Плюс ЭМС всей страны. Вопросы электромагнитной совместимости. Ю. А. Таранюк (№1, 2011).

ПЛЮС ЭМС ВСЕЙ СТРАНЫ

(В этом номере автором предлагается продолжение

многочисленных публикаций на страницах нашего журнала,

посвященных вопросам электромагнитной совместимости)

 

Ю. А. Таранюк

Помощник генерального директора ФГУП «НПП “Циклон-Тест”»

 по сертификации и новым технологиям

 

Базовая основа ЭМС

Вся система электромагнитной совместимости (далее — ЭМС) базируется сегодня на основе Директивы Европейс­кого парламента и Совета, а Соединенные Штаты и мно­гие другие регионы мира решили обособиться: у них «не­сколько другая» ЭМС, и отменять «свои правила» они не собираются; их разработкой занят Американский нацио­нальный институт стандартов.

Понятно, что ЭМС в Европе существовала задолго до директивы, а с принятием Европейской комиссией дирек­тивы ЭМС № 89/336/ЕЕС с 1 января 1992 года все карди­нально изменилось. Было замечено, что Директива ЭМС наиболее всесторонняя, сложная и, возможно, наиболее придирчива. Если вспомнить про оборонную промышлен­ность, то и в России она прижилась легко и быстро.

После принятия Директивы ЭМС для обеспечения со­ответствия продукции ее требованиям вышли две книги. В публикации [1] изложены законодательные положения и нормативные требования по обеспечению электромагнит­ной совместимости и приведены эффективные инженер­ные методы конструирования аппаратуры с учетом упомя­нутых требований, изложены современные требования и эффективные инженерные методы обеспечения ЭМС как при проектировании, так и монтаже электротехнических и электронных систем и установок.

Один из авторов [2] пишет: «Настоящая книга предна­значена для оказания помощи в работе центра ЭМС ком­пании. Книга может служить справочником для инженера, отвечающего за вопросы ЭМС, применяться в качестве ос­новного материала для конструкторов и технических спе­циалистов или же являться частью документации, исполь­зуемой группой разработчиков, начинающей работу над новым проектом». И тут же: «Сегодня существует крайняя необходимость принятия обязательных мер для защиты и обеспечения электромагнитной совместимости оборудо­вания».

Почти одновременно с Директивой ЭМС появляется и целый ряд директив «нового подхода», направленных на обеспечение свободного движения товаров на европейс­ком рынке; теперь все государства-члены просто обязаны заниматься обеспечением качества и безопасности това­ров, защитой пользователей и т. д. И в то же время появ­ляется Низковольтная директива, имеющая отношение к безопасности продукции, а не к вопросам ЭМС.

Как было замечено в [1], за много лет на европейском уровне были приняты самые разные директивы, направ­ленные на осуществление контроля эмиссии помех от обо­рудования, многие из которых были впоследствии заме­нены Директивой ЭМС. От каждого государства, входя­щего в Европейский союз, теперь требуется ввести такие положения в национальные законодательства. Предшест­вующие законодательные акты по объему затрагиваемых вопросов несравнимы с Директивой ЭМС, сфера дейст­вия которой охватывает теперь не только вопросы, отно­сящиеся к помехам радиосвязи, создаваемым оборудова­нием, но и распространяется в целом на устойчивость к электромагнитным помехам и на эмиссию электромагнит­ных помех.

Задолго до появления директивы испытания на ЭМС широко проводились и в военной технике — в России, Гер­мании, Соединенном Королевстве и особенно в США. Эти испытания имели целенаправленный и закрытый харак­тер. В Европе в соответствии с соглашением об обороне оборудование двойного — военного и гражданского — на­значения должно теперь соответствовать и требованиям Директивы ЭМС, если оно размещается на гражданском рынке.

Сравнительно новым для России являются знак соот­ветствия СЕ и декларация о соответствии. Для нас это не­обычно, мы привыкли иметь «арбитра», или «третье лицо», которое при проведении испытаний технических средств убеждалось, что требования по их защите выполнены. Се­годня же добросовестный изготовитель или его уполномо­ченный представитель издает декларацию соответствия, которая должна быть представлена на рассмотрение со­ответствующего органа государственной власти. Наносит­ся знак соответствия СЕ на аппараты или, если это невоз­можно, на упаковке, инструкции по эксплуатации либо на гарантийном сертификате.

