Krav på störningsfria miljöer och elkvalitet ställer krav på rätt inkoppling av fläktar på nätet

Det finns två viktiga EMC-standarder som måste följas när större axial- och radialfläktar ska anslutas till nätet.

En störningsfri miljö blir allt viktigare både på arbetsplatser och i bostäder i takt med att de får allt fler datorer, annan känslig utrustning och även förses med teknik för trådlös överföring. Problemen med att många miljöer inte är störningsfria har i många år uppmärksammats av såväl Elsäkerhetsverket som Elforsk. ”Fläktanläggningar stör radiokommunikationen” var rubriken i en artikel från Elsäkerhetsverket. Elforsk har i skriften ”Elkvalitetsguide” tagit upp problemen men gjort det ur ett annat störningsperspektiv. Elforsk fokuserar på problemen med övertoner och konstaterar att det i Sverige finns få specialister som har en komplett bild av elkvalitetsbegreppet och dess betydelse för att vi ska få EMC (EMC-Electromagnetic Compability).

Elsäkerhetsverket nämner nätfilter och skärmade kablar som två åtgärder för att förhindra att störningar läcker ut från exempelvis en fläktinstallation. Går vi tillbaks ett antal år uppstod ofta problem med äldre oskärmade kablar som inte skulle uppfylla dagens krav EMC-skärmning. Det var också relativt vanligt med störningar från bl a frekvensomriktare som kunde läcka ut från kablarna och dessa fungerade då som sändarantenn. Dessutom nämns ett annat vanligt fel och det är att installatörer missar att det måste vara en hel och obruten kabelskärm hela vägen till fläktarna. Ett exempel är att man använt säkerhetsbrytare som varit plastkapslade vilket leder till att störningar läcker ut.

Det har dock skett en snabb teknisk utveckling både när det gäller kablage, frekvensomriktare och annan fläktteknik som eliminerar många störningsproblem. ebm-papst fläktar har exempelvis integrerad elektronik som gör att man slipper tänka på skärmade kablar mellan frekvensomformare och fläktmotorn. Fläktarna har också en aktiv PFC (effektfaktorkorrigering) som minimerar störningarna mot omgivningen.

Störningsdemonstrationer i ebm-papst fläktskola
I Elforsk skrift ges en grundlig genomgång av de problem som övertoner kan orsaka på elnätet. Övertoner är spännings- eller strömkomponenter med en frekvens som är en heltalsmultipel av nätfrekvensen 50 Hz, och som överlagrade på den ordinarier spännings- och strömkurvan är ett mått på en periodiskt återkommande deformation av sinuskurvan. (ebm-papst kan demonstrera detta i den testavdelning som finns vid företagets fläktskola i Järfälla, se nedan!) Här ska det samtidigt nämnas att alltid finns övertoner i större eller mindre omfattning med dagens alla anslutna utrustningar och maskiner. Det är också enligt standarden SS-EN 50 160 tillåtet med störningar upp till 8 % THD (Total Harmonisk Distorsion).

Effekten av övertoner är att det kan uppstå störningar och skador på olika utrustningar på elnätet på grund av ökade förluster i apparater och kablar. Kondensatorer avsedda för faskompensering kan bli överbelastade och haverera, det kan bli missljud i apparater och det kan också uppstå ”brum” i telefonsystem. Det är också detta som kan hända vid fläktinstallationer när kablaget inte är dimensionerat efter fläktarnas storlek.

- När gamla fläktar byts ut kan det finnas tillräckligt grova kablar som gör att problem inte uppstår, men vi ser också att det vid nyinstallationer ibland snålas för mycket på kablaget. Kablarna har inte den dimension som krävs och då kan det snabbt uppstå problem med olinjära belastningar och störningar utan att man riktigt inser vad det är som orsakar problemen, säger Erik Brisenheim som är teknisk chef hos ebm-papst i Järfälla.

Det är olinjära belastningar som ger upphov till övertoner genom att förhållandet mellan ström och spänning inte är konstant under en period. Om en olinjär belastning ansluts till elnätet kommer den att dra en ström som avviker från sinusformen vilket ger upphov till övertoner. Strömmen orsakar sedan ett motsvarande spänningsfall vilket förvränger spänningskurvans sinusform, och man får motsvarande övertoner i spänningen.

Krav på totalentreprenörer att visa att installationer överensstämmer med EMC-kraven
Till skillnad från installationer i kontors- och bostadsmiljöer finns det inom industrin en längre erfarenhet av att skapa stabila nät utan övertoner som eliminerar risken för störningar på känslig produktionsutrustning. Industrin allt högre grad av automatisering och robotisering är en viktig anledning till att störningsfrågorna getts hög prioritet.

Med en ökad kunskap även vid installation i andra miljöer som bl a kontor och bostäder kan störningsproblemen reduceras även där. Det är Erik Brisenheim övertygad om.

- För oss är det viktigt att vi hjälper till att sprida information om hur viktigt det är att tänka rätt och dimensionera kablaget rätt vid installationer av större axial- och radialfläktar. Många vet till exempel inte om att det finns en EMC-standard för apparater med en matningsström på högst 16 A per fas, och en standard för utrustningar med en matningsström större än 16 A men högst 75 A per fas. Det kan också vara lätt att missa att om det installeras två fläktar med en matningsström på exempelvis 10 A vardera så går det över 16 A per fas och då är det standarden för 16-75 A som är aktuell. Visserligen anger vi i våra monteringsanvisningar vad som gäller men vi vill hjälpa till att öka medvetenheten om dessa frågor. I vår fläktskola finns utrustning som gör kan vi kan visa hur störningar uppstår, säger Erik Brisenheim.

Det finns åtta olika standarder i EMC-regelverket och de två som blir aktuella vid installation av ebm-papst större fläktar är SS-EN 61000-3-2 (högst 16 A per fas) och SS-EN 61000-3-12 (större än 16 A men högst 75 A per fas.

När det gäller regelverket är det viktigt att tänka på att det inte gör någon principiell skillnad mellan apparater och installationer. Kravet på EMC gäller i gränssnittet mellan dessa och den yttre miljön. Fasta installationer, som kan vara en produktionslinje i en fabrik, kan bestå av både CE-märkta och inte CE-märkta apparater. Då det inte finns några harmoniserade standarder för fasta installationer ställs idag krav på att en totalentreprenör använder sig av andra metoder för att visa att en installation överensstämmer med EMC-kraven. Skyddskraven i EMC-direktivet – om immunitet och emission – gäller också för fasta installationer där det sker en anpassning efter förutsättningarna på installationsplatsen. Den som utför en fast installation måste dokumentera hur skyddskraven uppfyllts och ägaren till installationen ska spara denna dokumentation så länge som exempelvis en produktionslinje är i drift!

Ta kontakt med oss på ebm-papst om du är osäker på vad som gäller vid en viss fläktinstallation, och om du är intresserade av en ”störningsdemonstration” vid ebm-papst fläktskola i Järfälla!