[ Home > 電気製品の EMC／安全適合性 > バナナの皮 ]
3. 2012年8月、Enforcement Bureau (Bureau) は、 ニューアーク・リバティー国際空港での地上型衛星補強システム (GBAS) の配備前試験に際し、 ニューヨークとニュージャージーの港湾局が干渉を受けていると報告する 連邦航空局 (FAA) からの苦情を受け取った。
GBAS は、精密進入、出発手順、そしてターミナル・エリア・オペレーションのために、 改善された航法信号を空港の近傍の航空機に与える。
4. Bureau のニューヨーク支局の局員が、その問題を 2012年8月4日にニューアーク空港で調査した。 ニューアーク空港の Guard Post India Gate に向かって走りながら、 その局員は、方向検知テクニックを用いて、 ニュージャージーのナンバープレートを付けた赤い Ford F-150 ピックアップ・トラックが、 無線航法衛星サービスのために割り当てられ、GPS 無線航法システムで用いられている、 制限された 1559〜1610 MHz 帯の無線信号を放射していることを同定した。
その車両から放射されている信号は GBAS で用いられている GPS 受信器の GPS 信号受信をブロックしていた。 FCC 局員と密に連携している港湾局警察と保安要員が、ゲートでその赤いフォードを止めた。 FCC 局員は、手持ち型の方向探知機を用いて、 その赤いフォードからの制限された 1559〜1610 MHz 帯内の強い広帯域エミッションを確認した。
FCC 局員はそのドライバーに質問し、彼は Gary Bojczak と名乗り、 GPS 送信を妨害している無線送信デバイスを所有し動作させていることを認めた。 Bojczak 氏は、雇い主がその自動車に設置した GPS ベースの車両追跡システムをブロックするために、 会社から支給された車両にその妨害デバイスを取り付けて動作させたと主張した。
Bojczak 氏はジャマーを FCC 局員に自発的に引き渡した。 ジャマーが赤いフォードから取り外されて電源を切られた後、 局員はその無許可の信号が停止したことを確認した。
12. 公衆の安全の保護のために設計された敏感な航空航法機器への妨害が引き起こされたことに鑑み、 干渉に対する基本罰金額に 50% の上乗せを適用し、提起された $42,500.26 の罰金を算出した。
(Extracts from FCC 13-106, 2nd August 2013, kindly sent in by Peter Warburg, a Principal Engineer with General Dynamics Broadband, http://transition.fcc.gov/Daily_Releases/Daily_Business/2013/db0802/FCC-13-106A1.pdf.)
パワー・エレクトロニクスとパワー・コンバータの発展とともに、 配電システム上のますます多くの負荷がパワー・コンバータを介して接続されるようになっている。 これは高エネルギー効率照明と可変周波数駆動について特に真である。 再生可能発電は、これもパワー・コンバータを介してグリッドに接続される傾向がある、 配電システムにおけるもう1つの成長分野である。 このため配電システムに接続される非線形デバイスの割合は急速に増加しており、 既に 60% 以上となっているかも知れない [1]。
同時に、スマート・グリッドとマイクロ・グリッドのコンセプトのための、 電力システムと密に結合する通信/制御機器の増加がある。 従って、電力システム上のこれらの非線形デバイスからの顕著な伝導性エミッションが EMC 問題を引き起こすかも知れないという懸念がある。
変圧器損失の増加に伴う問題が既に報告されており、機器の損傷の他の証拠がある [2, 3]。 電力システム上の伝導性エミッションに伴う電磁干渉のレベルの評価は、 動作の多様性や発電機と負荷への接続のため、非常に厄介である。 ケーブルや架空線の特性インピーダンスも 30〜300Ω で変動し得る。 これは、接続された機器が変わらず、伝搬インピーダンスが一定 (例えば放射では 377Ω、通信用伝送線路では 50Ω) である他の環境とは大きく異なる。 従って、測定とデバイスの累積的効果のアセスメントの双方で、 伝導性エミッションの評価に関係する相当の幅の不確かさがある。 今日まで、エミッションの累積的効果の理論的な予測は完全には成功していない。
現在、適切な規格が策定中であるが、 この記事はこれらの伝導性エミッションに関係する多くの不確かさがあることを示す。 最初のものは、モータや発電機に接続された現代のパワー・コンバータは、 考慮すべき様々な動作条件を持つことである。 第二に、電力網自身が動的と静的な特性の双方で多様な性質を持ち、 その影響への統計的アプローチの開発の必要があるということである。
第三は、現代的なコンバータからのエミッションはアクティブ力率補償の動作に伴って時とともに変化し、 この測定のための STFT のような手法を標準化する必要があるということである。 最後に、今日まで、システム全体の性能を システム全体の測定やモデリングなしに評価する満足な手法は開発されていないことである。
[1] J. C. Das, “Power System Analysis: Short-Circuit Load Flow and Harmonics”, CRC Press, 2011.