В России — как и ранее в Советском Союзе — целая система подтверждения соответствия, базирующаяся на основе техусловий, которые оформлялись на каждое из­делие со всеми необходимыми сведениями для эксплуата­ции. Особенно следует указать на наличие там раздела «Правила приемки и контроля качества». С самого начала разработки изделий, с первых же созданных образцов от­дел контроля качества изготовителя проверяет соответс­твие первых же узлов и деталей на соответствие требова­ниям документации. Эта работа продолжается до тех пор, пока не будут устранены все недостатки вплоть до окон­чательной сборки изделия.

А дальше испытания уже готовых изделий проводятся специальной независимой комиссией и ведется контроль госкомиссией. Естественно, имеют свои особенности под­тверждение соответствия представителем Министерства обороны. И здесь Директива Европейского парламента и Совета от 15 декабря 2004 года относительно сближения законодательства государств-членов кажется очень уж странной, как отменяющая Директиву 89/336/ЕЕС, то есть Директиву ЭМС.

Из текста новой Директивы можно сделать вывод, что в ней не предусмотрено подтверждение соответствия изго­тавливаемой продукции. Обратимся снова к [1]: «Задачи, возникшие перед изготовителями, которые должны обес­печить соответствие Директивы ЭМС, поистине героичес­кие». Поистине не найти ни одного вида продукции, кото­рая полностью отвечала бы требованиям Директивы. Мно­гие изготовители ранее выполняли требования, установ­ленные в западных стандартах в области помехоэмиссии или предусмотренные действующим законодательством государств — членов Европейского сообщества. Однако Директива ЭМС требует, чтобы не меньшее внимание бы­ло уделено и вопросам устойчивости изделий к электро­магнитным помехам.

Особенности новой Директивы ЭМС

В Центре испытаний и сертификации НПП «Циклон-Тест» довольно успешно проводятся испытания на электромаг­нитную совместимость. Как выяснилось, причиной отказов при таких испытаниях выступают их методы; в Европе уже давно работают над их устранением. Но, видимо, пробле­ма оказалась гораздо сложнее, вот почему Директиву Со­вета ЕС89/336 «О согласовании законодательных актов государств — участников сообщества, касающихся элект­ромагнитной совместимости», известную как Директива ЭМС, пришлось отменить. А зря: во многих странах она успешно работала, работает и приносит пользу [4]. Новая директива вступила в силу 20 января 2005 года и уже на­чала работать на территории 25 государств, а старая пре­кратила свою деятельность лишь в 2007 году. При этом от государств — членов ЕС в целях реализации новой дирек­тивы потребовалось пересмотреть национальное законо­дательство, принять новые законы и регламенты. Публи­кация об отмене Директивы ЭМС появилась в журнале «Международные стандарты. Электромагнитная совмес­тимость» только 01.07.2009 как «обновление», и поэтому многие не смогли знать об отмене Директивы ЭМС. А это, как оказалось, очень важно.

Более подробно и с комментариями новую Директиву описал Сергей Хохлявин, советник Уральского межрегио­нального ТУ Федерального агентства по техническому ре­гулированию и метрологии в Екатеринбурге [5].

 

Весьма характерна цель новой директивы — гаранти­ровать функционирование внутреннего рынка, обеспечив выполнение требований, предъявленных к оборудованию, касательно электромагнитной совместимости. О челове­ческих и биологических факторах как будто совсем было забыто, хотя не так давно это считалось главным.

И дело здесь не в сложности решения этой проблемы — проблема вполне решаемая — дело в деньгах: «Для ре­шения этой проблемы необходим целый комплекс, неотъ­емлемая часть которого — экономический баланс. Мень­ший уровень помех позволяет использовать радиопере­датчики меньшей мощности, но стоимость подавления по­мех окажется выше. А применение радиопередатчиков большой мощности с неэффективным использованием ра­диочастотного спектра приведет к меньшей стоимости ме­роприятий по подавлению помех».

Это так называемый «бизнес», а вот что будет с техни­кой и людьми, в [1; 2] даже не упоминается.

