CAUSADAS POR UN VARIADOR DE FRECUENCIA CLINICO UNIVERSITARIO. M. Cristina Esteban Lallana

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María Luisa Ramos Revuelta
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1 INTERFERENCIAS ELECTROMAGNETICAS CAUSADAS POR UN VARIADOR DE FRECUENCIA EN EQUIPOS ELECTROMEDICOS DEL HOSPITAL CLINICO UNIVERSITARIO M. Cristina Esteban Lallana

2 INDICE 1.- Objetivo 2.- Compatibilidad electromagnética 3.- Presentación de la interferencia Fuente-Variador de frecuencia Víctima-Equipos electromédicos Modo de acoplamiento 4. - Caracterización electromagnética 5.- Medidas de mitigación 6.- Conclusiones

3 1.- Objetivo Realización del estudio técnico de las interferencia electromagnéticas provocadas por el variador de frecuencia de la motobomba b del sistema de condensación sobre equipos electromédicos situados en el edificio de consultas externas del Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa. fenómeno de compatibilidad electromagnética?

4 2.- Compatibilidad electromagnética Compatibilidad d electromagnética es la capacidad de cualquier aparato, equipo o sistema para funcionar de forma satisfactoria en su entorno electromagnético sin provocar perturbaciones electromagnéticas sobre cualquier cosa de ese entorno.

5 2.- Compatibilidad electromagnética La compatibilidad electromagnética debe ocuparse de dos problemas diferentes, que dan lugar a dos ramas de la misma: Inmunidad o susceptibilidad electromagnética (EMS): Ese aparato, equipo o sistema debe ser capaz de operar adecuadamente en ese entorno sin ser interferido por otros. Interferencias electromagnéticas (EMI): No debe ser fuente de interferencias que afecten a otros equipos de ese entorno (emisiones electromagnéticas)

6 2.- Compatibilidad electromagnética

7 2.- Compatibilidad electromagnética Una transferencia de energía causa interferencia: - Si la magnitud de esa energía es lo suficientemente grande. - Si su contenido espectral en la entrada del receptor (víctima) hace que éste funcione de un modo indeseado. Modos de prevenir interferencias: - Prevenir la emisión en su fuente. - Hacer el camino de acoplamiento tan ineficiente i como sea posible. - Hacer el receptor menos susceptible a la emisión.

8 3.-Presentación de la interferencia

9 3.- Presentación de la interferencia Esquema de la instalación

10 3.1- Fuente: Variador de frecuencia Sistema variador-cable-motor bomba: Variador de frecuencia. Filtro adicional (puesto posteriormente a la instalación original). Bomba sumergida. Acometida eléctrica (parte enterrada y parte en la superficie) Origen de interferencia: La rapidez de las conmutaciones generadas por el variador generan perturbaciones de alta frecuencia

11 3.2.- Víctima: Equipos electromédicos Equipos: Electromiógrafo de potenciales evocados, Equipo de potenciales evocados. Función: Adquirir señales eléctricas provenientes de diferentes unidades y mostrarlas en monitor. Los equipos se componen: Transductor: Detecta el cambio en el parámetro que esta siendo medido (Electrodos) Unidad de procesamiento: Contiene circuitos eléctricos que amplifican, filtran y digitalizan la señal. Dispositivo de salida: Visual, auditiva o ambas. Debe poder cambiar instantáneamente. Filtrado en los equipos: Tres tipos de filtros Notch, Hi-Cut, Lo-Cut con el objeto de eliminar el ruido de la línea (50/60 Hz) y de limitar en banda la señal de entrada.

12 3.3.- Modo de acoplamiento El modo de acoplamiento a principal cpa entre e fuente y víctima es conducido y está generado por las emisiones del variador de frecuencia. El acoplo radiado se ha descartado, debido a que las distancias entre fuente y victima son grandes y que las frecuencias de trabajo de los circuitos víctima son bajas. A estas frecuencias y distancias, la potencia de radiación requerida para poder afectar los equipo debería ser de gran magnitud y esto se ha descartado.