[2] R. B. Timens, F. J. K. Buesink, V. Cuk, J. F. G. Cobben, W. L. Kling and F. B. J. Leferink., ‘Harmonic Distortion in a New Building due to a Multitude of Electronic Equipment’, 2011 IEEE International Symposium on EMC, Long Beach, CA, USA.
[3] T. Sels, J. Declercq, J. Lopez-Roldan, D. van Dommelen, and R. Belmans, “The impact of repetitive combined voltages with low and high fundamental frequencies on the ageing of cast resin,” in Proc. Int. Conf. on Electricity Distribution (CIRED), Turin, June 2005.
(Extracted from: Conducted Emissions in Distribution Systems (1 kHz-1 MHz), by Prof. David Thomas, Vice-Chair IEEE EMC Society TC 7 - Low Frequency EMC, in the IEEE EMC Society Magazine Volume 2 Quarter 2, 2013, pp101-104, from: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=06550941.)
その逸話は、テレカンファレンス接続上の雑音のために 非常に重要な会議で年度末の統計データを得る上でのトラブルがあったことへと続く。
会議参加者が持つ電子デバイスの多くが連続ポーリング型のもので、その持続的に放射される RF が テレカンファレンス機器内で音響ノイズに変換されていたことが明らかとなった。
会議参加者の一人に環境の調査が割り当てられ、 これがオフィス用機器の RF イミュニティについての ANSI 規格の創始と策定へと導いた。
(An extract from: “An update on the C63 standards” by Thomas Mullineaux, Evaluation Engineering, Dec 2005, http://www.evaluationengineering.com/articles/200512/an-update-on-the-c63-standards.php)
ANSI C63.18 規格は、携帯電話やウォーキートーキーのようなありふれた放射源に対する 医用機器のイミュニティの試験の推奨される手法を述べる。
この規格は近傍のパトロールカー上の警察官が無線送信を行なった時に 電動車椅子が勝手に動き出した後で創始された。
(Another extract from: “An update on the C63 standards” by Thomas Mullineaux, Evaluation Engineering, Dec 2005, http://www.evaluationengineering.com/articles/200512/an-update-on-the-c63-standards.php)
疑いなく多くの読者と同様、 私は何年ものあいだにいくつものコードレスの電動工具と専用の充電器を貯め込んできた。
今年初旬、2台の充電器が同時に故障したのに少し驚かされた。 ひとつは変圧器の一次巻線がオープンとなり、 他方は整流器が故障して DC ではなく AC を出力していた。
その後、一次巻線が故障した充電器内にあったバッテリーが、 新しい、健全な充電器からの充電を受け入れないことに気付いた。 私は、これらに、 埋設電力網から給電されていることから電源電圧には影響しなかったと思われる、 激しい雷雨のすぐ後で気付いた。 一週間以内に、コードレス電話が不可解にも故障した。 雷雨の時、それは主電源から給電された充電器に置かれていた。
何年も前、前の家で、雷撃が道路を直撃し、テレビの電源トランスが 近所の多数が所有していたものとともに故障するのを実際に見たことがある。 その一人がテレビの修理人で、他の人達から修理作業を請け負ったため、 これは容易に立証された。
そのような同時の故障は偶然の一致の範囲を超え、 (典型的には) コンピュータや周辺機器のためのサージ防護を備えたテーブルタップの入手性は そのような事象が珍しくないことを示唆するように見受けられる。 私はコンピュータのためにそれを用いており、これまで、そこでは同様の問題に出会っていない。
そのような事象の逸話的証拠は他にないだろうか?
その電源電圧の法定限度を超える明らかな逸脱はスパイクの定義に入り、 電力会社の責任を超えるのだろうか?
もっと言うと、個々の装置や装置のグループではなく住宅設備全てを保護するであろう、 すぐに入手可能なデバイスはあるだろうか?