Похоже, Европейский парламент и Совет решили отме­нить все достижения по обеспечению соответствия ЭМС вместе с самой директивой без всякого обоснования. Но­вая директива по-прежнему осталась рамочной для госу­дарств — членов ЕС и не содержит технических норм, ко­торые сосредоточены в гармонизированных стандартах.

Подтверждение соответствия

Если взглянуть на новую директиву повнимательнее, мо­жет показаться, что в Европе оценка соответствия ЭМС фактически и не проводится. Может быть, только при усло­вии «если позволяют ресурсы». Но тем не менее оценка соответствия необходима, пусть даже для этого потребу­ются годы контроля, обучения плюс выполнения указанных в табл. 1 задач. В Европейском союзе она была всегда, а что для подтверждения соответствия делалось, показано в той же таблице:

— проверка соблюдения принципов ЭМС при создании каждого нового изделия на всех стадиях разработки;

— составление и контроль выполнения плана обеспече­ния ЭМС для каждого изделия;

— проведение предварительных испытаний и испытаний на соответствие как в условиях компании, так и при вза­имодействии с внешними лабораториями;

— подтверждение должного уровня знаний стандартов ЭМС и законодательных актов, применяемых для из­делий компании;

— поддержание связи с отделами разработки, производ­ства, испытаний, установки и технического обслужива­ния, продажи и ценовой политики с целью обеспечения соответствия их стратегии требования ЭМС» [1, с. 14].

Все продемонстрированное в таблице в Европе и США делается легко и просто, и особенно в военной области. В России это широко применяется в оборонке, но более ши­рокому применению упомянутых правил препятствует все то же отсутствие денег; их экономия мешает разработке качественной аппаратуры.

В печати неоднократно отмечалось об ошибках в Ев­ропейских стандартах — нормалях. Вспомнить хотя бы та­кой случай. В декабре 1996 года группа наших специали­стов побывала во Франции — в Гренобле — в одной доста­точно известной фирме: решались вопросы взаимодейс­твия испытательных лабораторий системы сертификации ГОСТ Р с этой фирмой. Заодно решили испытать их изде­лия, забракованные Фрязинским испытательным центром. Выяснилось, что их аппаратура при замере параметров ЭМС в автоматическом режиме норме соответствует, а вот в ручном — нет, при этом следует вспомнить: запись ре­зультатов в первом случае производилась в логарифми­ческом масштабе.

Было решено провести испытания в своих центрах. Мы на нашей измерительной аппаратуре — в ручном режиме, а наши зарубежные коллеги — на своей аппаратуре в ав­томатическом. Сведений от них и до настоящего времени не поступало. А мы выяснили, что помехи или сигналы с узкой шириной частотного спектра в ряде случаев у гар­моник достигают ширины десятков и даже единиц герц, да еще в высокочастотном диапазоне, а под логарифмичес­ким прессом ширину спектра этой гармоники измерить во­обще не получается. А ведь требования к таким сигналам на 10 дБ жестче.

Множество вопросов возникает в этой области и по дру­гим направлениям. При испытаниях технических средств (аппаратов или систем), особенно на расстоянии 10 м, не учитывается фазовая скорость гармонических составляющих испытуемого сигнала, ведь в природе не бывает чис­тых сигналов (монохрома). Всегда есть гармоники, каж­дая из которых имеет свою фазовую скорость распростра­нения, в результате чего на испытуемое изделие попадает сигнал совсем другой частоты, вернее, смеси частот, и уп­равлять этим сложно, нужно переходить на ТЭМ-волну. Здесь есть свои проблемы, поскольку ТЭМ-камеры имеют датчики внутри камеры, а поскольку они изготовлены из проводящего материала, естественно, на них имеются на­водки, мешающие точно измерить уровень поля в камере. А перейти на оптоволоконные линии связи с полной раз­вязкой от всех видов помех не так просто….

А сколько сил было затрачено на обеспечение ЭМС тех­нических средств для защиты людей от воздействия элек­тромагнитных излучений! Ведь указанные мероприятия должны осуществляться при разработке, изготовлении, реализации (продаже, поставке), импорте, установке (мон­таже) и применении техники, что базируется уже на новых стандартах, гармонизированных с европейскими.

Что день грядущий нам готовит?

