EMC sähköasennuksissa

Sähkömagneettinen yhteensopivuus eli EMC (engl. electromagnetic compatibility) tarkoittaa laitteen tai järjestelmän kykyä toimia sähkömagneettisessa ympäristössään ilman että se tuottaa liiallisia sähkömagneettisia häiriöitä ympäristöönsä. Sähköasennuksissa huomioon otettavia asioita ovat sähköjohtojen väliset kapasitiiviset kytkennät sekä johtuvat eli galvaaniset häiriöt, sekä häiriöherkkien laitteiden ja häiriölähteiden huomioiminen.

Kapasitiivinen kytkeytyminen

Kapasitiivisen kytkeytymisen aiheuttamat häiriöt johtuvat yleensä sähköjohtojen väliin syntyvistä sähkökentistä. Kapasitiivista kytkeytymistä saadaan vähennettyä sähköjohtojen asettelulla. Jos mahdollista, asennetaan johdot mahdollisimman kauas toisistaan. Jos tämä ei kuitenkaan ole mahdollista, ja joudutaan asentamaan johdot lähekkäin, voidaan käyttää sähköä johtavalla materiaalilla koteloitua johtoa. Sähköjohtojen asennuksessa voidaan myös pyrkiä asettelemaan johdot siten että niiden kohtisuora pinta-ala on mahdollisimman pieni.

Galvaaniset häiriöt

Galvaaniset eli johtuvat häiriöt kytkeytyy kahden laitteen tai osan välillä johtavan yhteyden kautta, joka tyypillisesti on maajohdin tai tehonsyöttöjohdin. Myös muiden häiriökytkeytymismuotojen lopullinen häiriö on usein galvaaninen häiriö. Differentiaalimuotoinen (DM) häiriöllä voidaan mitata johtimien välisenä virtana tai jännitteenä. Yhteismuotoinen (CM) häiriö kulkeutuu johtimissa saman vaiheisina, joten se ei aiheuta jännite-eroa. Tällainen häiriö voidaan mitata samanvaiheisena virtana tai jännitteenä signaalijohtimien ja maan väliltä.

• Sähköasennuksissa galvaanisilta häiriöiltä voidaan suojautua pitämällä johdinten impedanssit mahdollisimman pieninä, eli johtimet lyhyinä.
• Eri impedansseilla varustettuja "maa"-potentiaaleja, kuten sähköistä maata, suojamaata, signaalimaata ja kotelomaata ei tulisi yhdistää.
• Herkät laitteet on syytä suojata ylijännitesuojalla, jolla voidaan vähentää galvaanisesti johtuvia häiriötä.
• Potentiaalintasauksen tulee vastustaa virran kulkua mahdollisimman vähän. Eli erityisesti liitoskohdat tulee tehdä mahdollisimman hyvin johtaviksi ja johtimet pitää mahdollisimman lyhyinä.

Häiriöherkkien laitteiden huomioiminen

Häiriöille herkästi altistuvien laitteiden kanssa pitää ottaa huomioon miten kyseisiä häiriöitä voitaisiin estää. Laitteen ja sen johtimien oikealla sijoittelulla voidaan vähentää sähkö- ja magneettikenttien välityksellä aiheutuvia häiriöitä. Eli häiriöille herkät laitteet tulee pitää erillään tyypillisistä häiriölähteistä, kuten muuntajista. Kapasitiivista ja induktiivista kytkeytymistä pystytään myös vähentämään laitteen koteloinnilla. Koteloiden mahdolliset aukot pitää olla mahdollisen pieniä ja tiiviitä, jotta sähkömagneettinen säteily pysyy kotelon ulkopuolella. Jos laitteen kotelo on sähköä johtavaa materiaalia, se toimii Faradayn häkin lailla laitteen suojana. Galvaanisten häiriöiden suojana laitteessa on hyvä olla ylijännitesuoja.

Häiriölähteiden huomioiminen

Sähköasennuksissa on otettava huomioon muiden laitteiden aiheuttamia sähkömagneettisia häiriöitä. Tämän lisäksi myöskään itse laite tai sähköasennus ei saisi tuottaa kohtuuttomasti sähkömagneettista häiriötä. Laitteen aiheuttama sähkömagneettinen häiriö ei saa ylittää tasoa, jonka takia radio- ja telelaitteet tai muut laitteisto eivät voisi toimia tarkoitetulla tavalla. Laitteiston on siedettävä sähkömagneettista häiriötä tasolla, jolloin laitteisto toimii tarkoitetulla tavalla. Häiriölähteiden huomioimisessa joutuu selvittämään mahdolliset muut laitteistot, jotka aiheuttavat häiriöitä sekä häiriöiden siirtotie.

Maadoitus

Maadoituksella tarkoitetaan virran paluureittiä; esimerkiksi johtoa, laitteenkoteloa tai maadoitussauvaa. Kaikilla maadoitusvaihtoehdoilla on väistämättä impedanssia, sillä maadoitus muodostaa fyysisiä silmukoita, mikä taas luo maadoitukseen induktanssia. Impedanssin suuruus riippuu johtimen pituudesta, johtimen materiaalista, silmukoiden määrästä ja samassa maassa olevien laitteiden määrästä. Kaksi samaan maahan kytkettyä järjestelmää ovat toisiinsa vaikutuksessa maan kautta. Esimerkiksi: sähkönjakeluverkko, salama, tai elektroniikanpiiri. Maadoituksesta tulevien häiriöiden määrä suurenee siihen tulevien piirien määrän lisääntyessä. Pahimmassa tapauksessa laitteen tai järjestelmän aiheuttama häiriövirta voi rikkoa tai sekoittaa toisen samaan maahan kytketyn järjestelmän. Yksittäisen laitteen aiheuttama häiriö muihin laitteisiin on mahdollista mallintaa tai hahmottaa, mutta laitekokonaisuuksien suurentuessa hahmottaminenkin voi olla jo erityisen vaikeaa esimerkiksi suuren tehtaan sähkölaitejärjestelmä. Tähtimäinen maadoitus, jossa jokaisella piirillä on oma maadoitusjohdin maahan, on eräs tapa pienentää maadoituksen impedanssista muodostuvaa häiriötä. Tosin maadoituksen suunnittelussa voi olla, että EMC ei ole päähuolenaihe vaan sähköturvallisuuteen liittyvät asiat.

Katso myös

• Sähkömagneettinen yhteensopivuus