EMC Richtlijn
geldt ook voor verlichting
Verlichtingsproducten kunnen soms radiostoring veroorzaken. Een ziekenhuis is een van de omgevingen waarin dit tot problemen kan leiden. De CE-markeringseisen zijn om die reden aangevuld met "immuniteits" eisen op het gebied van radiostoringen. Het heeft tot 1997 geduurd voor er een immuniteitsnorm door de EEG commissie werd geharmoniseerd, want het bleek uiteindelijk niet gemakkelijk te zijn "performance criteria" voor verlichtingsproducten aan te geven.
Verlichting in de ruimste zin van het woord in relatie met radiostoringen kennen we al lang. Een los contact, een bijna kapotte gloeidraad of een verouderde gas-ontladingslamp, kunnen in veel gevallen de oorzaak van grotere of kleinere problemen zijn. Zo zou het kunnen voorkomen dat het elektronisch regelcircuit van een ziekenhuis of ander (industrie-)gebouw wordt verstoord door een in de buurt actief zijnde zend-piraat. Dergelijke gebeurtenissen kunnen het goed functioneren van een ziekenhuis dramatisch in de war sturen. Hoewel er meestal niet vanuit wordt gegaan dat verlichting dergelijke bron van ellende kan zijn, merken testlabs dat er nog genoeg problemen in deze sector te behandelen zijn. Bij normale gloeilampen is er in principe geen actieve bron van verstoring en tevens kan de juiste werking van een dergelijke lamp niet worden beïnvloed door hoogfrequentie signalen. Kijkend naar de laatste uitgave van het EEG Guidance Document zien we dan ook dat deze categorie is uitgezonderd van het hele CE-gebeuren. Bij een TL-armatuur ligt dat echter anders. Eind jaren zeventig werd al in de normalisatie wereld duidelijk dat "fluorescentie verlichting met starters" in het frequentiegebied 0,15 tot ongeveer 2MHz een duidelijke bron van storing kon zijn. In de periode daarna, toen elektronische voorschakelapparaten hun intrede deden, werd dit alleen nog maar erger. Daarbij werd tevens het frequentiegebied uitgebreid van 0,15 tot 30MHz. De intrede van PL, SL en andere vormen van energiebesparende verlichtingsontwerpen verbreedde het probleem.
Ook werd in deze periode de "lichtdimmer" geïntroduceerd en zijn in de beginperiode verschillende merken lichtdimmers, wel of niet ingebouwd in een armatuur, door de toenmalige controleorganismen van de markt gehaald. Niet ontstoorde dimmers produceerden maar liefst 120 tot 140 dBµ V op 0,15 MHz aan stoorspanningen. Enig rekenen leert ons daarbij al snel dat in de ergste gevallen er in het lange- en middengolf gebied zo’n 10 V stoorspanning met een frequentie van rond de 0,15 MHz werd geïnjecteerd op de netspanning van 220V. Een beetje radio-ontvanger zag hierin haar kansen en liet deze signalen luidruchtig op disconiveau horen.
Normen
Zo zijn er nog veel meer zaken die er langzamerhand toe geleid hebben dat er eisen werden gesteld aan de maximale radiostoringopwekking van verlichting in zijn breedste zin.
Eind de jaren zeventig ontstond de norm EN 55015, waarin in het begin alleen de radiostoring van TL-armaturen werd geregeld en op dit moment bevat de door de EEG geharmoniseerde norm EN 55015 radiostoring onderdrukkingseisen voor TL-armaturen met mechanische starters of elektronische voorschakelapparaten, diverse gas-ontladingslampen en dimmers. In deze norm wordt de maximale emissie geregeld: Op de net-aansluitklemmen en eventueel ook op extra aansluitklemmen en de belastingsklemmen mag de aanwezige stoorspanning, gemeten met een zogenaamd kunstnet - welke de stoorspanning scheidt van de netspanning – in het frequentiegebied 0,15 tot 30 MHz niet boven een bepaald niveau uitkomen. Bijvoorbeeld bij 0,15 MHz, aan de netzijde is de te meten maximale waarde 66 dBµV en dat is toch omgerekend even enkele duizenden malen lager dan de eerder genoemde 140 dBµV. Tevens dient, indien er elektronische voorschakel-apparaten of dimmers worden toegepast, de magnetische veldsterkte te worden gemeten. Hier heeft Philips gezorgd voor een passende meetmethode, die het tijdrovende meetwerk op een meetveld laat vervangen door de zogenaamde Large Loop Antenna. Deze methode bestaat uit het principe dat door middel van drie grote loops eenvoudig de magnetische component kan worden gemeten, omdat deze loops zodanig zijn opgebouwd dat zij het elektrisch component sterk dempen. De grootste problemen ontstonden echter direct in het begin van de standaardisatie. Het bleek dat de emissie van conventionele TL-armaturen met mechanische starter niet op de normale manier te meten waren. Men heeft daarvoor de zogenaamde dempingmethode ontwikkeld, waarbij men in principe de demping van de totale armatuur aan banden legt.
