EMC Seminar Schiphol

1 EMC AIRPORTCITY SCHIPHOL 

Paul van Moerkerken 

Kees Post / Michel Dagelinckx

Programma 

12:30 - 13:00 u. Ontvangst met koffie/thee 

13:00 - 13:30u. EMC beheersmodel en EM zonering voor Terminalcomplex 

en primaire procesgebonden gebouwen 

13:30 - 14:50 u. Samenvatting ontwikkelingen EMC richtlijn (EU) en 

bevindingen AAS, installatievoorschriften, incl. demonstraties 

14:50 - 15:10 u. Pauze 

15:10 - 15.45 u. EMC in praktijk, EM zonering en beoordeling systemen en 

apparatuur (deel I) 

15:45 - 16.15 u. EMC Meten is Weten (deel II, Gerard Grashof, gastspreker 

Fluke) 

16.15 - 16.45 u. EMC in praktijk, Installatievoorschriften (deel III) 

16:45 - 17:00 u. Beantwoording vragen en afsluiting. 

2 

EMC seminar 27 mei 2009

Wat is en doet Schiphol Group? …

EMC beheersmodel 

Mijlpalen en aktiviteiten sinds jaren ’90 

1989-1996 EMC Richtlijn 89/336/EEG (na 

aanvankelijke overgangsregeling) 

2001 EMC Beheer AirportCity Schiphol 

2004 Ontwerpgrondslag EMC 

2004 Publicatie EMF richtlijn 2004/40/EEG 

(invoering uitgesteld tot 30 april 2012) 

2005-2007 Uitvoering diverse EMC metingen 

Terminalcomplex 

4 


EMC beheersmodel 

Overzicht aktiviteiten sinds jaren ’90 

2007 Invoering nieuwe EMC richtlijn 

2004/108/EEG 

2007-2008 Update Ontwerprichtlijn EMC en 

EM niveau’s op basis van meetdata 

2009.… 

Verdere implementatie en handhaving 

EM zonering 

Beoordeling apparatuur op EMC 

specificaties 

Invoeren installatie instructies 

5 


Programma 





bevindingen AAS, installatievoorschriften, incl. 

demonstraties 

14:50 - 15:10 u. Pauze 



15:45 - 16.15 u. EMC Meten is Weten (deel II) 



6 


Inleiding: wat is EMC? 

EMC (Elektro Magnetische Compatibiliteit) is het 

vermogen van een apparaat of systeem om ongestoord 

(zonder degradatie) in een bepaalde omgeving te 

functioneren zonder daarbij zelf verstoringen van 

apparaten of systemen in die omgeving te veroorzaken. 

Immuniteit 

vermogen om 

stoorspanning en 

stoorveld uit 

omgeving te 

verdragen 

Emissie 

beperking 

geproduceerde 

stoorspanning en 

stoorveld naar 

omgeving 

EM omgeving 

7 


Voorbeelden EMC problemen 

Verstoring van radio ontvangst door locale 

apparatuur (frequenties van radio ontvangers en 

stoorfrequenties worden steeds hoger) 

Verstoring van besturingen door onbekende oorzaak 

(transients, sterke velden) 

Schade aan schakelende voedingen en besturingen 

door hoge continue stoorspanning 

frequentieregelaars 

Schade aan elektronica als gevolg van bliksem (door 

uitvoering van aarding/potentiaalvereffening zijn 

grootste problemen op te lossen) 

8 


DEMO opstelling 

• Storing frequentieregelaar op 

temperatuurmeting en radio ontvangst 

• EM veld verstoord temperatuurmeting en 

veroorzaakt alarm/noodstop 

9 


EMC drieluik 

Bron 

(1) 

Koppelweg (3) 

Slachtoffer 

(2) 

Maatregelen 

• specificatie emissielimiet 

• maatregelen tegen 

schakelstoring 

• bliksembeveiligings 

installatie 

• constructie, 

betonwapening 

Maatregelen 

• aarding, afscherming, 

PEC 

• scheiding van bronslachtoffer 

en 

bekabeling 

• kabelspecificatie 

Maatregelen 

• specificatie min. 

