Compatibilidade Eletromagnética

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 Equipamentos, sistemas, linhas de produção e outros passam, por vezes, por problemas como desligamentos intempestivos, queima de equipamentos e operações involuntárias aparentemente sem nenhuma explicação plausível. Na maioria das vezes este tipo de situação deve-se a problemas de compatibilidade eletromagnética, cuja investigação e a solução são especialidades da CEMN.

A compatibilidade eletromagnética (EMC do inglês Electromagnetic Compatibility) é uma preocupação constante em nosso mundo devido à difusão da eletrônica nos mais diversos campos de aplicação, seja em sistemas de suporte a vida, automação e controle de processos industriais, de petróleo e do sistema elétrico, na aviação, em automóveis e nos mais diversos equipamentos utilizados em nossos lares e empresas.

O impacto de sistemas ou equipamentos que sofrem problemas de interferência eletromagnética pode ser catastrófico, seja na possibilidade de risco à vida humana, prejuízos materiais e financeiros. Atualmente grande parte das paradas industriais não programadas, desligamentos intempestivos de subestações ou plataformas de petróleo são advindas de problemas de compatibilidade eletromagnética de solução complexa.

A área de EMC é a principal expertise da CEMN, fato resultante da dedicação da empresa no assunto e na experiência de sua equipe nas mais diversas situações, especialmente as que envolvem instalações e problemas em campo.

 

As principais áreas de atuação da empresa estão focadas em:

  • Investigação e solução de problemas de interferência eletromagnética e desligamentos não comandados em instalações industriais, plataformas de petróleo, subestações e outros;
  • Investigação da indução eletromagnética causada por linhas de transmissão e distribuição de energia em grandes estruturas metálicas como gasodutos, trilhos ferroviários e barracões industriais;
  • Apoio no desenvolvimento de produtos e sistemas eletromagneticamente compatíveis desde a fase de projeto até a certificação;
  • Análise e desenvolvimento de soluções para a queima de equipamentos sensíveis;
  • Perícias em áreas protegidas contra descargas eletrostáticas;
  • Estudo da eficiência de blindagens em Mu-metal e outras ligas ricas em níquel para campos de baixa frequência;
  • Desenvolvimento de câmaras blindadas do tipo "zero gauss" para a verificação de sensores de campo magnético;
  • Desenvolvimento de blindagens em Mu-metal para protótipos de equipamentos

 

Investigação de Problemas de Interferência Eletromagnética

 

A CEMN soluciona problemas de EMC utilizando um tripé de informações que garantem a máxima confiabilidade com o menor custo possível: inspeção in-loco, análise de projeto ou entrevista com pessoal técnico do cliente e medições em campo com equipamentos sofisticados e atuais.

Os principais problemas de EMC observados em instalações e sistemas são: a operação não intencional de equipamentos e proteções - a não operação em momentos críticos como um curto circuito - erros de medição e operação - travamento de equipamentos eletrônicos.

São problemas de solução extremamente complexa por não deixarem rastros na maioria das vezes e por serem comumente aleatórios. Sua investigação envolve técnica apurada, profissionais com experiências diversas e instrumentação especial.

 

As principais ferramentas empregadas pela CEMN para a investigação de problemas de compatibilidade eletromagnética são:

  • Medição transitórios eletromagnéticos em sinais de corrente até 500 MHz (100 A);
  • Medição de transitórios eletromagnéticos em sinais de tensão até 70 MHz (20 kV).
  • Medição de sinais elétricos com tensão de até 250 V e frequências de até 1 GHz através de osciloscópio com 4 canais e taxa de aquisição de dados de 10 GS/s (um dos equipamentos mais modernos em operação no país);
  • Medição de impedâncias e acoplamentos eletromagnéticos em frequências de até 1 MHz através de ponte RLC;
  • Caracterização de ambientes através de campo elétrico, magnético e eletromagnético entre 5 Hz e 8 GHz (site survey);
  • Coleta de dados de longa duração.

 

A CEMN possui experiência na solução de problemas em fábricas e linhas de produção, plataformas de petróleo, usinas e subestações de alta tensão além de sistemas eletrônicos implantados em redes de distribuição de energia.

