Badania in situ kompatybilności elektromagnetycznej w środowiskach specjalnych realizowane przez laboratoria EMC Instytutu Łączności

Zgodnie z obowiązującymi w Polsce i Unii Europejskiej przepisami wszyscy producenci sprzętu elektrycznego i elektronicznego muszą uwzględniać i przestrzegać wymagania sformułowane w dyrektywach Unii Europejskiej w tym: dyrektywie maszynowej, niskonapięciowej oraz w dyrektywie EMC. Wymagania z zakresu EMC są określane w normach specjalnych - są to tzw. normy wyrobu lub rodziny wyrobów lub w normach ogólnych.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

W Polsce dyrektywę EMC wdraża Ustawa o kompatybilności elektromagnetycznej z dnia 13 kwietnia 2007 r.

Rys. 1. Przykład badań odporności na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej w warunkach in situ

Zgodnie z nią urządzenie powinno spełniać wymagania zawarte we właściwym dla niego zestawie norm, które są wybrane na drodze wzajemnych ustaleń między producentem i użytkownikiem wyrobu. Istnieją dwa aspekty oceny wyrobu. Pierwszym rodzajem badań są pomiary emisji zaburzeń. Dają one wiedzę na temat, czy urządzenie nie spowoduje zakłóceń w pracy innych urządzeń.

W odpowiednich normach zawarte są dopuszczalne poziomy oraz warunki badań. Drugim rodzajem badań są badania odporności urządzenia na zaburzenia. Na podstawie dokumentacji wyrobu zwykle nie jest oczywista ocena jego zachowania w miejscu pracy. Pomiary wykonuje się odrębnie dla każdego rodzaju zaburzenia w ściśle określonych, powtarzalnych, znormalizowanych warunkach (środowisko laboratoryjne). W praktyce często bywa to niewystarczające, gdyż w rzeczywistych warunkach pracy może wystąpić wiele różnych zaburzeń jednocześnie, o wyższych poziomach.

W takiej sytuacji przyszły użytkownik powinien dążyć do rozpoznania poziomu i charakteru zaburzeń występujących w przewidywanym przyszłym miejscu pracy urządzenia i ocenić jego odporność na te zaburzenia. Użytkownik powinien także pozyskać informacje, jakie są dopuszczalne poziomy emisji zaburzeń dla jego urządzenia, aby nie zakłócało ono pracy urządzeń w zalecanym dla niego środowisku. Oba rozwiązania mogą być kosztowne i wymagają indywidualnej analizy.

Badania in situ

Rys. 2. Badania odporności na wyładowania elektrostatyczne kolejki podwieszanej w warunkach in situ

Normy kompatybilności elektromagnetycznej z reguły formułują metody badawcze przewidziane do zastosowania w warunkach laboratoryjnych, z kontrolowanymi warunkami środowiskowymi dającymi gwarancję powtarzalności wyników. W praktyce, przy badaniach sprzętu przeznaczonego do pracy w środowiskach specjalnych, często nie jest możliwe spełnienie wszystkich wymagań norm w zakresie stanowisk i metod badawczych, ze względu na duże wymiary urządzenia oraz warunki jego pracy i zasilania.

W takiej sytuacji wykonuje się badania urządzenia in situ, to jest w miejscu produkcji, przeznaczenia lub innym. Główną zaletą pomiarów in situ jest sprawdzenie, jak urządzenie może zachowywać się w rzeczywistych warunkach pracy. Ma to duże znaczenie w badaniach odporności, gdyż wtedy na urządzenie działają nie tylko zaburzenia znormalizowane, ale również te rzeczywiście występujące w środowisku przemysłowym (dotyczy to badań w przewidywanym miejscu pracy urządzenia). Pomiary emisji zaburzeń promieniowanych urządzeń w warunkach in situ najczęściej przeprowadza się nie w pełnej zgodności z zaleceniami podanymi w normach (dla badań w warunkach in situ stosuje się odpowiednie przeliczenia), szczególnie jeśli chodzi o:

  • odległość pomiarową - 30 i 10 m są to odległości niemożliwe do uzyskania, często 3 m to maksymalna możliwa odległość,
  • środowisko - pracują i wytwarzają dodatkowe zaburzenia inne urządzenia oraz obecne są duże powierzchnie odbijające,
  • sposób pomiaru - emisja zaburzeń przewodzonych mierzona za pomocą sond prądowych lub napięciowych, nie zaś sieci sztucznej.

Pomimo nienormowanych stanowisk pomiarowych, badań tych nie można pominąć nawet w trudnych warunkach, gdyż wnikliwa ich analiza pozwala na oszacowanie poziomu zaburzeń emitowanych przez urządzenie.

Rys. 3. Badania odporności na pole elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej wozu w warunkach in situ

Celem badań in situ w większości przypadków nie jest ocena zgodności z normami, lecz ocena możliwości poprawnego działania urządzenia w docelowym środowisku pracy. Małe urządzenia lub podzespoły wchodzące w skład maszyn można przebadać w znormalizowanych warunkach laboratoryjnych.

Jednak należy wziąć pod uwagę, że w środowisku specjalnym mogą wystąpić zaburzenia inne niż podczas pomiarów i konieczne może być przebadanie całego systemu lub kilku maszyn, w skład których wchodzi badane urządzenie/podzespół. Dotyczy to zwłaszcza urządzeń istotnych dla bezpieczeństwa pracy, takich jak np. czujnik gazów.