immuniteitsniveau 

• filtering, 

overspanningsbeveiliging 

80% van EMC 

aandacht 

10 


EMC volgens beheersmodel 

industrieel 

Niveau 

stoorspanning (LF) 

stoorveld (HF) 

residentieel 

Ongevoeligheid 

(immuniteit) 

EMC marge 

emissie 

immuniteit industrieel 

EN61000-6-2 

immuniteit residentieel 

EN61000-6-1 

emissie industrieel 

EN61000-6-4 

emissie residentieel 

EN61000-6-3 

frequentie 

11 


EMI = ElectroMagnetische Interferentie 

stoorspanning (LF) 

stoorveld (HF) 

immuniteitsniveau 

immuniteitslimiet 

(volgens norm) 

emissielimiet 

(volgens norm) 

emissieniveau 

frequentie 

12 


EM niveaus volgens IEC 61000-2-5 

Niveau Beschrijving omgeving Typische apparatuur 

1 Medische ruimten, 

laboratoria of gevoelige 

telecom ruimten. 

2 Kantoorruimten en 

ruimten voor 

huishoudelijk gebruik. 

Openbare ruimte. 

3 Industriële omgeving, 

technische ruimten, 

MCC’s 

4 Zwaar industriële 

omgeving. 

Diagnose apparatuur, 

EEG/ECG apparatuur 

PC’s, netwerkapparatuur, 

HUB’s, 

switches, printers, 

audio- en video 

apparatuur 

PLC’s, magneetschakelaars, 

frequentieregelaars, 

motoren, kleppen, 

portofoons 2-5W, 

detectiepoortjes 

Frequentieregelaars 

zonder RFI filters, 

grote UPS systemen, 

sterke RF zenders, 

lineaire motor BASS 

Kenmerken 

Goed beschermde omgeving / gevoelige omgeving 

Afgeschermde ruimten d.m.v. staalconstructies of 

betonwapening. Er zijn (filter)maatregelen genomen 

t.a.v. de voedingsspanning (b.v. UPS, 

scheidingstransformator). 

Beschermde omgeving. Hoge concentratie aan 

(residentiële) kantoor- en netwerkapparatuur. Geen 

sterke stoorbronnen aanwezig. 

Min of meer onbeschermde omgeving waar 

industriële stoorbronnen zijn te vinden zoals 

vermogenselectronica (frequentieregelaars), relatief 

sterke zenders. 

Omgeving met sterke stoorbronnen zoals 

hoogspannings(schakel)apparatuur, industriële 

apparatuur die niet voldoet aan niveau 3 

specificaties. Omgeving dicht bij antennes van 

sterke radiocommunicatie zenders. 

OPMERKING: Niveau 2 komt overeen met dat van de residentiele- en licht industriële omgeving volgens de generieke 

normen IEC 61000-6-3 (EN50081-1) en IEC 61000-6-1 (EN50082-1), terwijl niveau 3 overeen komt met het 

industriële niveau volgens de generieke normen IEC 61000-6-4 (EN50081-2) en IEC61000-6-2 (EN50082-2). 

13 


EM zonering Schiphol Airport 

4 

5 

1 

medische 

ruimte 

2 

3 terminal 2 3 

HS omgeving 

Interfacing tussen 

EM niveaus via 

geleiding en velden! 

kantoren 

1 zeer gevoelig 

2 residentieel, huishoudelijk 

3 industrieel 

4 zwaar industrieel/hoogspanning 

5 uitzonderlijk (b.v. directe bliksem) 

14 


EM zonering (2) 

 

 

specificatie van EM niveau’s voor apparatuur in verschillende EM zones 

specificatie van interfaces tussen EM zones 

emissie 

niveau 

dB 

45 

level 4 

30 

level 3 

15 

level 2 

0 

level 1 

0.15 1 10 30 100MHz 

1 GHz 

frequentie 

ca. 15 dB (factor 4) demping vereist per zoneovergang 

15 


Praktische consequenties 

apparatuur 

Voorbeeld: frequentieregelaar 

Output filter 

om te voldoen 

aan EM niveau 

3 

~ 

~ 

I CM 

M 


Doelstelling EMC beheer 

Minimaliseren elektromagnetische verstoring 

van systemen binnen AirportCity 

 