Profissional da CEMN durante a medição de surtos elétricos diretamente na média tensão em plataforma de extração de petróleo.

 

 

Investigação de problema de interferência eletromagnética em linha de produção robotizada

 

 

Induções em Dutos e Estruturas Metálicas

 

O transporte de energia elétrica através de linhas de transmissão e distribuição de energia pode acarretar na transferência de potenciais induzidos em gasodutos, oleodutos e grandes estruturas metálicas instaladas nas proximidades. O mesmo tipo de problema pode ocorrer em grandes estruturas metálicas situadas ao redor de estações de rádio difusão ou TV.

Tal fato deve ser evitado a todo o custo por acarretar riscos para a segurança humana (choques) e danos materiais resultantes de explosões ou da perfuração de isolantes no caso de tubulações enterradas ou mesmo na aceleração de processos corrosivos.

Neste contexto a CEMN executa serviços de simulação computacional e medições de induções visando o desenvolvimento de técnicas de redução do acoplamento eletromagnético entre redes de energia e objetos metálicos próximos além de medições da tensão induzida diretamente no sistema afetado em campo, poupando assim tempo e recursos financeiros.

As simulações computacionais são realizadas através de modelos em ATP (Alternative Transient Program) em instalações existentes ou ainda em fase de projeto.

Estamos capacitados ainda para a realização de estudos de tensões induzidas em linhas de transmissão paralelas, estudos de interrupção de correntes induzidas por chaves de aterramento conectadas a linhas de transmissão (conforme o Procedimento de Rede do ONS – submódulo 23.3 item 9.2.2.6).

 

 

Instrumentação da CEMN instalada em gasoduto durante a medição de tensão e corrente induzidas.

 

Investigação de tensões induzidas em grua de construção devido a estação de rádio (problema de alto falante iônico)

 

 

Apoio no Desenvolvimento de Produtos

 

A CEMN presta consultoria em apoio a fabricantes de equipamentos que necessitam de alta confiabilidade ou que serão submetidos a ensaios de compatibilidade eletromagnética de certificação compulsória ou de recebimento por parte de clientes. Neste tipo de atividade o produto em desenvolvimento ou adequação é analisado pela equipe da CEMN que indica soluções em termos de blindagem, filtros, supressores, emissão e imunidade eletromagnética. As atividades podem ser desenvolvidas ainda durante ensaios de EMC para desenvolvimento de produto (consultoria em tempo real) em laboratório contratado pelo cliente. Durante os ensaios a CEMN pode disponibilizar equipamentos próprios para o monitoramento e diagnóstico do objeto sob teste. Atualmente a CEMN pode auxiliar seus clientes em produtos submetidos às normas:

  • IEC 61000-4-2, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test", (imunidade a descargas eletrostáticas);
  • IEC 61000-4-3, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test", (imunidade a campos eletromagnéticos de alta frequência);
  • IEC 61000-4-4, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test", (imunidade a transitórios elétricos rápidos);
  • IEC 61000-4-5, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test", (imunidade a impulsos combinados de tensão e corrente);
  • IEC 61000-4-6, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-6: Testing and measurement techniques - Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields", (imunidade a tensões induzidas de altas freqüências);
  • IEC 61000-4-8, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-8: Testing and measurement techniques - Power frequency magnetic field immunity test", (imunidade a campos magnéticos de baixa frequência);
  • IEC 61000-4-9, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-9: Testing and measurement techniques - Pulse magnetic field immunity test", (imunidade a campos magnéticos pulsados);
  • IEC 61000-4-11,"Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-11: Testing and measurement techniques - Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests", (imunidade a afundamentos de tensão); CISPR 11, "Industrial, scientific and medical equipment - Radio-frequency disturbance characteristics - Limits and methods of measurement", (emissão eletromagnética);
  • CISPR 22, "Information technology equipment - Radio disturbance characteristics - Limits and methods of measurement" (emissão eletromagnética);
  • CISPR 25, "Vehicles, boats and internal combustion engines - Radio disturbance characteristics - Limits and methods of measurement for the protection of on-board receivers", (interferência em sistemas embarcados de recepção);
  • ABNT NBR 12304, "Limites e métodos de medição de radioperturbação em equipamento para tecnologia da informação (ETI)".
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