er in de praktijk regelmatig onvoldoende begrip, meetkennis en ervaring voorhanden is, waardoor (ernstige) meetfouten ontstaan, Meetfouten onjuiste conclusies en contra productieve acties uitlokken, U liever niet aangesproken wordt voor gevolgschade, Het nooit te laat om meetkennis op pijl te brengen, Wij onze kennis liever preventief met u delen, 2015 MIW Consultants 4

5 Weet in welke EMC-zone u Meet! Bron: NEN-IEC-IEC :2007 en - Figure 11 Programmable controllers Part 2: Equipment requirements and tests EMC bescherming in meerdere stappen = Zones! Is de (meet-)apparatuur geschikt voor elke EMC-zone? Zo niet; weet u dan wel wat u meet? 2015 MIW Consultants 5

6 Noodstroomgenerator testen volgens protocol Het protocol dicteert kort & bondig: Maandelijkse systeem test, Na N maanden volgt een black-out omdat de dieselgenerator niet opstart; OORZAAK??? Dit protocol zal per definitie falen, want Niet Meten = Niets Weten! Advies: Contoleer regelmatig de accucapaciteit (laad- / ontlaadstroom), brandstof enz., het liefst met een automatisch beheerssysteem, Vervang de accu vóórdat de capaciteit te ver gedaald is!!! 2015 MIW Consultants 6

7 Demo veldsterkte lichtindustriële zone ( 3 V/m) Meetresultaat > 3 V/m! 1 meter Geen EMC in deze zone! Dit kan (en mag) dus (soms) fout gaan! 2015 MIW Consultants 7

8 Meet en Weet psychologie: 21 januari 2011: Liften Ziekenhuis Amersfoort niet beschikbaar* na stroomuitval; evacuatie via trap, Vaak wordt gedacht: Dat kan bij op ONS niet gebeuren ; een (levens-)gevaarlijke form van tunnelvisie! 8 september 2015: Liften ziekenhuis Amsterdam niet beschikbaar* na wateroverlast; evacuatie via trap, Zaken waarover lang is nagedacht gebeuren zelden, onbestaanbaar geachte zaken wel (Prof. Dr. W. A. Wagenaar), Ons adagio: Sluit niets uit totdat u 100% zeker weet. *Bij een lift gebouwd volgens de NEN-EN 81-72, is het NIET toegestaan personen (burgers) te vervoeren met de brandweerlift MIW Consultants 8

9 Weet hoe een DMM (multimeter) Meet! Oscilloscoop True RMS DMM Goedkope DMM Sinus ½ Sinus Afwijking: + 87 %!!! 2015 MIW Consultants 9

10 Mogelijke DMM meetfouten door Crestfactor (U t / U eff ) Golfvorm U t = 1 Volt Effectieve waarde U eff Crestfactor U t / U eff Blokgolf 1 1,00 Spaarlamp Crest Factor = 5 U eff U t Sinus 0,707 1,414 Driehoek 0,577 1,73 Puls rechthoek 1:3 0,5 2,00 Witte ruis 0,333 3,00? Puls rechthoek 1:100 0,1 10,00 Liever automatische bereikkeuze? 2015 MIW Consultants 10

11 Meten: In Tijds- of Frequentiedomein? Oscilloscoop Amplitude / tijd (volle bandbreedte) 1? 0 Spectrumanalyzer Amplitude / frequentie 2015 MIW Consultants 11

12 Vraag: Kan apparatuur, die voldoet aan de CE EMC voorschriften, fout gaan? Veel CISPR 1 CE EMC metingen zijn gebaseerd op de spectrumanalyzer; Focus = RFI (Radio Frequency Interference) Eveneens geen gelijktijdigheid van verschillende fenomenen! Maar elektrische (stoor-)signalen sommeren van nature en gelijktijdige fenomenen zijn een normaal verschijnsel! JA! Apparatuur kan inderdaad in de fout gaan als u de grens opzoekt! 1 Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques Alex McEarchern s Power Quality Teaching Toy MIW Consultants 12