 

 

 

 

EM niveaus per locatie vastleggen (EM zoneplan) 

Afspraken over toepassing EMC normen voor 

apparatuur op basis van EM zoneplan (in lijn met 

CE-eisen/EMC richtlijn 2004/108/EEG) 

Afspraken over installatietechnieken (aarding, 

kabelafscherming, kabelscheiding) 

EMC taken, verantwoordelijkheden, bevoegdheden 

Frequentiegebruik en etherbeheer Schiphol, actief 

anticiperen op radiotechnische ontwikkelingen 

17 


EMC beheer: combinatie van maatregelen 

 

 

EMC eisen stellen aan de afzonderlijke 

apparaten (op basis van EMC normen 

en in lijn met EM niveau van de 

omgeving). Ontwerprichtlijn EMC, 

EN/IEC 61000 serie 

Installatiemaatregelen. Reductie 

koppelweg tussen bron en slachtoffer 

en instandhouding gebieden met 

verschillende EM niveaus. 

EMC installatie instructie 

Terminalcomplex, IEC 61000-5-2 

18 


EM zones terminalcomplex 

Gebruiksfunctie Omschrijving EM 

niveau 

Verkeersgebied Terminalruimte, gangen, rolpaden, trappen etc 3 

Technische ruimten Schiphol Telematics: routers, hubs, modems etc. 2 

Technische ruimten Besturingsapparatuur, laag vermogen schakelkasten, 3 

luchtbehandeling 

Technische ruimten MCC, frequentiegeregelde motoren, BASS 4 

Bagagekelder Typische industriële installaties (banden, motoren etc.) 3/4 

Stationsruimte Nabij tractie installatie 3/4 

In terminal, op daken Opstelpunten antennes voor (tele)communicatie 3/4 

Luchthavengebouw Algemene publieksruimte, lounge, wachtkamer 2 

Kantoren Kantoren in- en boven terminalgebied 2 

Winkelgebied Residentiële, commerciële ruimten 2 

Speciale aandacht voor transiënts 

19 


Praktische uitwerking EM zonering Terminal 

viewer 

20 EMC seminar 27 mei 2009


viewer 



viewer 


Voorbeeld: stoorprobleem handscanner 

ter plaatse van bagageband 

Stoorproblemen RS-422 

communicatieverbindin 

g 

Hoge stoorstromen 

door installatie a.g.v. 

starten/stoppen 

motoren (EM zone 4) 

EM zone conflict in 

besturingsinstallatie 

(EM zone 3) 

Niet afgeschermde 

databekabeling 


EM zone conflict in installatietechniek 

Aansluitklemmen 

afscherming 

Profibuskabels 

Aansluitklem 

afscherming 

communicatiekabel 

HF stroommeting 

complete 

communicatiekabel 

I/O bedrading van 

niet afgeschermde 

kabels 

HF stroommeting 

aderparen (zonder 

afscherming) 

Kunststof 

wartels 


Noodzakelijke EMC maatregelen: 

Ontstoring bij de bron: vanwege het grote aantal 

schakelhandelingen, gebruik van solid state 

relais/elektronische motorsturingen, 

Strikte EM zone overgang in besturingskast: alle 

kabels afschermen en ter plaatse van de invoer 

scherm laagohmig aansluiten 

Immuniteit besturingsaparatuur volgens juiste EM 

zone (3) 

Verder inzoomen op bronnen… 


Verschillende EMI bronnen 

Continu 

Schakelende 

voedingen (SMPS) 

Frequentieregelaar 

UPS 

Digitale elektronica 

met klokfrequentie 

Transiënt 

Relais 

Magneetschakelaar 

Bliksem 

ESD 

Kortsluiting 

HS doorslag 

26 


Voorbeeld: frequentieregelaar 

I = C.dU/dt = 10 -9 . 3.10 9 = 3A pp 

dU/dt = 3 kV/µs 

~ 

~ 

hoogfrequent 

stroomtang 

I CM 

C = 1 nF = 10 -9 As/V 

M 


Frequentiespectrum periodieke signalen 

(Fourier) 

