Soluzioni per la schermatura

Torino – 14.06.2016
Metologie per la riduzione dei campi e
sistemi di schermatura: materiali, tecniche
cenni di progettazione e casi reali
…Continua
Effetti sulle apparecchiature
elettroniche: AR
Immunità elettromagnetica.
Campo magnetico - Bassa frequenza
CEI EN 61000-4-8: immunità per apparecchiature
elettroniche fino a 3,75 microT (3A/m).
Capacità di un'apparecchiatura di funzionare
mantenendo integro il rendimento in presenza di disturbi
da campi elettromagnetici.
Effetti sulle apparecchiature elettroniche :
Origine dei guasti del hardware (%)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Alimentazione
Elettrica
Temperatura dell'
aria
Campi
Elettromagnetici
Qualità dell'aria
Hardware
Altri
Fonte: HP
Applicazioni dei sistemi di shermatura:
Sorgenti
•
Infrastrutture elettriche:
– Linee AT in cavo o aeree
– Linee MT in cavo o aeree
– Linee BT
– Trasformatori a secco ed in olio
– Quadri elettrici
– Cabine secondarie MT/BT (distributore energia e di utenti privati)
Applicazioni dei sistemi di shermatura:
Ambienti
•
Ospedali: protezione delle apparecchiature sensibili (sala della risonanza
magnetica e zone circostanti, sala raggi X, ecc.) e di ambienti ove presenti
delle persone.
•
•
Uffici e/o edifici: protezione delle apparecchiature elettroniche (computer,
server, ecc.) e delle persone.
Stabilimenti industriali: uffici vicini alle linee di produzione, macchine (ad es.
stazioni di saldatura), trasformatori, quadri elettrici generali, linee elettriche,
ecc.
•
Fabbriche di semiconduttori: costruttori di microchip e di elettronica SMD
•
Sale telecomunicazioni / centri dati / sale back-up.
•
Aeroporti: sale comunicazioni, sale rack, ecc.
Applicazioni dei sistemi di shermatura:
• Apparati industriali
Riscaldamento a Induzione
Elettrolisi
Saldatura ad Induzione
Forni a induzione
Controlli magnetici NDT
Apparecchi medicali
Saldatura a resistenza
Saldatura dielettrica
Direttiva Europea 2013/35…luglio 2016
Soluzioni di Schermatura a Bassa Frequenza:
Sistema di schermatura prodotto dalla SATI ITALIA
Descrizione dei materiali schermanti
• Il sistema di mitigazione dell’induzione magnetica viene
ottenuto, sia nel caso delle piastre piane che in quello
delle canalizzazioni mediante l’apposizione di
schermature magnetiche costituite dall’accoppiamento di
due differenti materiali:
• Materiale ad alta permeabilità magnetica
• Materiale ad elevata conducibilità elettrica
Soluzioni di Schermatura a Bassa Frequenza:
Lo strato di materiale ad alta permeabilità magnetica,
permette l’abbattimento dell’induzione magnetica attraverso
una deviazione del flusso. Il suo comportamento schermante
può essere molto intenso vicino allo schermo ma tende a
decadere allontanandosi da esso.
Soluzioni di Schermatura a Bassa Frequenza:
Fig. 1. Campo magnetico prodotto da una spira in assenza di
schermo
Soluzioni di Schermatura a Bassa Frequenza:
Lo strato di materiale ad elevata conducibilità elettrica in
presenza di un campo magnetico variabile (campo induttore)
diventa sede di correnti di circolazione, le quali generano a loro
volta un campo magnetico di reazione (campo indotto) che si
oppone a quello inducente provocando un abbattimento
complessivo del campo magnetico totale.
Soluzioni di Schermatura a Bassa Frequenza:
Schermo
Ferromagnetico
+
Campo magnetico prodotto
da una spira in assenza di
schermo
Schermo
Conduttivo
L’associazione fra materiali ad alta permeabilità e conduttività, producono
un doppio effetto sull’assorbimento dei campi elettromagnetici, riducendo
al minimo il campo magnetico residuo con l’effetto corrente parassita
che annulla e trattiene il campo.
