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モータリスト達は A から B に行くのに衛星航法に頼るようになっている。 残念ながら北極光 (オーロラ) からの干渉は GPS 信号の品質を低下させて 衛星航法を不正確にし得ると、Lancaster 大学の研究者らは言う。 彼らは、オーロラ活動の可能性を警告するメールを送る、 ライブの AuroraWatch ウェブサイトを、http://aurorawatch.lancs.ac.uk/ に作った。 衛星航法は、地球の磁極の近くで、 あるいは太陽周期のピークに達する 5年程度のあいだのみ、影響を受けそうである。
(Taken from "Northern Blight", The Sunday Times, 13 July 2008, www.timesonline.co.uk/ingear)
例えば、これはその周波数が 2400MHz から 2500MHz の範囲の WLAN 通信を損なう 電子レンジのために使用できるだろう。
(Taken from "Accurate Detection of Impulsive Electromagnetic Disturbance" by Jens Medler and Matthias Keller, Rhode & Schwarz GmbH, The EMC Journal, July 2008, page 27, www.theemcjournal.com)
欧州のある保険会社による最近の調査は、 評価された 77,000台の産業用電子機器の中で最も一般的な故障の原因は サージ過電圧であることを見出した。 サージ損傷は故障の 28% に関係したが、 次に最も目立った分類である保守不全は請求の 25% に関係していた。
(Taken from "Are you doing enough to protect your assets?", by MTL Surge Technologies, in Electrical Engineering, March 2008, page 27, www.connectingindustry.com/story.asp?storycode=184484)
地上局からのデジタルのテレビ番組を見ている時、 音声と画像がひっかかり始める、周期的な妨害に耐えなければならない。 最近、その妨害はオートバイ、特にスクーターが家の近くを通る時に起きることに気付いた。 それは自動車では生じない。 スクーターがどのようにしてテレビを妨害するのだろうか？
(A question by Michael Smith, posed in "The last word", New Scientist, 22 October 2008, http://www.newscientist.com/blog/lastword/2008/04/on-blink.html)
著者の経験からの歴史的な例を示そう。 かつて、輸入されたパーソナル・コンピュータは、 亜鉛めっきの板金のシャーシを同様の材質のカバーに ベリリウム銅のスプリング・フィンガーを用いて接続していることがあった。
これらの素材は電気的なスケール上で遠く離れている。 実に短い時間、数日から数週間の後、そのシールド性能は顕著に悪化し、 より高い放射性エミッションが見られることであろう。 分解すると、それらの材質のあいだの接触箇所に腐蝕の細く暗い線が見られるかも知れない。
スプリング・フィンガーの材質よりも卑な亜鉛が腐蝕するであろう。 さらに、その接触範囲は最小限で、フィンガーの曲線がケースに当たる線から成っている。 そのケースが撓められた時、あるいは分解されて表面が清掃された時、 シールド効果は元の水準に戻ることだろう。
(Taken from "EMC Design for Compliance - Enclosures", by the Editors of Conformity, in Conformity magazine's 2008 Annual Guide, www.conformity.com)
Mrs Shirley Jones のケースを考えよう。 彼女は Staffordshire の Cannock に住んでいる。 彼女は自宅の電気に前払い式メータを使っている。 そのサプライヤは、N-power を所有する RWE である。
Mrs Jones は毎週支店で top-up カードにクレジットを入れる。 ある週、彼女は行く店を変えた。 店から家に戻るためには、押しボタン式横断歩道を使う必要がある。 家に戻ってそれをメータに差し込んだ時、カードにクレジットが全く入っていないことに気付いた。 店でクレジットを継ぎ足す前でさえも、入っていたのはほぼ確かである。
「ちょっとおかしいと思った。 そこで、店に戻った。 彼らは私の N-Power カードに金が確かに入れられたことを確認した」と Mrs Jones は言った。 「私のカードが消された原因としてありそうなものを全て考え、 最終的に、マネージャが犯人を見付けた。 それは店から戻るために渡った押しボタン式信号機であった。 どうやら、押しボタン式信号機のブザーが、手にカードを持ってその傍を通っただけで top-up カードを消し去れるだけの能力を持つらしい。」 と彼女は言い終えた。
私はこの件に関して最終的には RWE が金を払い戻したものと思う。 だが、これは、どれほど多くの他の不幸な家庭が このような奇妙な形で余計に支払わされているのだろうかと思案させる。 私にはわからない。 だが、知らされるべきだと考える。
(Taken from "Wiped out by a Pelican crossing", in the "opinion" section on page 10 of Electrical Review, May 2008. For readers who are not familiar with the UK's Pelican crossings, please visit http://en.wikipedia.org/wiki/Pelican_crossing. We know that we don't have EMC standards that actually ensure EMC, but it becomes a bit more than annoying when EMI wipes out our electronic cash! - Editor.)
