EMC-Thorleif
EMC & Elektronik-KONSULT

  Kan TT-system (särjordning)
vara lösningen på
'nedsmutsad' PEN-ledare?
Undvik därmed de problem som uppstår i vårt elnäts, TN-C system, och undkom
därmed EMC fallgrop nummer 1
(störningar via spänningsmatningen, s.k. ”nätkoppling”).

OBS !
Diskussionsunderlag om hur 'smutsig el” skyddsledare och vagabonderande strömmar ger olika former av ”avog” elmiljö.
Idé & Copyright © 1995 - 2012, Thorleif Sand - www.EMC-Thorleif.se
Reviderad: 12-11-29
Libre Office index_nedsmutsat_PE_o_TT-system_A4htm_Indx-08dW.odt

Innehållsförteckning

1. Forskning & publikationer från Luleå tekniska universitet (LTU).
2. Orsaken till störningar, grupperas enligt dessa EMC-grunder.
     2.a. Gemensam strömbana/impedans och jordanslutning – “nätkoppling”,
     2.b. Kapacitiv koppling – ett närfältsproblem,
     2.c. Induktiv koppling – ett närfältsproblem,
     2.d. Radierad koppling ”strålning”– ett fjärrfälts-problem, 
3. Kraftiga störningar från elnätskommunikation, på PE-ledaren.
4. Förhindra import av skyddsledarens störningar.
5. Här kan du läsa om:
6. REFERENSER:

Arbete pågår, snälla Du ha tålamod !
Kom gärna med sakliga synpunkter eller kritik, TACK !

1. Forskning & publikationer från Luleå tekniska universitet (LTU).

Vårt svenska 4-ledarsystem ökar störningsrisken!

Sökresultat från -- LTU:s hemsida (där rubrikerna ger mycket information):

a. INCREASED POLLUTION IN THE PROTECTIVE EARTH [1].
b. HIGH-FREQUENCY NOISE IN POWER GRIDS, NEUTRAL AND
    PROTECTIVE EARTH [2].
c. The use of protective earth as a distributor of fields and radiation [3].

2. Orsaken till störningar, grupperas enligt dessa EMC-grunder.

EMC-problematiken och grunderna – en liten repetition. (läs om EMC på start-sidan).
Forskningen från LTU (punkt 1 ovan), baseras bl.a. på nedanstående grunder i att bekämpa störningarna från teknisk utrustning de s.k. EMC-reglerna.

En del av detta kan du läsa om i referens (se dessa i nedanstående länkar) [1] .
Man säger att EMC-problematiken kan delas upp i 4 delproblem – orsaker.
Detta är viktigt att veta då man skall få förståelse och att kunna mäta dessa, och därefter slutligen vill ”förebygga” och bekämpa dessa störningar.

Orsaken till störningar, kan ha flera orsaker och grupperas enligt dessa grunder:

2.a. Gemensam strömbana/impedans och jordanslutning – “nätkoppling”,

eller för att använda engelska, ”Common Impedance (ground) Coupling” & “Mains Coupling” [11a, page 4 & 11b, page 7].
Ett belysande exempel med ”gemensam strömbana” – och upphov till störningar – är upp­bygg­naden av vårt 3-fas elnät (lågspänningsnät), med sitt 4-ledarsystem (TN-C- eller TN-C-S-system), där man använder en gemensam PEN-ledare.
Pga den gemensamma PEN-ledaren har man erhållit det mest ogynnsamma för­hållandet genom att ramla ned i ”fallgrop nr 1 – ”Common Impedance Coupling – i EMC-reglerna, vilket innebär att. alla störningar blir direkt galvaniskt kopplade till mantlarna i skärmade ledningar och till plåthöljena på alla vitvaror (dvs alla dessa har relativt stora ytor att ”stråla” med (enligt punkterna 2b och 2 c här nedan). Bevisat i de tre vetenskapliga referenserna från, LTU, Luleå Tekniska Universitet (punkt 1 ovan).

2.b. Kapacitiv koppling – ett närfältsproblem,

där elektriska växelfält (såsom transienter eller pulser) kopplas över till annan teknisk utrustning, eller människor, genom något som ofta kallas för influens [11a, page 5].

2.c. Induktiv koppling – ett närfältsproblem,

där magnetiska växelfält (såsom transienter eller pulser) kopplas över till annan teknisk utrustning, eller människor, (i t.ex. jordanslutningar) genom något som ofta kallas för induktion [11a, page 6]. Där vi genom Faraday's Lag kan få förståelse för den inducerad spänning som genereras i alla andra strömkretsar (även nervsystemet).

2.d. Radierad koppling ”strålning”– ett fjärrfälts-problem, 

där ett elektromagnetiska fält alstrar störningar i annan teknisk utrustning, eller människor [11a, page 7].
Här är förhållande mellan E- och H-fältet 377 ohm, vilket inte är fallet i punkt 1.b och 1.c här ovan.