Pas in 1977 is er een norm geharmoniseerd die de gevoeligheid van verlichtingsproducten regelt. De EN 51547 hanteert daarbij de volgende scope:
o IEC 34, zoals lampen, hulpmiddelen en armaturen
Uitgezonderd zijn de volgende categorieën:
o Verlichtingsproducten voor gebruik in transportmiddelen
o "Entertainment" verlichtingsbesturingsproducten voor professioneel gebruik
o Schaalverlichtingsproducten
o Verlichting in kopieermachines en dergelijke
o Dia- en overheadprojectoren
o Video Display Units
Op zichzelf niet zo vreemd. De bovenvermelde producten zijn in principe niet bedoeld voor "verlichting" in de algemene zin van het woord.
Criteria
In de norm worden de volgende "performance criteria" gehanteerd:
o Tijdens de test is er geen verandering van de verlichtingssterkte waar te nemen en de eventuele besturings- eenheden zullen blijven functioneren zoals bedoeld
o Tijdens de test zijn veranderingen acceptabel, mits deze binnen 1 minuut naar de originele instelling of verlichtingssterkte teruggaan
o Tijdens en na de test zijn veranderingen acceptabel, mits de originele instelling of verlichtingssterkte binnen 30 minuten opnieuw bereikt is.
Afhankelijk van de uit te voeren tests wordt één van deze criteria gehanteerd. In de meeste gevallen zal dat de eerste zijn.
Welke tests dienen er nu te worden uitgevoerd indien er in principe "actieve" elektronica in het ontwerp wordt toegepast?
o Gevoeligheid voor elektrostatische ontladingen tot 8kV
o Gevoeligheid voor hoogfrequente instraling in het frequentiegebied 80 – 1.000 MHz, met een veldsterkte van 3V/m, AM gemoduleerd
o Gevoeligheid voor 50 Hz magnetische velden, veldsterkte 3 A/m
o Gevoeligheid voor elektrisch snelle transiënten tot 1 kV
o Gevoeligheid voor hoogfrequente inkoppeling op kabels in het frequentiegebied 0,15 – 30 MHz, met een stroomniveau van 3 Vrms, Am gemoduleerd
o Gevoeligheid voor surges tot 1 kV
o Gevoeligheid voor spanningsdips en uitval.
Op zichzelf zijn dit behoorlijk veel test, zeker indien we dit vergelijken met bvb. de op dit moment geldende eisen voor bijvoorbeeld een computer. Aan de andere kant kan het natuurlijk ook niet zo zijn dat verlichting op belangrijke plaatsen voor problemen, veroorzaakt door externe radiostoringfactoren, gaat zorgen.
EMC Guidelines
De EMC Guidelines van de Commissie zijn duidelijk: verlichtingsarmaturen in de breedste zin van het woord vallen onder de EMC richtlijn 89/336/EEG en moeten daardoor voldoen aan de eisen die daarmee worden gesteld. Dit betekent dat het product op dit moment aan de emissie en aan de immuniteitseisen moet voldoen. Tevens moet het CE-merkteken worden aangebracht en dient er een fabrikantenverklaring te worden opgesteld. In de totale informatie kan het voorkomen dat de te nemen stappen niet meer zo duidelijk zijn. Ga er in elk geval niet zonder meer toe over alles te laten testen. Neem eerst eens contact op met een test- of controle organisme, en laat u (in principe gratis) informeren. In het algemeen moet er vanuit worden gegaan dat de tests noodzakelijk zijn voor die verlichtingsproducten waarin actieve elektronica is verwerkt. Tevens geldt dat alle vormen van TL verlichtingsproducten in elk geval aan de emissie-eisen moeten voldoen. Ook mogen van de commissie alle tests door de fabrikant zelf worden uitgevoerd (wat in principe ook gebeurt). In de meeste gevallen, waar het importeurs betreft, kan gebruik worden gemaakt van de eventueel in het land van oorsprong behaalde testresultaten.
Houdt ook rekening met het feit dat producten waarin lichtdimmers zijn verwerkt vaak (nog) niet voldoen aan de emissie eisen en daarbij mag ook worden aangehaald dat het ontstoren van deze lijn producten niet altijd even eenvoudig is. Ook voor hulp op dit gebied kan een test- of controle organisatie, bedrijven een stuk verder helpen. Doordat dergelijke bedrijven vaak een langdurige ervaring hebben op gebied van consultancy, kan meestal op korte termijn juiste hulp worden geboden.