LED の MR16 ランプ全ての電源を入れたところ、 隣人の一方 (もう一方は DAB を持っていない) が全く受信できないことに気付いた。 全ての電源を切ったところ、彼の家での DAB 受信は再び良好となった。
(From an email correspondence with the Editor, 5th September 2011. The author lives in the UK and wishes to remain anonymous.)
高調波歪みは明らかにされていない損傷をプラント機器に引き起こし得る。 だが、ABB の低高調波ドライバを用いたニッケル・プラントの事例のように、 この問題は周波数変換器を用いることで解決できる。 2年の期間にわたって独立して3度、 Pertti Sihvonen はニッケル生産ラインの機器の説明できない損傷を経験した。
それぞれの場合で、機器の損傷は フィンランドの OMG Harjavalta Nickel Oy の生産ラインの、 ある 3.15MVA 変圧器で給電される 690V システムに限られた。 このシステムの 2MW を超える負荷は周波数変換器によって制御されており、 Sihvonen はこれらの非線型負荷とそれが網の電力品質に生じる変動が犯人ではないかと疑った。 OMG の電気／自動化のマネージャである Sihvonen は、 電力網上の非線型負荷が損傷を与えるのを経験した最初のエンド・ユーザーではない。
エンド・ユーザーと電力会社は高調波現象に対する懸念を増している。 高調波歪みはいくつかの深刻な形で表出し得るし、 同じ電力網に接続された機器を妨害し、あるいは損傷を与え得る。 高調波を見たり、嗅いだり、聞いたりすることはできないかも知れないが、 導体、モーターあるいは変圧器の過熱から、 ブレーカの誤ったトリップ、照明の損傷や通信機器への干渉、 さらには機械的な振動の形で、その損害を検出できる。 網に接続された、整流器や通常のモーター・ドライブのような非線型負荷は、 網の電流に高調波成分を生じ、その電流を介して網の電圧を歪ませる。
(Taken from "Using frequency converters to control harmful harmonics", by ABB, www.connectingindustry.com/story.asp?storycode=186878, 23 Sep 2008)
だが、禁止地域はケースによっては必要な保護を与えられておらず、 設定と施行はますます厄介になっている。 これは、現在先進的な原子力発電所を設計している (1つは建設中)、 アメリカ南部のメジャーな電力会社の主任 I&C (計装／制御) 技術者が、 ワシントン DC で開かれた 2008年12月の EPRI 原子力 EMI ワーキング・グループ・ミーティングで導いたコンセンサスであった。
発生した干渉事象は、 既存の原子力発電所の I&C システムに対して所望のレベルの EMC 保護を与えるための 禁止地域戦略の失敗の証拠を与える。 扉を閉めた標準的なシステム・キャビネットに近過ぎる場所での 携帯型無線通信デバイス (ウォーキー・トーキーとは限らない) の使用による、 既存の発電所の I&C システムの誤動作や破綻の、多くの文書化された事例がある。
時に、障害は、禁止地域が関係するものと識別されない 電磁エネルギーの発生源によって引き起こされる。 ある事例は、高輝度放電灯 (HID) のスターター (磁気式安定器) が 焼け切れたランプを点火しようとして電磁パルスを放出した時に発生した。 ランプは焼け切れていたので、スターターは繰り返して点火しようとし、 結果的に電磁パルスの連続的な流れを放射していた。 これらのエミッションは発電所の他の部屋に置かれていた放射線計に誤った検出を記録させた。 故障したランプからの放射された電磁パルスは、 放射線モニタ・システムの信号ループに結合する伝導性エミッションに変換された。 これは制御室での頻繁な誤警報を引き起こした。