Detta med när-och fjärrfält tas även upp i punkt 2 och punkt 3, i annat dokument, läs dessa avsnitt för att få större förståelse för detta delområde inom EMC.

3. Kraftiga störningar från elnätskommunikation, på PE-ledaren.

Artikeln går att läsa i tidningen Elektronik i Norden AB (nr 5/2011, sidan 38-39):
Några underrubriker är:
* Tre års störningar
* Breda störningar
* Strålande skyddsjord
Och det var efter flera års störnings-sökande, som man konstaterade att,
Y-kondensatorer ger "Strålande skyddsjord"!

4. Förhindra import av skyddsledarens störningar.

Hur kan man undvika scenariot från föregående punkterna, 1 och 3?
Förhindra import av PE-ledarens störningar genom att installation särjordning, s.k. TT-system, som löser de svåra problem som finns på den ”smutsiga” skyddsledaren (se referens ovan i punkt 1).

a. Om TT-system i Elinstallationsreglerna, SS 436 40 00, utgåva 2.
Läs 1-sidigt PDF-dokument (66 kB).

b. Elinstallationsreglerna.
Elinstallationer för lågspänning - Utförande av elinstallationer för lågspänning
Anledningen till en ny utgåva är att de internationella standarder som Elinstallationsreglerna (SS 4364000) är baserade på har omarbetats och att Elsäkerhetsverket har reviderat sina föreskrifter om hur elinstallationer ska vara utförda.
Läs 1-sidigt PDF-dokument (77 kB).

c. TT-koppling – enligt Wikipedia
och där finns alla typer av elsystemen beskrivna
http://sv.wikipedia.org/wiki/Jordningssystem#TT-koppling

d. TT-system – särjordning – med eget jordtag, för störningsfri PE-ledare.

Vänliga hälsningar
Thorleif Sand

5. Här kan du läsa om:

Emission ledningsbunden

Luftburen emission - inte enbart EMF

Mina texter får gärna citeras (eller hellre skrivas ut i sin helhet),  om du tydliggör att
”Texten är Copyright © Thorleif Sand".
Gör inte lokala kopior på egen hemsida, men vänligen använd,
länkar till www.EMC-Thorleif.se © 1995 - 2012

6. REFERENSER:

1.

INCREASED POLLUTION IN THE PROTECTIVE EARTH
Åke Larsson ; Martin Lundmark ; Janolof Hagelberg
Läs 6-sidigt PDF-dokument

2.

HIGH-FREQUENCY NOISE IN POWER GRIDS, NEUTRAL AND PROTECTIVE EARTH
Martin Lundmark
Läs PDF-dokument på 12 sidor

3.

The use of protective earth as a distributor of fields and radiation
Lundmark, M. , Hagelberg, J-O. , Larsson, A. , Byström, M.& Larsson, Å. 2000 i:
Biological effects of EMFs: [Millennium International Workshop on Biological Effects of Electromagnetic Fields] ; Heraklio, Crete, Greece, 17 - 20 October 2000 ; proceedings. Kostarakis, P. (red.). Heraklio: Workshop on Biological Effects of Electromagnetic Fields
Läs PDF-dokument på 118 sidor <http://pure.ltu.se/portal/files/2226019/Paper.pdf>

4.

5.

Prestandautvärdering och analys av tre elnätskommunicerande AMR-system

av DANIEL ASPLUND (KTH)
Master of Science Thesis
Stockholm, Sweden
XR-EE-SB 2006:016
Ett 124-sidigt PDF-dokument <IR-SB-XR-EE-SB 2006_016.pdf>

6.

Nyhetsbrev från Nätverket för Elmät
Elforsks projekt 3905, Ramprojekt MätningNo 6 juni 2006
Ett 2-sidigt PDF-dokument <nyhetsbrev6_elmat.pdf>

7.

Läraren Bengt Stenfelt (skriver på sin hemsida) .Se nedanstående länkar

7a.

Elkvalitet, övertoner i elnät Länk

Välkommen till en av Bengt Stenfelt:s sidor om praktisk elmätning. Den här sidan innehåller några grundläggande begrepp som är bra att känna till vid mätningar i elnät innehållande övertoner!
Ett citat:
De enklaste (och mest förekommande) multimetrarna är RMS-visande. Det innebär att multimetern visar korrekt effektivvärde endast vid sinusvåg. Förklaringen är en enklare teknik i mätvärdesbehandlingen, instrumentet mäter det likriktade medelvärdet av spänningen eller strömmen, multiplicerar detta värde med 1,11 (se sid. 5) och visar sedan detta värde som effektivvärdet. Förhållandet 1,11 mellan medelvärde och effektivvärde gäller ju endast vid sinusform varför instrumentet presenterar ett felaktigt värde vid andra kurvformer.
Läs speciellt vad han skriver om Olinjär krets och betrakta bilden, med den snabba stigtiden hos strömmen!
Slut citat.