Directives EMC
sont également applicables à l’éclairage
Les produits d’éclairage peuvent parfois provoquer des interférences radio. Un hôpital constitue un des environnements dans lequel ceci peut poser des problèmes. Les critères de marquage CE sont, pour cette raison, complétés par des critères «d’immunité" sur le plan des interférences radio. Il a fallu attendre 1997 pour qu’une norme d’immunité soit harmonisée par la Commission de la CEE, car, en fin de compte, la définition de «critères de performance» pour les produits d’éclairage ne fut pas facile.
Nous savons depuis longtemps qu’il existe une relation entre l’éclairage - dans le sens le plus large de ce terme - et les interférences radio. Un mauvais contact, une ampoule en fin de vie ou une lampe à décharge gazeuse usée peuvent être à la source de problèmes plus ou moins importants.
Il pourrait ainsi très bien arriver que le circuit de régulation électronique d’un hôpital ou de tout autre bâtiment (industriel) soit perturbé par un émetteur pirate actif dans le voisinage. De telles éventualités peuvent mettre le bon fonctionnement d’un hôpital en danger et ce, de façon dramatique. Bien qu’il soit généralement considéré que l’éclairage ne peut être à la base de tels malheurs, certains tests de laboratoire indiquent que des problèmes subsistent encore dans ce secteur, problèmes auxquels il est souhaitable qu’il soit remédié. Dans les ampoules d’éclairage traditionnelles, il n’existe en principe pas de source active d’interférences; à l’inverse, le fonctionnement correct de telles lampes ne peut pas être influencé par des signaux à haute fréquence. En consultant la dernière édition du ‘EEC Guidance Document’, on s’aperçoit que cette catégorie de lampes n’est pas considérée dans les travaux autour du CE. Il en va cependant tout autrement dans le cas des armatures TL. A la fin des années septante, il était déjà clair dans le monde de la normalisation que «l’éclairage fluorescent avec starters» constituait une source incontestable d’interférences dans la gamme des fréquences comprises entre 0,15 et environ 2MHz. Dans la période qui suivit, durant laquelle les appareils d’éclairage à circuit électronique firent leur apparition, la situation à cet égard s’aggrava; le spectre de fréquence touché en fut alors étendu à 30MHz. L’arrivée des PL, SL et autres formes de projets d’éclairage à économie d’énergie rendit le problème encore plus aigu. Dans cette période furent également introduits les variateurs de lumières («dimmers»), dont certaines marques - incorporées ou non dans une armature - durent, au début de cette période, être retirées du marché par suite de décisions des organismes de contrôle de l’époque. Certains dimmers non antiparasités produisaient des niveaux d’interférence situés entre 120 et 140 dBµ V à 0,15 MHz. Par un calcul simple, on réalise que, dans les cas les plus graves, une tension d’interférence de 10 V et d’à peu près 0,15 MHz (arrosant donc les ondes longues et moyennes) était ainsi injectée sur le réseau de distribution à 220 V. Quelques récepteurs radio captaient joyeusement ces interférences et les reproduisaient alors à un bon niveau disco.
Normes
Bien d’autres cas similaires conduisirent tout doucement à devoir spécifier des critères de définition des interférences radio maximales admissibles créées par l’éclairage dans son sens le plus large. A la fin des années septante naquit la norme EN 55015, qui traitait initialement les interférences radio des armatures TL; cette norme harmonisée par la CEE exprimait des exigences quant au maxima d’interférences provoquées par les armatures TL avec starters mécaniques ou appareillage électronique de ballast, les diverses lampes à décharge gazeuse et les dimmers. Cette norme régit les émissions maximales de la façon suivante: Aux bornes de raccordement au réseau (et éventuellement aussi aux bornes supplémentaires de raccordement et de charge), la tension d’interférence présente, mesurée sur un réseau dit artificiel (qui sépare la tension d’interférence de la tension de distribution), ne peut excéder un niveau donné dans la gamme de fréquence de 0,15 à 30 MHz. A 0,15 MHz par exemple, la mesure mesurée maximale admissible est de 66 dBµV, ce qui se situe à un niveau plusieurs milliers de fois inférieur à celui des 140 dBµV précités. De plus, si un appareillage de ballast électronique ou des variateurs de lumière sont utilisés, il y a lieu de procéder à la mesure de l’intensité du champ magnétique. A cet effet, Philips a développé une méthode de mesure adaptée, qui remplace les longues et fastidieuses opérations de mesure sur un champ de mesure par la méthode dite de ‘Large Loop Antenna’. Cette méthode se base sur le principe suivant lequel la composante magnétique du champ peut être aisément mesurée au moyen de trois grandes boucles (‘loops’), ces boucles étant conçues de telle manière qu’elles amortissent fortement la composante électrique du champ. Les problèmes les plus ardus virent cependant le jour directement au début de la standardisation. Il apparut alors que l’émission des armatures TL conventionnelles avec starter mécanique ne pouvait être mesurée de façon classique. On développa alors à cet effet la méthode dite ‘d’amortissement’, dans laquelle on contre le principe de l’amortissement de l’armature complète.