U 

U 

tijd 

tijd 

T 

T 

U 

Tijd domein 

U 

Tijd domein 

f 1 =1/T 

f (Hz) 

f 1 =1/T 2f 1 3f 1 4f 1 5f 1 

f (Hz) 

Frequentie domein 

Frequentie domein 


Frequentiespectrum periodiek signaal 

A 

.9A 

2Aδ 

(dB) 

slope = -20 dB/dec 

.5A 

τ 

slope = -40 dB/dec 

.1A 

0 

τ r 

τ f 

t 

f 1 ≈1/πτ 

f 2 ≈1/πτ r 

f 

T 

pulsvormig periodiek signaal 

Overeenkomstig frequentie spectrum 

δ = duty cycle 

DEMO 4 


Blokschema meetopstelling 

Besturingskast 

Procesinstallatie 

A 

~ 

~ 

88.8 °C 

C 

D 

current 

clamp 

B 

M 

3~ 

circuit breaker (CB) / 

solid state relay (SSR) 

I 

F 

E 

T 

H 

G 

multiplexer 

multiplexer 

J

Meting (common mode) 

stoorstroom 

C 

U 

I DM 

L 

I CM 

C 

Circuits met geschakelde belasting sterk asymmetrisch 

(geaarde nulgeleider bij 230V AC , geaarde minus bij 

24V DC ) 

31 


Transiënten 

Meervoudige transiënt (EFT=Electrical fast 

transient) volgens IEC 61000-4-4 


Measurement of CM 

current 

Burst/EFT (Electrical 

Fast Transient) van 

pneumatische klep

Verouderingsmetingen 

Uitgevoerde proef met 

60.000x schakelen van 3kV 

schakelaar spoel 

Meting EFT voor en na 

duurproef 

voor 

PULS 

GENERATOR 

na 

+24V DC +110V DC 

1 

2 

7 

11 

Smitt D/YBM 24V DC 

Trip spoel 

3 kV schakelaar 

34 


Veroudering door inbranden 

schakelcontacten 

35 


Ontstoormaatregelen schakelende 

inductieve belasting 

P=½LI 2 → ½CU 2 

U 

C 

I 

L load 

L kabel 

Spanning en 

lekstroom 

secundaire zijde 

U 

C 

L load 

36 


Ontstoormaatregelen inductieve 

belasting 

RC netwerk (AC, DC, n≈∞) 

Vrijloopdiode (DC, n≈∞) 

Varistor (AC, DC, n

Ontstoormaatregelen inductieve 

belasting 

DC 

AC 

DC 

AC 

Ontkoppelnetwerk 

in 

connectorhuis 

ontkoppel 

netwerk 

ontkoppelnetwerk tussen 

spoel en connector 

Magneet 

schakelaar 

Spoel 

pneumatische 

klep 

38 


Karakteristieken solid state relais 

Spanningsvorm magneetschakelaar 

DEMO 7 

Spanningsvorm solid state relais 

Schakelen bij 

nuldoorgang, geen 

opgeslagen energie, 

Vertraging max. 10ms 

Machineveiligheid. 

Voorbeeld roldeur: 

v=2m/s, ∆t=10ms → 

∆l=2m/s.10ms=2cm 

39 


Transiënts volgens de EMC normen 

emissie 

Emissie: definitie van “click”, t200ms 

Bepalen van “click rate” N (aantal clicks/minuut) 

Limiet L voor continue stoorspanning/stoorveld, 

verhoogd met 44dB voor N

Emissie volgens IEC 61000-6-4 


Voorbeeld emissiemeting 

click 

42 


Voorbeeld motoren bagagebanden 

LF 

Laagfrequent inschakelstroom 

motor 2,2kW 

HF 

43 


Transiënts volgens de EMC normen 

immuniteit 

Immuniteitstest volgens EN/IEC 61000-4-4 

(EFT) 

I = C.dV/dt, C=50-200pF 

I = 100.10 -12 . 1.10 3 /5.10 -9 

I = 20A pp 

(max) 