7b.

Bengt Stenfelt skriver följande på sina sidor om praktisk elmätning.
Läs kompendium i, grundläggande el-mätteknik [PDF] (11 sidor)

DET ÄR INGEN KONST ATT MÄTA SPÄNNING OCH STRÖM
OM MAN VET HUR DET FUNGERAR!

grundläggande el-mätteknik

ett citat:
Det tycks inte vara speciellt komplicerat att mäta lik- eller växelspänning (ström) med en vanlig multimeter. Det är det inte heller, så länge det gäller en ren likspänning eller en sinusformad växelspänning.
I dessa fall klarar man sig med den allra enklaste mutimetern för att få någorlunda korrekta mätvärden. Slut citat.

Han beskriver något som är viktigt att känna till vid mätning av en:
Icke sinusformad växelspänning
~  Effektivvärde (U eller U_RMS)
~  Likriktade medelvärde (U_med eller U_AVG)
~  Spänningens toppvärde (u_topp eller u_pk)
~  Formfaktor, FF = U_RMS/U_med
~  Toppfaktor (utopp/U)

~  T = periodtid. Ur denna kan växelspänningens frekvens f (Hertz) räknas ut.

11.

EMC – Grundkurser
EMC – är det ett närfälts-problem, eller fjärrfälts-problem (near-field problem or far-field)?
Båda referenserna (11a & 11b), nedan, ”benar” upp EMC-problematiken med att först ta upp detta med Common Impedance ("Ground") Coupling (viket är ett problem i Sverige med sitt 3-fas 4-ledarsystem (TN-C- eller TN-C-S-system). Men detta tar jag inte upp här.
Jag försöker koncentrera mig på nästa viktiga fråga om EMC-problemet orsakas av närfält eller fjärrfält.
Detta är viktigt att veta då man skall mäta dessa, och vill ”förebygga” störningar [11a ]. Detta med när-och fjärrfält tas även upp i referens 1a ovan. Läs dessa avsnitt för att få större förståelse för EMC.
Faraday's law of induction (wiki-EN) Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday%27s_law_of_induction

11a.

UTS:Engineering (University of Technology Sydney) har en grundkurs i EMC, vilket ingår som lektion 6, i en kurs om ”Analog Electronics, 2011”. Jag ber dig läsa de första 7 sidorna i detta 26-sidiga Kompendium: Lecture 6 – Electromagnetic Compatibility . <http://services.eng.uts.edu.au/>

Principles of EMC (quotation/citat from page 1):

Electromagnetic compatibility refers to the capability of two or more electrical devices to operate simultaneously without interference.

Inductive Coupling (quotation/citat from page 6):

Inductive coupling is where a magnetic field from some external source links with a current loop in the victim circuit. . . . .
Any current creates a magnetic field. We know from Ampe`re's Law that the field strength is dependent on the current enclosed by our path of integration in circling the current. A current loop therefore creates a magnetic field. . . . .
If a time varying magnetic field links with a conductive loop, then Faraday's Law applies and a voltage will be induced in the loop. (Se formler nedan, I nästa punkt.)

11b.

Se ett bildspel från INTEL's hemsida, om överhörning (crosstalk):
Educational slideshow on capacitive and inductive crosstalk

Formel för spänningspulser orsakade av magnetfältets frekvensberoende induktiva överhörning,
– en inducerad spänning enligt Faradays lag:
Se spänningspulsen/transienten i grafen nedan[Fig 5:2].

Vid sinusformad störning (I) gäller Läs i referens 11d.
Elektriska fältet orsakar (genom influens ) en
frekvensberoende kapacitiv överhörning – en förskjut­nings­ström -

<http://download.intel.com/education/highered/signal/ELCT762/class19_Crosstalk_overview.ppt>

11c.

Statens provningsanstalt skriver om EMC-problematiken och lösningar.

Crosstalk on Printed Circuit Boards SP, av J Carlsson – 1994

www.sp.se/sv/index/research/EMC/Documents/lccalc.pdf

På sidan 23 ff kan man se diagram (Fig 5:2) som räknats ut med hjälp av
bl.a. Faraday's lag. Se urklipp här nedan.

11c,
fig.

Graf – Figure 5:2 (From page 23, Crosstalk on Printed Circuit Boards [11c])

11d.

HARDWARE DESIGN TECHNIQUES (ANALOG-DIGITAL CONVERSION) (216 pages)
CHAPTER 9 från: ANALOG.com

Mina texter får gärna citeras (eller hellre skrivas ut i sin helhet),  om du tydliggör att
”Texten är Copyright © Thorleif Sand".
Gör inte lokala kopior på egen hemsida, men vänligen använd,
länkar till www.EMC-Thorleif.se istället.