Zanim zaczniemy myśleć, co trzeba zrobić, aby spełnić wymagania kompatybilności elektromagnetycznej, należy odpowiedzieć sobie na pytanie, czym jest kompatybilność elektromagnetyczna? Dopiero ta wiedza pozwoli nam przejść do tego, jakie warunki musi spełniać urządzenie zgodne z EMC.
Kompatybilność elektromagnetyczna – co to znaczy?
Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC, z ang. electromagnetic compatibility) oznacza zdolność urządzenia do prawidłowego działania w środowisku elektromagnetycznym. Oznacza to, że jednej strony urządzenie nie generuje zaburzeń do tego środowiska, a z drugiej strony nie jest nadmiernie wrażliwe na sygnały zaburzające pochodzące z tego środowiska. Oznacza to, że sprzęt spełniający wymagania EMC pracuje stabilnie, bezpiecznie i nie zaburza pracy innych urządzeń elektronicznych.
Zanim jednak uznamy, że urządzenie jest zgodne z wymaganiami dyrektywy elektromagnetycznej 2014/30/UE, powinniśmy potwierdzić, że spełnia zasadnicze warunki dyrektywy EMC. Jak to zrobić?
Twórcy dyrektywy przygotowali dokument zawierający wykaz norm zharmonizowanych, na podstawie których możemy stwierdzić domniemaną zgodność z dyrektywą EMC. Będzie to oznaczać, że urządzenie samo nie powoduje zaburzeń powyżej dopuszczalnych limitów, a zarazem jest odporne na zaburzenia występujące w środowisku swojej pracy.
Rodzaje norm związanych z dyrektywą EMC
Wykaz norm zharmonizowanych z dyrektywą obejmuje dwa rodzaje norm:
- normy środowiskowe – opisują, jakie wymagania EMC urządzenie musi spełnić, aby mogło pracować w danym środowisku pracy,
- normy produktowe – opisują, jakie wymagania EMC powinny spełniać urządzenia zaklasyfikowane do danej grupy urządzeń.
Należy pamiętać, że wykaz norm zharmonizowanych z dyrektywą jest dokumentem, który podlega okresowym przeglądom. Ostatnia aktualizacja miała miejsce 9 czerwca 2022, a 19 września 2022 opublikowano pełną listę norm zharmonizowanych, która liczy 175 pozycji. Liczba ta obejmuje zarówno normy, jak i wszystkie załączniki do norm, które zostały uznane za zharmonizowane z dyrektywą EMC. Warto mieć też na względzie, że wykaz ten nie obejmuje metod badawczych.
Różnice między normami metod badawczych a normą zharmonizowaną
Istnieją zasadnicze różnice między normą opisującą metodę badawczą a normą zharmonizowaną. Normy opisujące metody badawcze odpowiadają na pytania:
- w jaką aparaturę należy wyposażyć stanowisko badawcze,
- jakie są wymagania techniczne dla aparatury badawczej,
- jakie są metody sprawdzenia (wzorcowania) aparatury badawczej,
- jak należy zbudować stanowisko badawcze,
- w jaki sposób należy przygotować urządzenie do badania,
- jak należy ustawić urządzenie badane na stanowisku badawczym,
- jak należy wykonać badanie,
- jakie informacje powinny być zawarte w raporcie z badań.
Przykłady norm opisujących metody badawcze: EN 61000-4-2, EN 61000-4-3, EN 61000-4-4, EN 61000-4-5, EN 61000-4-6, EN 61000-4-11, EN 55016-2-1 oraz EN 55-16-2-3.
Z kolei normy zharmonizowane:
- powołują się na metody badawcze w zakresie sposobu wykonania badania (mogą również zawierać dodatkowe wytyczne odbiegające od wymagań obecnych w normach opisujących metodykę badania),
- określają, jakie testy wraz z wymaganymi poziomami testowymi należy przeprowadzić na urządzeniu w zakresie odporności na zewnętrze zaburzenia elektromagnetyczne oraz jakie poziomy emisji zaburzeń elektromagnetycznych są dla niego dopuszczalne,
- wskazują kryteria oceny, czyli jakie reakcje urządzenia podczas testów są uznawane za akceptowalne, a jakie nie powinny występować przy danej metodzie badawczej i określonym poziomie testowym.
Normy zharmonizowane zazwyczaj dzielą się na dwa główne typy.