44 


Programma 






demonstraties 

14:50 - 15:10 u. Pauze 






45 


Scheiding EM niveaus via voeding 

Binnenkomende voeding 50 kV 

10 kV 

10 kV 

Laagspanning 

400V 

Licht/kracht 

10 kV 

apparatuur 

Aandachtspunt terminal: 

Laagspanning 

400V 

Licht/kracht 

Stoorspanning via 

gemeenschappelijke voeding/ 

netvervuiling (LF tot 10 MHz) 

PC 

EM niveau 2 

FO 

EM niveau 3 

46 


Configuratie datacenter 

Kritieke apparatuur 

achter UPS 

UPS 

Security 

apparatuur 

Data apparatuur 

Frequentiegeregelde 

koelmachine 


Eisen volgens 

Productnorm 

IEC 61800-3 

• 1 st environment: openbaar LS net 

• 2 nd environment: industrieel net 

• vermogen (fasestroom ≤, > 100A) 

•A11 limieten (I ph >100A): 

EM niveau 4,5, 

•Niet toegestaan 

3 

2 

4 

5 

48 


Gemeten emissie (frequentiedomein) 

IEC 61800-3/A11 

2 nd 

environment, 

I ph 

> 100A 

50dB 

Industrieel niveau 

(EM niveau 3) 

49 


Gemeten emissie LS verdeler (tijddomein) 

Koelmachine (FO) uit 

Koelmachine (FO) aan 

50 


Oplossing configuratie datacenter 

UPS 

UPS 

? 

PLC 

Security 

apparatuur 

Data apparatuur 

Frequentiegeregelde 

koelmachine 


Conclusies t.a.v. EM zonering 

Schrijf generieke normen voor in bestek 

Alleen CE is niet goed! 

Breng op basis van EM zonering scheiding 

aan in laagspanningsnetten 

Controleer EMC specificaties apparatuur 


Programma 





bevindingen AAS, installatievoorschriften, incl. demonstraties 

14:50 - 15:10 u. Pauze 



15:45 - 16.15 u. EMC Meten is Weten (deel II, 

Gerard Grashof, gastspreker Fluke) 



53 


Programma 






demonstraties 

14:50 - 15:10 u. Pauze 






54 


Installatievoorschriften t.b.v. EMC 

 

 

 

 

Vanaf 2008 wordt een bibliotheek van 

installatievoorschriften voor EMC opgebouwd 

Doel EMC installatievoorschriften is: 

– Opvangen van verschillen in EMC specificaties van apparatuur en 

omgevingscondities; bijvoorbeeld zone 2 product in een zone 3 

omgeving 

– Realisatie van een adequate bliksembeveiliging; IEC 62305 

Hierbij wordt gebruik gemaakt van de al een aantal jaren 

eerder opgestarte realisatie van een potentiaalvereffening 

netwerk in de Terminal 

Begin 2009 is op verzoek van een nieuwe huurder in het 

Outlook gebouw een installatieontwerp voor aarding en 

EMC uitgewerkt t.b.v. een hoogwaardige ICT netwerk 

infrastructuur EMC case VDM 

55 


EMC case VDM 

 

 

 

Wens klant is een hoogwaardige ICT infrastructuur tot 

10GB/s 

Continuïteit, snelheid en betrouwbaarheid van de 

communicatie met de buitenwereld is essentieel voor de 

handelaren van deze bank 

of S/FTP 

Welk type netwerkbekabeling toe te passen: F/UTP 

56 


Opbouw ICT netwerk infrastructuur 

Schiphol Airport (1) 

POP (Point of Present) 

PAN (Primaire Aansluit Netwerk) 

San (Secundair aansluitnetwerk) TER (Terrain Equipment Room) 

NER (Nodal Equipment Room) SER (Satelliet Equipment Room) 

57 


Opbouw ICT netwerk infrastructuur 

Schiphol Airport (2) 

 

 

 

Van TER (buiten) naar NER 

(binnen) is via glasvezel (FO) 

voor internetverbindingen en 

Cu bekabeling voor 

telefoonlijnen 

Voor de ‘verticale bekabeling’ 

van NER naar SER 

(klantruimte) wordt FO en Cu 

bekabeling toegepast 

Voor de ‘horizontale 

bekabeling’ van SER naar 

werkplekken wordt 

netwerkbekabeling toegepast 

58 


Vervolg EMC case VDM 

 