Ce n’est qu’en 1977 qu’apparut une norme harmonisée qui règle la sensibilité des produits d’éclairage. La norme EN 51547 traite le domaine suivant :
Ø IEC 34, telles que les lampes, moyens auxiliaires et armatures.
Les catégories suivantes n’y sont pas soumises :
Ø Produits d’éclairage pour utilisation dans les moyens de transport
Ø Produits de commande d’éclairage "Entertainment" pour usage professionnel
Ø Produits d’éclairage de cadrans
Ø Eclairage des machines à copier et similaires
Ø Projecteurs de diapositives et rétroprojecteurs
Ø Video Display Units
Ces exceptions ne constituent pas une surprise en soi; en effet, les produits mentionnés ne sont pas en principe destinés à l’éclairage» dans le sens général du terme.
Critères
Les «critères de performance» suivants sont traités dans la norme :
Ø Durant le test, aucune variation d’intensité de l’éclairage n’est observée, et les éventuelles unités de commande continueront de fonctionner comme prévu
Ø Durant le test, des modifications sont admissibles pour autant que l’intensité d’éclairage ou le réglage originels de test soient rétablis dans la minute
Ø Durant et après le test, des modifications sont admissibles, à condition que l’intensité d’éclairage ou le réglage originels soient à nouveau atteints dans les 30 minutes.
En fonction des tests à exécuter, un des critères ci-dessus sera suivi. Dans la plupart des cas, c’est le premier critère qui sera observé.
Quels sont alors les tests qui doivent être exécutés lorsqu’en principe aucune électronique ‘active’ n’est appliquée dans le projet ?
Ø Sensibilité aux décharges électriques jusqu’à 8kV
Ø Sensibilité au rayonnement de haute fréquence dans la gamme de fréquence 80 – 1.000 MHz, sous une intensité du champ électrique de 3V/m, modulé en amplitude (AM)
Ø Sensibilité aux champs magnétiques à 50 Hz, intensité du champ magnétique de 3 A/m
Ø Sensibilité aux transitoires électriques rapides jusqu’à 1 kV
Ø Sensibilité à l’induction haute fréquence sur câbles dans la gamme de fréquence 0,15 – 30 MHz, sous un niveau de tension de 3 Vrms, modulé en amplitude (AM)
Ø Sensibilité aux montées subites de courant ou de tension (‘surges’) jusqu’à 1 kV
Ø Sensibilité aux chutes de tension, brusques (‘dips’) ou non.
Ceci constitue un test d’une certaine ampleur, certainement en comparaison avec, par exemple, le test du respect des critères actuellement applicables aux ordinateurs. Une telle ampleur est cependant justifiée par le fait que l’on veut éviter que l’éclairage ne provoque, à des endroits critiques , des problèmes d’interférence.
EMC Guidelines
Les ‘EMC Guidelines’ de la Commission sont claires: les armatures lumineuses - dans le sens le plus large du terme - tombent sous le champ d’application de la Directive EMC 89/336/EEG et doivent de ce fait satisfaire aux critères y énoncés. Ceci signifie que le produit doit satisfaire à ce moment aux critères d’émission et d’immunité. La marque CE doit aussi être apposée et une attestation du fabricant doit être établie. Il peut arriver que l’information totale ne soit pas suffisamment claire quant aux diverses étapes à effectuer. Dans une telle situation, il ne faut en aucun cas faire procéder, sans plus, à tous les tests; il y a mieu alors de d’abord prendre contact avec un organisme de test ou de contrôle pour y recevoir une information (en principe gratuite). En général, il faut considérer que les tests sont obligatoires pour les produits d’éclairage qui contiennent une électronique active. En tous les cas, toutes les formes de produits d’éclairage TL doivent satisfaire aux critères d’émission. La Commission accepte également que tous les tests soient effectués par le fabricant même, ce qui se passe généralement. Pour ce qui concerne les importateurs, les résultats de tests qui furent éventuellement effectués dans le pays d’origine du matériel sont acceptables dans la plupart des cas. Il faut également tenir compte du fait que les produits dans lesquels des dimmers sont utilisés ne satisfont, en général, pas (encore) aux critères d’émission; il est d’ailleurs à remarquer que la mise en conformité de ces produits n’est pas toujours simple à réaliser. Dans ce domaine également, un organisme de test ou de contrôle ou des entreprises peuvent apporter une aide appréciable. De tels organismes possèdent généralement une longue expérience dans le domaine des conseils aux entreprises, ce qui leur permet de souvent leur fournir une aide appropriée.
H.L.