Poprawność działania takiego czujnika może zależeć od sposobu i miejsca zainstalowania go na docelowym produkcie (np. bliskość elementów metalowych) oraz sposobu podłączenia przewodów, jakości przewodów itp. Z tego powodu może zajść potrzeba przeprowadzenia dodatkowych badań w docelowym środowisku pracy i w rzeczywistych warunkach instalacji. Istniejące tam zaburzenia mogą być znacznie większe niż poziomy odporności wynikające z normy i nie ma możliwości ich obniżenia, a urządzenie musi być zdolne do pracy w takich warunkach.

W przypadku dużych urządzeń, ze względu na ich rozmiary, sposób zasilania oraz urządzenia współpracujące zazwyczaj nie jest możliwe wykonanie badań w laboratorium. Warunki in situ odbiegają od warunków znormalizowanych, są mniej powtarzalne, lecz niezbędne do oceny rzeczywistych zagrożeń w środowisku specjalnym. Podczas badań w miejscu produkcji lub przeznaczenia wykonuje się możliwie szeroki wachlarz badań, z metodyką najbardziej zbliżoną do warunków znormalizowanych, pamiętając o dokładnej dokumentacji wszelkich działań.

Laboratoria EMC Instytutu Łączności we Wrocławiu

Rys. 4. Badania emisji zaburzeń przewodzonych kombajnu chodnikowego w warunkach in situ

We wrocławskim Zakładzie Kompatybilności Elektromagnetycznej działają dwa laboratoria, których zakres działalności jest ściśle związany z różnorodnymi zagadnieniami z dziedziny EMC: Laboratorium Aparatury Pomiarowej EMC (laboratorium wzorcujące, akredytowane przy Polskim Centrum Akredytacji, numer akredytacji AP 016) i Laboratorium Badań EMC (laboratorium badawcze, akredytowane przy Polskim Centrum Akredytacji, numer akredytacji AB 666).

Laboratorium Aparatury Pomiarowej EMC zajmuje się wzorcowaniem aparatury pomiarowej stosowanej w miernictwie EMC zarówno w zakresie emisji zaburzeń (np. mierniki zaburzeń, mierniki mocy, sieci sztuczne, anteny pomiarowe, sondy prądowe i napięciowe) jak i odporności na zaburzenia (np. generatory ESD, EFT/B i udarów).

Laboratorium Badań EMC zajmuje się zarówno badaniem urządzeń elektrycznych i elektronicznych pod kątem kompatybilności elektromagnetycznej, jak również badaniem silnych pól pod kątem bezpieczeństwa ludzi (ekspozycji na pole) i środowiska. Badania EMC urządzeń elektrycznych i elektronicznych obejmują szerokie spektrum urządzeń, wśród których istotne miejsce zajmuje sprzęt górniczy, który badany jest zarówno w laboratorium, jak i w warunkach zainstalowania lub u producenta (są to tzw. warunki in situ).

Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w badaniach in situ Laboratorium Badań EMC Instytutu Łączności - Państwowego Instytutu Badawczego opracowało na własne potrzeby szereg zaleceń dotyczących przygotowania miejsca badań i otoczenia urządzeń badanych, które są przekazywane klientom przed badaniami w ramach ustaleń wstępnych.

Nie tylko usprawnia to pracę, ale również pozwala na wykonanie badań w możliwie "wyczyszczonych" warunkach i pozwala na minimalizację części wspomnianych wcześniej problemów związanych z badaniami in situ. Doświadczenie to pokazuje jak istotna jest współpraca pomiędzy zespołem przeprowadzającym badania a producentem urządzenia, a także daje zespołowi wykonującemu badania możliwość doradzania producentom w zakresie zmian, jakie należy wprowadzić w urządzeniu, aby spełniało ono wymagania w zakresie EMC.

Marek Michalak
Karolina Spalt
Monika Szafrańska
Instytut Łączności - Państwowy Instytut Badawczy Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej

www.itl.waw.pl

Bibliografia

  1. Dyrektywa EMC, dyrektywa 2004/ 108/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do kompatybilności elektromagnetycznej oraz uchylająca dyrektywę 89/336/EWG.
  2. Dyrektywa niskonapięciowa LVD, dyrektywa 2006/95/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 12 grudnia 2006 r. w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do sprzętu elektrycznego przewidzianego do stosowania w określonych granicach napięcia.
  3. Dyrektywa maszynowa, dyrektywa 2006/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie maszyn, zmieniająca dyrektywę 95/16/WE.
  4. Michalak M., Pietranik M. "Badania kompatybilności elektromagnetycznej dużych urządzeń i całych instalacji", "Przegląd Telekomunikacyjny", 1/2008.
Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Instytut Łączności zrealizuje projekt SI2PEM
Laboratoria badania urządzeń elektronicznych są wsparciem merytorycznym i formalnym w procesie tworzenia wyrobu
44 mln zł z MSP na badania anten radarów w Polskiej Grupie Zbrojeniowej
Zbliżają się Krajowe Warsztaty EMC
Instytut Łączności uruchomił testowy BTS 5G
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Zasilanie
Zasilacze buforowe - ciągłość pracy po zaniku zasilania
PCB
Optymalizacja czasu realizacji prototypów PCB w procesach przedprodukcyjnych
Komponenty
Komponenty DNP w zestawieniu BOM – zasady prawidłowej specyfikacji części nieobsadzanych
Elektromechanika
Samobalansujący egzoszkielet Project MARCH – innowacje w elektronice i sterowaniu
Produkcja elektroniki
Rochester Electronics wprowadza Through Life Support 360™ (TLS360™), aby zwiększyć pewność w zakresie cyklu życia półprzewodników
Optoelektronika
Wyświetlacze w ładowarkach samochodów elektrycznych
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Magazyn
Październik 2026
Magazyn
Wrzesień 2026
Magazyn
Sierpień 2026

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów