Publicação

Electromagnetic field survey for Electromagnetic Compatibility in DEEC-UC

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Ao longo do desenvolvimento da eletrónica e popularização de equipamentos de telecomunicação por rádio-frequência, níveis cada vez mais complexos de radiação não-ionizante multifrequência são encontrados, seja em ambientes residenciais ou laborais. Esforços têm sido empreendidos nas últimas décadas para identificar possíveis efeitos biológicos devido a exposição a campos eletromagnéticos, estabelecendo legislação para a definição de níveis máximos de exposição. Ademais, os efeitos de Interferência Eletromagnética (EMI) em equipamentos elétricos é um dos principais temas investigados atualmente, estudando em que condições, duração e intensidade de exposição há degradação no desempenho deste. Desta forma, o trabalho conduzido nesta dissertação foi orientado para caracterizar ambientalmente as instalações do Departamento de Engenharia Electrotécnica da Universidade de Coimbra em termos de Compatibilidade Eletromagnética (CEM). Quer em termos de variação espacial ou temporal, seja para a gama de baixa ou alta frequência. Para tal objetivo, foi empregue uma série de métodos de pesquisa através de detetores de campos de banda larga e análise espectral. Os resultados foram comparados com os máximos Compatibility Levels para ambientes comerciais e públicos da norma IEC 61000-2-5, para fins de CEM. Ademais, os níveis dosimétricos de exposição do DEEC foram verificados em conformidade com os níveis máximos de referência do ICNIRP para padrões de exposição do público geral, realizando referências pontuais a legislação nacional de membros da UE para a respectiva temática. Os resultados obtidos indicam total conformidade com os máximos Compatibility Levels e dosimetria humana, para todos os ambientes e em todos os momentos investigados. De um modo geral, os níveis de indução magnética à frequência da rede são maiores quão mais a Este esteja uma localidade, a confirmar a preponderância da linha de transmissão sobre a Torre B, com um valor máximo medido de 1.97 uT na torre deste. Ademais, todos os campos elétricos à frequência da rede registados dentro do DEEC possuem magnitude abaixo dos 3.5 V/m, com a exceção do ponto medido 3 m em frente à entrada principal do DEEC, cujo valor medido foi de 36,2 V/m. Foi registado um Dynamic range, fator de variação temporal, de 3 dB para campos magnéticos à frequência da rede, e um fator de 10 dB para os campos eletromagnéticos entre 150 MHz e 6 GHz.Um novo método de interpolação gráfica para a representação de campos magnéticos a 50 Hz foi proposto. Os resultados foram credíveis, sendo tal método uma alternativa robusta e rápida a métodos tradicionais como representação em grelha. Um factor de correlação de 0.94 também foi obtido entre os pares definidos pelos pontos centrais e cada um dos cantos de cada ambiente, sugerindo que o ponto central pode ser tido como um bom indicativo da intensidade do campo magnético em todo ambiente.A ocupação espectral às altas frequências acontece majoritariamente nas faixas de telecomunicação. Os maiores níveis de campos elétricos medidos nesta faixa foram registado na parte externa do departamento, com um máximo de 1.73 V/m no ponto em frente à entrada principal do Departamento de Engenharia Informática. No entanto, há um sinal triangular, com um pico de 97 dBuV/m centrado em 4 GHz, cuja origem é incerta.Para a avaliação dos distúrbios conduzidos na gama de frequências de CEM, 150 kHz-30 MHz, há inexistência de literatura técnica sobre o ruído presente globalmente na rede eléctrica. Desta forma, um equipamento inovador batizado LISN+I foi concebido e testado. Através de medições em fichas em diferentes pontos do DEEC, os resultados obtidos foram credíveis e facilmente visualizáveis através de um analisador de espectro, tornando-se portanto uma interessante adição pedagógica e passíveis de publicação futura. Os resultados indicaram valores de Average e Peak acima dos limites de emissão da Classe B da norma CISPR 32 para Average e Quasi-peak, respectivamente.Por fim, a Shielding Effectiveness (SE) da câmara blindada, presente no estacionamento subterrâneo do DEEC, foi medida com adaptações da norma IEEE 299-2006. A análise das curvas de SE indicam que a câmara não possui blindagem adequada para campos eletromagnéticos de baixa frequência. Valores de SE acima de 40 dB somente ocorrem para campos incidentes acima de 450 MHz. Entretanto, embora o comportamento das curvas da quina e parede sejam similares, a porta notoriamente possui os menores valores de SE para as frequências testadas, indicando que os seus gaskets possam precisar de manutenção ou substituição.
Autores principais:	Ferreira, Felipe Augusto Gomes
Assunto:	Ambiente eletromagnético Compatibilidade Eletromagnética IEC 61000-2-5 Distúrbio conduzido para CEM Câmara blindada Electromagnetic environment Electromagnetic compatibility IEC 61000-2-5 EMC conducted noise RF shielded Chamber
Ano:	2023
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Coimbra
Idioma:	inglês
Origem:	Estudo Geral - Universidade de Coimbra

Descrição
Resumo:	Ao longo do desenvolvimento da eletrónica e popularização de equipamentos de telecomunicação por rádio-frequência, níveis cada vez mais complexos de radiação não-ionizante multifrequência são encontrados, seja em ambientes residenciais ou laborais. Esforços têm sido empreendidos nas últimas décadas para identificar possíveis efeitos biológicos devido a exposição a campos eletromagnéticos, estabelecendo legislação para a definição de níveis máximos de exposição. Ademais, os efeitos de Interferência Eletromagnética (EMI) em equipamentos elétricos é um dos principais temas investigados atualmente, estudando em que condições, duração e intensidade de exposição há degradação no desempenho deste. Desta forma, o trabalho conduzido nesta dissertação foi orientado para caracterizar ambientalmente as instalações do Departamento de Engenharia Electrotécnica da Universidade de Coimbra em termos de Compatibilidade Eletromagnética (CEM). Quer em termos de variação espacial ou temporal, seja para a gama de baixa ou alta frequência. Para tal objetivo, foi empregue uma série de métodos de pesquisa através de detetores de campos de banda larga e análise espectral. Os resultados foram comparados com os máximos Compatibility Levels para ambientes comerciais e públicos da norma IEC 61000-2-5, para fins de CEM. Ademais, os níveis dosimétricos de exposição do DEEC foram verificados em conformidade com os níveis máximos de referência do ICNIRP para padrões de exposição do público geral, realizando referências pontuais a legislação nacional de membros da UE para a respectiva temática. Os resultados obtidos indicam total conformidade com os máximos Compatibility Levels e dosimetria humana, para todos os ambientes e em todos os momentos investigados. De um modo geral, os níveis de indução magnética à frequência da rede são maiores quão mais a Este esteja uma localidade, a confirmar a preponderância da linha de transmissão sobre a Torre B, com um valor máximo medido de 1.97 uT na torre deste. Ademais, todos os campos elétricos à frequência da rede registados dentro do DEEC possuem magnitude abaixo dos 3.5 V/m, com a exceção do ponto medido 3 m em frente à entrada principal do DEEC, cujo valor medido foi de 36,2 V/m. Foi registado um Dynamic range, fator de variação temporal, de 3 dB para campos magnéticos à frequência da rede, e um fator de 10 dB para os campos eletromagnéticos entre 150 MHz e 6 GHz.Um novo método de interpolação gráfica para a representação de campos magnéticos a 50 Hz foi proposto. Os resultados foram credíveis, sendo tal método uma alternativa robusta e rápida a métodos tradicionais como representação em grelha. Um factor de correlação de 0.94 também foi obtido entre os pares definidos pelos pontos centrais e cada um dos cantos de cada ambiente, sugerindo que o ponto central pode ser tido como um bom indicativo da intensidade do campo magnético em todo ambiente.A ocupação espectral às altas frequências acontece majoritariamente nas faixas de telecomunicação. Os maiores níveis de campos elétricos medidos nesta faixa foram registado na parte externa do departamento, com um máximo de 1.73 V/m no ponto em frente à entrada principal do Departamento de Engenharia Informática. No entanto, há um sinal triangular, com um pico de 97 dBuV/m centrado em 4 GHz, cuja origem é incerta.Para a avaliação dos distúrbios conduzidos na gama de frequências de CEM, 150 kHz-30 MHz, há inexistência de literatura técnica sobre o ruído presente globalmente na rede eléctrica. Desta forma, um equipamento inovador batizado LISN+I foi concebido e testado. Através de medições em fichas em diferentes pontos do DEEC, os resultados obtidos foram credíveis e facilmente visualizáveis através de um analisador de espectro, tornando-se portanto uma interessante adição pedagógica e passíveis de publicação futura. Os resultados indicaram valores de Average e Peak acima dos limites de emissão da Classe B da norma CISPR 32 para Average e Quasi-peak, respectivamente.Por fim, a Shielding Effectiveness (SE) da câmara blindada, presente no estacionamento subterrâneo do DEEC, foi medida com adaptações da norma IEEE 299-2006. A análise das curvas de SE indicam que a câmara não possui blindagem adequada para campos eletromagnéticos de baixa frequência. Valores de SE acima de 40 dB somente ocorrem para campos incidentes acima de 450 MHz. Entretanto, embora o comportamento das curvas da quina e parede sejam similares, a porta notoriamente possui os menores valores de SE para as frequências testadas, indicando que os seus gaskets possam precisar de manutenção ou substituição.