Из опыта работы по старой Директиве ЭМС оценим, а что же нам сулит новая.

Во-первых, в ней нет технических норм, которые сосре­доточены в гармонизированных стандартах. Ее цель — га­рантировать функционирование внутреннего рынка, обес­печив предъявление к соответствующему оборудованию адекватного уровня электромагнитной совместимости.

Во-вторых, в ст. 3 сформировано общее требование к государствам — членам ЕС «принять все соответствующие меры для того, чтобы оборудование размещалось на рын­ке или вводилось в эксплуатацию только в том случае, если оно соответствует требованиям настоящей Директи­вы». Эта норма конкретизирована в ст. 4, касающейся сво­бодного перемещения оборудования на рынке (снова без подтверждения соответствия).

В-третьих, в ст. 5 отмечено, что стационарная установка должна быть установлена с применением методов «хоро­шей инженерной практики» (как следует из комментариев [5], в нашей стране она не используется).

В-четвертых, в соответствии со ст. 6 статус стандартов, гармонизированных с Директивой, означает техническую, принятую признанным европейским органом по стандар­тизации согласно мандату Европейской комиссии в соот­ветствии с процедурами Директивы № 98/34/ЕС. При этом прямо оговаривается, что соответствие государственному стандарту не является обязательным. (Но тогда зачем он вообще нужен?)

В-пятых, в соответствии со ст. 7 новая директива пре­дусматривает две процедуры оценки соответствия аппара­тов на усмотрение изготовителя (или его уполномоченного представителя):

— «внутренний контроль производства осуществляется без учета третьей стороны». Изготовитель должен полу­чить оценку электромагнитной совместимости аппара­та с целью выполнения требований защиты. В соответ­ствии с условиями директивы требуется составить тех­ническую документацию, свидетельствующую о соот­ветствии аппарата требованиям новой директивы;

— вторая процедура в дополнение к сказанному включа­ет процесс нотификации (уведомление третьей сторо­ны). Изготовителем должна быть представлена техни­ческая документация в нотификационный орган и за­прошена ее оценка. При этом на изготовителя ляжет обязанность определить, а какие именно аспекты су­щественных требований подлежат оценке. Нотифика­ционный орган должен рассмотреть документацию и убедиться, что требования были выполнены. (Хорошо было бы проверить готовое изделие, а не документа­цию.) Если соответствие аппарата подтверждено, но­тификационный орган должен направить изготовителю документ, свидетельствующий об этом. Список нотифи­кационных органов публикуется в Официальном изда­нии Европейского союза.

В-шестых, в соответствии со ст. 11 была включена нор­ма, согласно которой любое решение об изъятии аппарата с рынка запрещено, под этим должно быть надлежащее основание. В то же время заинтересованные лица должны быть информированы относительно средств защиты и сро­ков, в которые они могут быть использованы.

Из всего сказанного видно, что изготовитель продук­ции, отвечающий за качество и безопасность продукции, в документации отсутствует. Есть, конечно, возможность вообще отказаться от испытаний, достаточно подготовить декларацию о соответствии, нанести знак СЕ и надеять­ся, что никто этого не заметит, но компании, дорожащие своей репутацией, конечно же, по этому пути не пойдут. И все-таки возможность применения такого способа конку­рирентами есть, что должно учитываться при определении вашей позиции на рынке. Как правильно замечено авто­ром [1], такую возможность подтверждения соответствия нужно всегда иметь в виду.

Так что же все-таки свежего или особенного в новой Ди­рективе ЭМС? За решением такого вопроса мы можем обратиться к информации, накопленной специалистами в этой области и, конечно же, теми, кто за долгие годы полу­чил вполне достаточный опыт в решении проблем обеспе­чения ЭМС. Мы опять возвращаемся к знакомым нам ав­торам Тому Уильямсу и Кейту Амстронгу [2].

 

Советы по обеспечению ЭМС

Контрольный совет ЭМС

Крайне важно наличие структуры менеджмента для ре­шения рассматриваемых задач. Это достигается путем образования Контрольного совета ЭМС, в обязанности которого входит эффективное выполнение в назначен­ные сроки плана обеспечения ЭМС. Деятельность со­вета должна быть значительно связана с оборудовани­ем, удовлетворяющим определенным требованиям, и