(From: “When lightning strikes” by Chris Tigwell, BSc CEng MIET, IET Power Engineer, Volume 20, Issue 5, October 2006, page 13, DOI: 10.1049/pe:20060512, Print ISSN 1479-8344, Online ISSN 1741-0517, at: http://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/pe_20060512?crawler=true)
コンパスが狂った時、その地域航空便は 9,000フィートを越えて上昇しており、 乗務員が第9列の乗客を説得して Apple Inc. (AAPL) iPhone の電源を切ってもらうまでに パイロットに航路を数マイル外させた。
その 2011年のインシデントについて、匿名の副操縦士は、 「携帯電話の電源を切ったタイミングは我々の進路の問題が解決された瞬間と一致した」 と NASA の航空安全報告システムに伝えた。 その航空機は安全に着陸した。
米国上院議員 Claire McCaskill から俳優 Alec Baldwin に至る有名人らが、 タブレット、スマートフォン、ラップトップ、そしてその他のデバイスの飛行中の使用を制限する 過剰な規則と彼らが呼ぶものに対する苛立ちを示してきた。
10年以上にわたるパイロットの報告と科学者の研究は別のストーリーを語る。 政府と航空会社の報告システムは、乗客の電子機器が 航法、無線、そして他の航空機器に干渉していることが疑われた多くの事例を記録してきた。
FAA は、1月に、航空機内での電子機器の使用を拡大すべきか、 またどのようにそうすべきかを勧告する諮問委員会を航空会社と技術産業から任命した。 その機関は7月に予期されている委員会の勧告を考慮し、声明を出すであろう。 NASA、航空機製造会社 Boeing Co. (BA)、及び英国民間航空局によると、 いくつかのデバイスが航空機器に干渉するのに充分に強力な無線波を放射していることを 試験所での試験が示している。
航空会社の分裂
規則の緩和を主張する Delta Air Lines Inc. (DAL) でさえも、2010年から2012年のあいだに、 乗客の電子機器が航空機への干渉を引き起こしたことが疑われる27件のインシデントを そのパイロットと機関士が米国連邦航空局に報告している。 アトランタに本拠を置く Delta 社は、 それらの事例のいずれでも干渉があったことを確認できなかったと語った。
航空産業は分裂している。 Delta 社はそのファイリングで、乗客がそれを望んでいるので、 電子機器の使用の拡大を歓迎すると言う。 United Continental Holdings Inc. は、 客室乗務員による実行が難しくなるであろうから変更しないことを望むと言う。
ワイヤレス関係の協会である CTIA、モバイル企業を代表するワシントン商業団体、そして Kindle 電子ブック・リーダーを販売しているシアトルの通信販売業者である Amazon.com Inc. (AMZN) は、 昨年、デバイスのより広い使用を認めるように米国の FAA に要請した。 昨年のブログの記事で、CTIA は、個人用電子機器は干渉を引き起こさないと書いた。
10,000フィート
バージニア州アーリントンに本拠を置く Consumer Electronics Association は、 昨年の FAA へのファイリングで、 テクノロジとワイヤレス・サービスの乗客による利用は急速に成長しており、 それが安全である限り拡大されるべきであると言った。
連邦通信委員会議長の Julius Genachowski は、FAA への 12月 6日の書簡で同意した。
機上での電子機器の使用の拡大は、乗客がそれをより長く使えるようにすることで、 承認された航空機 Wi-Fi サービスのプロバイダを助けるであろう。 イリノイ州イタスカに本拠を置く Gogo Inc. (GOGO) は北米で 82% の市場を得ていると言っており、 Qualcomm Inc. (QCOM) は Wi-Fi の装備された航空機のための 空中 - 地上広帯域サービスの計画を進める許可を 5月 9日に FCC から得た。 FAA は、携帯型録音装置、補聴器、ペースメーカ、及び電気カミソリを例外として、 10,000フィート以下での電子機器の使用を禁じている。
FAA によれば、機が一旦その高度を超えて上昇したならば、 その無線信号を放射する能力を阻止する「機内モード」でデバイスを使用できる。 航空機製造業者か航空会社が安全であることを示した、 承認された Wi-Fi ネットワークに接続されたラップトップのようなデバイスは例外である。
飛行中 Wi-Fi
FAA によると、個人用電子デバイスからの潜在的なリスクは、 米国の航法システムの衛星ベースの航法への移行に伴って増加している。 効率の向上のため、航空機は GPS 技術を用いてより接近して飛行するであろう。
結果的に、電子機器からの干渉は許容できないと、FAA は昨年述べた。
飛行の一部のフェーズ中の禁止にこだわりつつも、 FAA は 2010年に個人用電子機器の使用のより広い使用を許すガイドラインを発行した。
FAA に技術的なアドバイスを行なっている、 ワシントンに本拠を置く非営利団体である RTCA Inc. が示唆したテクニックに従うことで、 航空会社は乗客が飛行中にウェブをブラウズできるようにする Wi-Fi ネットワークを設置できるようになっている。
容認できない