I SISTEMI (Piastre piane)
Tipologia di
schermatura
Materiale ad Alta
Permeabilità Magnetica
Materiale ad Elevata
Conducibilità Elettrica
Spessore
Totale
LT
(Low Thickness)
2x0,35 mm
2 mm
2.7 mm
MT
(Medium
Thickness)
2x0,35 mm
4 mm
4.7 mm
HT
(High Thickness)
4x0,35 mm
5 mm
6.4 mm
I SISTEMI (Piastre piane)
Misure standard delle piastre piane di schermatura:
(1000x1000 mm)
(1000x500 mm)
(500x500 mm)
I SISTEMI (Piastre piane)
I SISTEMI (Piastre piane)
Esempio di applicazione
Esempio di applicazione
Esempio di applicazione
Applicazioni speciali (EXPO Milano)
Applicazioni speciali
Applicazioni speciali
Applicazioni speciali
I SISTEMI (Canali schermanti)
Esempio di applicazione
Esempio di applicazione
I SISTEMI (Canale schermante spec. )
Esempio di applicazione
Esempio di applicazione
Cabine di trasformazione distributore energia (es. Enel, Iren, ACEA, A2A, ecc.)
Fascia di rispetto e obiettivo di qualità
5
3 T
4
3
2
1
0
‐1
‐2
‐3
‐2
‐1
0
1
2
3
4
5
6
Cabina secondaria «FR0»
Si tratta di una schermatura progettata per ridurre la Fascia di Rispetto
entro i 20 cm dalla parete esterna della cabina
(20 cm secondo la Norma CEI-EN 62100).
Cabina secondaria «FR0»
Le schermature dei singoli componenti sono fatte da materiali a
singolo o multistrato (a 2 o 3 strati di materiale).
Cabina secondaria «FR0»
Cabina secondaria «FR0»
I SISTEMI (Schermature Puntuali)
Schermatura di sistemi di smagnetizzazione
I sistemi per la smagnetizzazione di componenti ferromagnetici sono necessari
per annullare il più possibile l’induzione magnetica residua di componenti che
sono stati sottoposti da un ciclo di magnetizzazione statica o dinamica
finalizzata ai controlli non distruttivi
Tali sistemi sono caratterizzati da
un grosso avvolgimento alimentato
in corrente alternata a frequenza
regolabile.
Il pezzo che deve essere sottoposto
a smagnetizzazione viene fatto
passare all’interno del solenoide.
Generalmente il pezzo viene posto
su di un tapis roulant o viene
movimentato a mano mediante un
carrello che porta il pezzo al centro
del solenoide e poi lo allontana fino ad una determinata distanza.
Schermatura di sistemi di smagnetizzazione
Il sistema di mitigazione può essere in materiale conduttivo o ferromagnetico
L’effetto del materiale conduttivo può portare a modifiche del campo magnetico
principale all’interno dello smagnetizzatore mentre l’utilizzo del materiale ferromagnetico permette di ridurre il campo magnetico senza alterare il funzionamento.
Schermo ferromagnetico
Schermo conduttivo
Schermatura di sistemi di smagnetizzazione
Tali apparecchiature non sono classificate
conformi a priori ma devono essere oggetto
di valutazioni accurate.
Spesso può risultare opportuno schermare
tali sorgenti sia per la protezione dei lavoratori
professionalmente esposti che quelli non professionalmente esposti che possono trovarsi in prossimità della sorgente.
La schermatura permette un abbattimento
significativo dei livelli di induzione magnetica
nell’intorno dell’apparecchiatura.
Linee alta tensione in cavo interrato
Superamento obiettivo di qualità (3 microT)
Possibile superamento del limite europeo
(100 microT)
Linee alta tensione in cavo interrato:
schermatura area di giunzione (brevettato)
Campo a mezzo metro dal terreno
100
SHIELDING
CABLES (12)
Magnetic Induction (T)
Campo Sorgente
Passive Loop
HMC
I = 1400A
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
MAGNETIC
CORES (3)
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26
X axis (m)
17/27
Grazie dell’attenzione