13 4.-Caracterización electromagnética

14 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Fuente Variador de frecuencia tiene marcado CE? Variador de frecuencia conmutando 2,5 khz Filtro del variador de frecuencia es el adecuado? es adecuada su instalación? Revisión de la instalación y cableado es el adecuado? Inspección visual de la instalación

15 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Fuente Filtro colgado, sólo g, sujeto a 4 puntos

16 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Fuente Conexionado cableado del Cableado apantallado no

17 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Fuente Filtro funciona a partir de los 9 khz y en la parte de baja frecuencia? El filtro debe cumplir con la norma EN 55011, clase b, grupo 1.

18 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Fuente- medidas realizadas Receptor de EMI Pinza de corriente Cables coaxiales

19 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia TRAZA dbµa Frecuencia (Hz) x 10 4 Emisiones conducidas antes de filtro de variador

20 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia TRAZA dbµa Frecuencia (Hz) x 10 4 Emisiones conducidas después de filtro de variador

21 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Víctima : Electromiógrafo y dispositivo de potenciales evocados. Tienen el marcado CE? Si Cumplen con la normativa de equipos electromédicos UNE EN ? SI Cumple con los niveles de inmunidad que le exige el ambiente donde va a estar instalado? NO

22 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia Victima: Electromiógrafo Perfil de monitorización sin interferencias (sin bomba funcionando) Perfil de monitorización con interferencias (bomba funcionando)

23 4.- Caracterización del fenómeno de interferencia - La frecuencia de uso de los equipos electromédicos se encuentra entre los 20 Hz y 20 khz. - La frecuencia de uso del filtro del variador es mayor de 9 khz. - La instalación del filtro no es la adecuada - El cableado esta incorrectamente distribuido. - Carencia de cableado apantallado - la frecuencia de conmutación es de 2,5 khz, es muy rápida

24 5.-Medidas de mitigación

25 5.- Medidas de mitigación PUESTA A TIERRA

26 5.- Medidas de mitigación Fuente Cambio de la frecuencia de conmutación a 7kHz Conexión adecuada del filtro del variador FERRITAS

27 5.- Medidas de mitigación Medio de acoplamiento: cableado Entrada al filtro Salida del filtro hacia el variador Entrada al variador

28 5.- Medidas de mitigación Traza 2 Traza dbµa x 10 4 Frecuencia (Hz) Medida antes de las medidas de mitigación, después del filtro Medida después de las medidas de mitigación, después del filtro

29 6.- Conclusiones Los variadores de frecuencia son grandes emisores de interferencias electromagnéticas. Principalmente conducidas. Pese a que un equipo cumpla su normativa de aplicación, en función del entorno donde vaya a funcionar necesita aumentar su inmunidad para asegurar su funcionamiento. las medidas de mitigación pasan por: Un adecuado filtrado Una adecuada instalación de los equipos Uso de cableado apantallado Uso de ferritas para alta frecuencia

30 Laboratorio eléctrico ITA Su objetivo es dar apoyo a las empresas en materia de cumplimiento con las directivas de aplicación y el marcado CE para la libre circulación de productos dentro de la UE. Realización de ensayos de acuerdo a normativas armonizadas: - Seguridad eléctrica - Compatibilidad electromagnética. El laboratorio esta acreditado por ENAC de acuerdo con el anexo técnico 100LE257

31 Laboratorio de Seguridad Funcional ITA Su objetivo es la realización de estudios sobre campos electromagnéticos en entornos complejos para conseguir la seguridad funcional de los equipos eléctricos y electrónicos allí instalados - Caracterización electromagnética del entorno - Medidas de los campos electromagnéticos - Simulación de circuitos eléctricos y electrónicos - Simulación ió de campos electromagnéticos - Establecimiento de medidas de mitigación - Análisis de riesgos - Análisis de fiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad y seguridad.

32 GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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