CEA を含むグループが 12月に調査した乗客の 10人に 4人は、 飛行の全てのフェーズにわたって電子デバイスを使用したいと言った。 同じ調査で、乗客の 30% は、飛行中にデバイスをうっかりとオンのままにしたことがあると言った。
ミズーリ州民主党員の McCaskill は 乗客がそれを機内モードにしているならば Kindle のような非電話デバイスの制限を解除するように求めたと、 彼女のスポークスマンである Drew Pusateri は言った。 彼女は、現在のルールは「馬鹿げている」と言った。 「過去の研究から、 誰かが客室内でデバイスをオンにしておいたために生じた航空機のインシデントはないことに気付いた。」
電子機器の無線波干渉からの危険は数十年にわたって知られてきた。
1995年の NASA のレビューによると、 1967年の、レーダー・ビームが電子的誤動作を引き起こした後に戦闘機のロケットが突然発射された時の 空母 USS Forrestal 上での火災は、134人の死者を出した。
GPS が役に立たない
現在の規則を変えるべきかどうかについての FAA からの昨年のコメントの要求によると、 米国の民間航空機上での制限は、 一部の可搬型ラジオが航法機器に干渉することを研究が示した後の 1966年に始まった
NASA によると、2004年のある試験では、 今は生産中止となった機種の Samsung Electronics 携帯電話の信号は、 GPS を消し去るのに充分であった。 全ての国家規格に適合したそのデバイスは、 ある航空機の3台の GPS 受信器をその電話が役立たずにしたことに飛行部門が気付いたことから試験された、 と NASA の研究者は報告した。
インシデントはいかなる商業的アクシデントも引き起こしておらず、 その後で再現させることは困難であるが、累積し続けている。 モントリオールに本拠を置く国際航空運送協会 (IATA) のエアライン・トレード・グループが 保持している記録には 2003年から 2009年のあいだで干渉が疑われる 75件の事例が記録されていると、 そのグループのスポークスマンである Perry Flint がインタビューで語った。
幽霊説
ドイツの University of Bielefeld のコンピュータ・ネットワークの教授である Peter Bernard Ladkin は、 ヨーロッパのパイロットからの同様の報告を集めている、とインタビューで語った。
「彼らは真面目で、誠実なパイロットである」と Ladkin は言った。 「彼らは自分がしていることを知っている。彼らは幽霊説の類を支持しない。」
電子機器の産業評価を行なってきた、 Boeing 社の準技術フェローである David Carson によると、 損傷したデバイスがそのように設計されていなかった周波数に送信したことがある。
それらの無線波が航法、通信、あるいはその他の何かの目的で用いられているアンテナに到達したならば、 それは受信しようとしている信号を消し去るかも知れない。 試験規格を作成した RTCA パネルの副議長である Carson によると、 デバイスはそれに低パワー・レベルで接続されるので、 飛行中 Wi-Fi システムはある程度は安全である。
飛行中に地上のネットワークに接続しようとしている携帯電話のような 遠距離接続をしようとしているデバイスはより強力な無線波を送出する、と彼は言った。
パイロットの iPad
Delta や Alaska Air Group Inc. (ALK) のような航空会社は、 紙のチャートやマニュアルを置き換えるために パイロットが Apple iPad を携帯できるようにするために FAA のガイドラインを用いた。 McCaskill らは、なぜ乗客が離着陸中に タブレット・コンピュータの使用を許されるべきかの例としてそれを用いた。
1つの違いは、航空会社は 携帯電話網を通した接続を用いる機種のタブレットを購入していないということである。 乗客が用いる類似のデバイスは客室での安全性に関して試験されていない、と Carson は言った。 さらに、乗客がそのデバイスを機内モードに切り替えるという、 あるいはそのデバイスが損傷していないという保証はない、と彼は言った。
「乗客が持ち込むものについて、それが泥水に落とされたり 大きいバッテリを積まれたりしていないかどうかはわからない」と彼は言った。
その RTCA グループは、タクシング、着陸、 及び離陸中のデバイスの使用を乗客に許されないことを勧告した、と Carson は言った。
客室乗務員の米国で最大の組合である Association of Flight Attendants は、 飛行のクリティカルな段階中は鞄や財布をそうしなければならないのと同様に 電子デバイスを仕舞い込むべきであると、昨年 FAA に語った。
元エアライン・パイロットで、ワシントンに本拠を置くコンサルティング・ファーム Safety Operating Systems の最高経営責任者である John Cox は、 いかなる決定も、政治、あるいは接続を維持したいという乗客の希望によってではなく、 科学に基づくべきである、とインタビューで言った。
「問題は、試験と認証規格の欠如の基礎のもとで航空安全を行なうことを望むのかどうかということだ」 と Cox は言った。
(From: “Turning Off IPhone Critical to Pilots Citing Interference”, Bloomberg, 13/08/2013, at: http://www.bloomberg.com/news/print/2013-05-15/turning-off-iphone-critical-to-pilots-citing-interference.html.
