Weten is Meten, maar Weet wat je Meet!

EMC - dag voor

Installateurs & Machinebouwers 13 oktober 2015

Weten is Meten, maar … Weet wat je Meet! Rob Kersten [email protected]

© 2015 MIW Consultants

1

“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.


2

• 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. © 2015 MIW Consultants

3

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

Weet in welke EMC-zone u Meet! Bron: NEN-IEC-IEC 61131-2:2007 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

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

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

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.

© 2015 MIW Consultants 8

Weet hoe een DMM (multimeter) Meet! Oscilloscoop

True RMS DMM

Goedkope DMM

Sinus ½ Sinus

Afwijking: + 87 % !!!


9

Mogelijke DMM meetfouten door Crestfactor (Ut / Ueff ) Golfvorm Ut = 1 Volt

Effectieve waarde Ueff

Crestfactor Ut / Ueff

Blokgolf

1

1,00

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

Spaarlamp Crest Factor = 5 U eff

Ut

? Liever automatische bereikkeuze? © 2015 MIW Consultants

10

Meten: In Tijds- of Frequentiedomein? Oscilloscoop Amplitude / tijd (volle bandbreedte)

1 ? 0

Spectrumanalyzer Amplitude / frequentie


11

Vraag: “Kan apparatuur, die voldoet aan de CE EMC voorschriften, fout gaan?” Veel CISPR① 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 http://www.powerstandards.com/


12

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!


13

Potentiele meetfouten met digitale oscilloscoop – 1 – Aliasing U verwacht: Draaggolf 10,0 MHz – Modulatie 1 kHz / 80%, maar …

Interferentie (zonder glitch Interferentie (met glitch detection) doordat u niet detection) doordat u nog tussen de samples meet! 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

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

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

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 [www.nma.nl]),

• Kortstondige spanningsafwijkingen zijn normaal en worden niet gezien als een PQ gebrek, • Gemeten wordt t/m de 50ste harmonische (LF), • Snelle transiënten (HF) worden vaak niet gemeten, • Neem niets aan! - Weet hoe uw PQ analyzer Meet!


17

Voorbeeld Power Quality Meting

Stroom

Spanning

• In oude fabriek faalt soms 1 v.d. 24Vdc voedingen. • PQ meting geeft verwarrende meetresultaten,

Met dank aan Prokorment !


18

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

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.


20

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. © 2015 MIW Consultants

21

Hartelijk dank voor uw aandacht


22

Weten is Meten, maar Weet wat je Meet!

Recommend Documents