13 Verschillen tussen analoge en digitale oscilloscoop De digitale oscilloscoop wordt vaak gepresenteerd als superieure opvolger van de analoge scoop, maar deze twee technologieën verschillen fundamenteel, De analoge scoop geeft het exacte meetsignaal weer, in real time en met constante bandbreedte, De digitale scoop-software manipuleert het signaal per definitie, Voordelen worden gedocumenteerd, maar de nadelen mag u vaak zelf ontdekken, Neem niets aan! - Weet hoe uw (budget)scoop Meet! 2015 MIW Consultants 13

14 Potentiele meetfouten met digitale oscilloscoop 1 Aliasing U verwacht: Draaggolf 10,0 MHz Modulatie 1 khz / 80%, maar Interferentie (zonder glitch detection) doordat u niet tussen de samples meet! Interferentie (met glitch detection) doordat u nog steeds te weinig tussen de samples meet! Draaggolf 1% aangepast, nu weinig interferentie. Onmogelijke oplossing in de praktijk! Waar bleef het rode knopje? 2015 MIW Consultants 14

15 Potentiele meetfouten met digitale oscilloscoop - 2 Middelen (meetsignaal ontstoren ) 1 KHz + RFI + Storende puls AVG64 : RFI + Stoorpuls weg Storing blijft!!! Conditionele eigenschappen (b.v. voor repeterende signalen), Bandbreedte is afhankelijk van de sample-frequentie. Weet hoe u Meet!!! 2015 MIW Consultants 15

16 Onze oscilloscoop met geïsoleerde kanalen heeft voordelen, maar Perfecte isolatie bestaat niet! Parasitaire-capaciteiten bestaan wel! Ook hierdoor kunnen spooksignalen ontstaan! Let dus op hoe u de geïsoleerde kanalen aansluit! Lees de gebruiksaanwijzing!!! Met dank aan Fluke 2015 MIW Consultants 16

17 Power Quality Analyzer De PQ Analyzer controleert de spannings- en stroomkwaliteit (b.v. op het aansluitpunt van de energieleverancier), De software berekend gemiddelde waarden (b.v. met als referentie b.v. de Netcode Elektriciteit [ Kortstondige spanningsafwijkingen zijn normaal en worden niet gezien als een PQ gebrek, Gemeten wordt t/m de 50 ste harmonische (LF), Snelle transiënten (HF) worden vaak niet gemeten, Neem niets aan! - Weet hoe uw PQ analyzer Meet! 2015 MIW Consultants 17

18 Spanning Stroom Voorbeeld Power Quality Meting In oude fabriek faalt soms 1 v.d. 24Vdc voedingen. PQ meting geeft verwarrende meetresultaten, Met dank aan Prokorment! 2015 MIW Consultants 18

19 Voorbeeld Power Quality (vervolg 1) Een second opinion verklaart aansluitfouten voor spanning (fasevolgorde) en stroom (trafo-polariteit), Maar dat verklaart niet waarom de voedingen sneuvelden; de echte faaloorzaak is niet aangetoond! Bent u nu net zo teleurgesteld als de klant? Vraag u dan af, of er gemeten is: - Met het juiste meetinstrument, - Op alle aansluitingen van de juiste voeding, - Juist op het moment dat die voeding faalt, Ken uw instrumenten en uw eigen mogelijkheden! 2015 MIW Consultants 19

20 Voorbeeld Power Quality (vervolg 2) Ons advies: Gezien de relatief lage kosten zou onze voorkeur uitgaan naar onderzoek aan een defecte voeding, om daarna de meest waarschijnlijke oorzaak te bepalen, Vooralsnog denken wij aan schade door snelle transiënten, Installatie van een EMC-filter op iedere voeding is relatief eenvoudig en goedkoop, Op locatie verder meten kan wel, maar is kostbaar MIW Consultants 20

21 Conclusies: Protocollen kunnen schijnveiligheid scheppen en het gezonde verstand verblinden, Digitale instrumenten zijn vaak (zeer) complex; training is onontbeerlijk voor efficiënt gebruik, Digitaal is prima, mits u Weet wat u Meet! Onbegrip en meetfouten zijn geldverslindende zaken, Goed Meten & Weten vraagt om vakmanschap MIW Consultants 21

22 Hartelijk dank voor uw aandacht 2015 MIW Consultants 22