ウォール・ストリート・ジャーナルは、最近、 人気のある Blackberry ワイヤレス e-mail デバイスの一部のモデルが 今年の冬に ESD 問題を生じていることを報じた。 その記事は、そのユニットが寒い気象条件下でシャットオフし、 望ましい「常時オン」動作を中断させて e-mail の遅れをもたらす、 時間を要する再起動が必要となることに数人のユーザーが気付いたと報じた。
どうやら、その問題はそうなり得たほどひどいものではない。 Blackberry の製造業者である Research in Motion (RIM) は、 加入者のうちの僅かな割合である、週に数件の苦情しか受けていないと語った。 (RIM は最近その加入者の数が百万人の大台を突破したと報じた。) さらに、その問題から回復させるためにはリセットするかユニットをクレードルに置くことが必要だが、 価値のあるデータではなく時間が失われるだけで、そのデバイスは損傷を受けない。 ESD 問題を扱ったことのある我々の多くは、もっと悪いことを経験してきた!
冬の環境では非常に高い静電位が発生し得ることは残念な事実である (ゼロ度以下では空気の湿度は 25% 以下まで低下する ―― 編集者)。 これらの電圧は ESD 規格で通常求められているレベルを大きく超えるかも知れない。 慎重な設計とこれらの規格に対する試験はある程度の保護を与えるが、 残念ながら、現実世界における絶対的な保証はない。
(From: “ESD Bites the Blackberry”, Conformity, April 2004. Unfortunately, the wonderful archive of Conformity magazine articles that a kind person kept on the web for some years after the demise of that magazine, is no longer available. However, there are various references to possible ESD problems with Blackberry phones on the ‘crackberry’forum - try: http://forums.crackberry.com/blackberry-torch-9800-f209/strange-battery-activity-electric-shocks-807755/ and http://forums.crackberry.com/general-blackberry-discussion-f2/esd-bad-your-blackberry-418803/.)
Stanford の研究者が、一部の衛星が大きな、 あるいは目に見える損傷なしに生じている不可解な故障の背後にある理由を発見したと主張した。
大きな宇宙物体との衝突が潜在的な原因のままであるが、 航空学および宇宙航空学助教授の Sigrid Close によると、 衛星の障害の最もありそうな原因は、 宇宙の他の物体と衝突した時に「プラズマとして知られているイオンと電子の準中性ガス」へと変化する、 「宇宙塵」として知られている、高速で移動する微小メテオロイドである。 Close は、それが衝突した衛星を損傷させ、あるいは完全に使用不能とさせ得る電磁パルスを この「プラズマ」が発生する可能性を持つということを理論化した。
「宇宙機は無線信号を送信し、従ってそれを潜在的に使用不能とさせ得るものを受信し得る」 と Close は言った。 「従って、我々の疑問は、これらのプラズマは無線信号を放出するのか、 そしてもしそうするのであればどの周波数とどのパワーで、ということであった。」
ドイツの Max Planck Institute for Nuclear Physics での実験に際して、 研究者らは衛星を代表するターゲットに向けて塵の粒子を 60km/s の速度で発射した。 その実験は 「これらの粒子が衝突した時、それらがプラズマあるいはイオンと電子の準中性ガスを生じ、 そのプラズマは無線周波数帯で放射し得る」ことを確認したと Close は言った。
Close によると、次のステップは、 NASA の Jet Propulsion Laboratory の James Smith と Henry Garrett との共同で計画された実験を用い、 その影響がラボでと同様に宇宙で発生するであろうことを証明することとなろう。
Close は、その発見が 1993年の European Space Agency の Olympus 通信衛星の消失のような 古い衛星の喪失の説明を助け得ると、 そして将来衛星を電子システム障害からより良く保護するかも知れない設計変更を行なうことを 助け得ると信じている。
(From: “EMP Blasts Emitted by `Space Dust' Determined as Cause for Satellite Failure” by Aliza Becker, Interference Technology, 03/05/2013, http://www.interferencetechnology.com/emp-blasts-emitted-by-space-dust-determined-as-cause-for-satellite-failure. For more information, visit Stanford University: http://news.stanford.edu/pr/2013/pr-space-dust-threat-022613.html.)
Last update: 2014-01-16