 

 

 

De klant huurt een aantal kantoorvleugels (D, E en F) op de 

4 e etage van het Outlook gebouw (fase 2) 

Voor ontsluiting van alle werkplekken is in de middelste 

kantoorvleugel (E) een main equipmentroom als SER met 

switches, routers, etc. voorzien 

De SER wordt met een tweetal FO (glasvezel) verbindingen, 

via gescheiden kabeltracés naar twee verschillende NER’s, 

redundant ontsloten 

Daarnaast is een ‘verticaal’ Cu kabeltracé vanuit één van de 

NER’s naar betreffende SER voorzien t.b.v. een aantal 

analoge telefoonverbindingen. 

59 


EMC aandachtspunten case VDM (1) 

 

 

 

Randvoorwaarde voor EMC is dat de aarding en 

potentiaalvereffening van het gebouw in orde is. 

Het Outlook gebouw bestaat uit een stalen geraamte en 

beton. Daarmee is het gebouw van zichzelf heel geschikt 

voor EMC. De bestaande aardingsinstallatie in het gebouw is 

echter conventioneel: stervormig opgebouwd 

Ten behoeve van VDM is het aardingssysteem op de 4 e etage 

opgewaardeerd naar state of the art á la IEC62305-4 (de 

nieuwe norm voor bliksembeveiliging): een vermaasde 

aarding met gebruikmaking van: 

de stalen delen van het gebouw, 

25mm 2 aardleidingen als PEC in de kabeltracés 

de draagconstructie van verhoogde vloeren 

60 


EMC aandachtspunten case VDM (2) 

 

 

 

Cruciaal is verder de potentiaalvereffening op zoneovergangen; de 

bekabeling en leidingen die naar buiten of het dak op gaan. Zie 

zoneconcept IEC62305-4. 

Verder is een aardringleiding in de 

kabelschacht op de 4 e verdieping 

voorzien, onderdeel van het 

vermaasde aardnet in de kantoren, 

waarmee potentiaalvereffening van 

de diverse gebouwinstallaties en 

voedingen kan worden gerealiseerd 

Bij gebrek aan een geconditioneerd 

kabeltracé en ten behoeve van 

potentiaalvereffening is de verticale 

Cu bekabeling afgeschermd gekozen 

61 


PEC aardnet 

vereffend met 

staalconstructie 

gebouw 


Foto’s 

Aardringleiding 

kabelschacht E4.04 

tbv 

potentiaalvereffenin 

g diverse installaties 

SER: main 

equipmentroo 

m klant 

PEC aardnet 

vereffend met 

staalconstructie 

gebouw 

Aardnet van 

25mm 2 PEC in 

kabeltracés 

62 



 

Welk type netwerkbekabeling toe te passen: F/UTP of S/FTP 

 

Vanwege de beter EMC eigenschappen, de gewenste zeer 

hoge bandbreedte tot 10GB/s en moeilijkheid om kabeltracés 

overal geconditioneerd (bijv. door kabelscheiding) te houden 

is S/FTP netwerkbekabeling geadviseerd voor VDM 

63 


Conclusies EMC beheer 

Terminalcomplex is ingedeeld in EM zones (14.000) 

Apparatuur, systemen en procesmiddelen worden 

beoordeeld op EMC specificaties conform EM zone 

Installatietechniek in belangrijke mate bepalend voor 

EMC (apparatuurniveau en handhaving EM zonering) 

→ regels voor aarding, kabelgoten, kabelscheiding, 

kasten, kabelinvoer, voeding apparatuur, enz. 

(EMC) aandacht voor toepassing nieuwe 

technologien (hogere frequenties, RF-ID, UWB, etc.) 

Interdisciplinair ontwerpen (E, W en B) 

Adequate EMC risico beheer door toetsing. 

64 


Dank u wel voor uw 

aandacht! 

EMC vragen?

EMC Seminar Schiphol

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?