Normy dotyczące emisji zaburzeń elektromagnetycznych określają, ile zaburzeń urządzenie może wytwarzać. Jeśli zaburzenia przenoszone są przez przewody, potocznie mówimy o emisji przewodzonej, natomiast jeśli rozchodzą się w postaci fal elektromagnetycznych, potocznie mówimy o emisji promieniowanej.
Normy dotyczące odporności na zaburzenia elektromagnetyczne opisują, jak bardzo urządzenie potrafi się oprzeć wpływom zewnętrznych zaburzeń. Mogą one docierać do urządzenia przez przewody (zaburzenia przewodzone) lub drogą radiową (zaburzenia promieniowane).
Jest jeszcze trzeci rodzaj norm, który swoim zakresem obejmuje zarówno wymagania w zakresie emisji, jak i odporności.
Przykładem norm zharmonizowanych, które osobno opisują wymagania w zakresie emisji i odporności będą normy:
- w zakresie emisji: EN 61000-6-3, EN 61000-6-4, EN 55032, EN 55014-1,
- w zakresie odporności: EN 61000-6-1, EN 61000-6-2, EN 55035, EN 55014-2.
Natomiast przykładem normy zharmonizowanej, który zawiera zarówno wymagania w zakresie emisji, jak i odporności może być norma EN 61800-3 i np. EN 61326-1.
Wiemy już jak dobrać odpowiednie normy. Następnym krokiem będzie wykonanie badań potwierdzających zgodność urządzenia z warunkami EMC.
Zgodność EMC – kiedy i dlaczego wykonuje się badania?
Wielu czytelników może się teraz zdziwić, ale w znakomitej większości przypadków wykonywanie badań EMC nie jest obowiązkowe, a przynajmniej sama dyrektywa EMC nie narzuca takiego obowiązku. Dlaczego zatem wykonujemy kosztowne testy?
Jak wspomniano na początku artykułu, dyrektywa EMC mówi o tym, że urządzenie ma być kompatybilne elektromagnetycznie ze środowiskiem pracy, w którym pracuje. Dyrektywa daje nam też narządzie w postaci wykazu norm zharmonizowanych, z którego możemy, ale nie musimy skorzystać w procesie oceny zgodności.
Dlaczego zatem wykonujemy badania według norm zharmonizowanych? Ponieważ jest to najprostsza droga do tego, aby udowodnić zgodność z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy EMC.
Jeżeli nasze urządzenie zostanie przebadane według dobrze dobranych norm zharmonizowanych dla badanego obiektu, otrzymujemy jednocześnie domniemanie zgodności z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy. Kluczowe jest poprawne dobranie norm zharmonizowanych do badanego obiektu. Inne wymagania EMC określa się dla komputera osobistego, a inne dla komputera, który ma pracować w środowisku przemysłowym.
Komu zlecić wykonanie badań kompatybilności elektromagnetycznej?
Kolejne pytanie, na które trzeba odpowiedzieć: czy można przeprowadzić badania we własnym laboratorium? A jeśli nie, to w jakim zewnętrznym laboratorium je wykonać i czy placówka musi posiadać akredytację?
Być może część czytelników po raz kolejny będzie zaskoczona. Znowu powinniśmy odwołać się tu do dyrektywy EMC, która nie narzuca konkretnej metody, jaką należy zastosować podczas oceny zgodności z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy EMC. Oznacza to, że wybór laboratorium spoczywa na podmiocie zlecającym badania. Testy można przeprowadzić zarówno we własnym laboratorium, jak i w placówce zewnętrznej – akredytowanej lub nieakredytowanej.
Znaczenie akredytacji w badaniach zgodności EMC
Tu rodzi się jeszcze jedna wątpliwość: skoro laboratorium nie musi być akredytowane, to dlaczego większość i tak wybierze placówkę akredytowaną?
Przewagą laboratorium akredytowanego nad każdym innym laboratorium jest właśnie akredytacja. Świadczy o tym, że niezależna instytucja potwierdziła zgodność metod badawczych laboratorium z wymaganymi normami. Ma to szczególne znaczenie w sytuacjach spornych, gdy ktoś kwestionuje wyniki badań lub informacje zawarte w deklaracji zgodności. Raporty z badań opatrzone znakiem akredytacji są trudne do podważenia, dlatego skorzystanie z usług akredytowanego laboratorium jest rozwiązaniem najbardziej wiarygodnym i bezpiecznym.