禁止地域の失敗のもうひとつの理由は、無線技術の使用の増加により、 禁止地域の施行がますます厄介となっていることである。 保守作業者や保安要員のような様々な要員の作業機器で無線技術が採用され、 より重要な部分となっており、 禁止地域の施行が彼らが仕事を行なうために依存している道具を作業者から奪う時には 摩擦が生じる。 無線技術がますます多様な機能のために用いられるようになると、 この種の摩擦はますます一般的となる。 さらに、原子力発電所の保護のために必要な保安の増加という今日の文化と 潜在的な脅威への素早い対応の中では、 携帯型無線デバイスの使用に対するいかなる制限も、 それらの要員が職員と発電所を起こり得る破局的状況から保護する効果を制限するだけとなろう。 保安要員は、重要な安全関連 I&C システムをトリップさせる心配をせずに、 発電所と職員の保護に集中しなければならない。
I&C 技術者やその他の発電所の要員の発電所内における仕事では、 システム・キャビネットの扉が開かれている時に携帯型無線デバイスを使うことが頻繁に必要となる。 I&C システムの保守と問題解決のため、発電所内の他の要員との連絡が必要である。 このような連絡なしでは、I&C システムを稼働状態に戻すために必要な標準手続きを 実行することはできないであろう。
(Taken from: "Eliminating the need for exclusion zones in nuclear power plants", by Philip F. Keebler, Electric Power Research Institute, In Compliance magazine, June 2011, www.incompliancemag.com/index.php?option=com_content&view=article&id=699:eliminatingthe-need-for-exclusion-zones-in-nuclear-power-plants&catid=26:design&Itemid=130.)
雷は本質的には何十億ボルトもの自然の静電気に起因する巨大な電気的なスパークである。 雷は通常は嵐と雨に関係する。 ほとんどの気象学者は、雲の中で生成される氷が 雷を生じる「発電機」の始動の鍵となる要因であることには合意するであろう。 雷がどのように発生させられるかには、いくつかの理論がある。 これまでで最良のもの (「電荷反転コンセプト」と呼ばれる) は、落下する氷粒が負に帯電し、 氷粒に当たって跳ね返る過冷却された雲の粒が正に帯電するというものに思われる。 雲の温度はこの氷粒の「帯電極性」に影響し得る。 もし温度が -10℃ よりも低ければ、氷粒は負の電荷を得て、過冷却した雲の粒子は正の電荷を得る。 過冷却した雲の粒子は上昇気流に乗って嵐の上へ昇り、 氷粒は落下して嵐の下側の領域で溶ける。
NOAA からの雷安全情報：
(Taken from "Cool Facts" by Nextek, www.nexteklightning.com/enews/408/coolfacts.htm 23 May 2008)
2つの異なるオペアンプでの実験が行なわれた： ある典型的な標準オペアンプ、及び EMI 強化デュアル・オペアンプである LMV832。 携帯電話がセンサ回路内のオペアンプから数センチメートルの固定の位置に置かれた。 携帯電話が着信した時、その PCB とオペアンプに接続された配線は、その RF 信号を受ける。 そして、オペアンプはそのピンに達した RF の電圧と電流を検出する。 後者のオペアンプの出力に生じた影響を Figure 6 に示す。
これらの2種類のデュアル・オペアンプの違いがはっきりと見える。 典型的な標準オペアンプは、携帯電話が送信した RF 信号の結果として、 1V 以上の出力シフト (妨害された信号) を持つ。 EMI 強化されたオペアンプである LMV832 は、顕著な妨害を何ら示さない。 これは、LMV832 を用いた時に、 その RF 信号は ADC に入る信号を妨害しないであろうことを意味する。
(Taken from the LMV831 preliminary datasheet dated August 5, 2008, available from www.national.com.)
エレクトロニクスの発展、より高い周波数の使用、そして高速計算デバイスの遍在は、 電磁両立性 (EMC) を全世界的な懸念とした。 数百メガヘルツから数ギガヘルツの速度で働く電子回路では、 最も慎重に設計されたプリント配線板 (PCB) の最小のトラックでさえも、 マイクロ波伝送線路のように振る舞う。 かつて、動作周波数の上昇は 電磁干渉 (EMI) 問題を長い電力線からより小さい PCB トラックへと外延し、 マイクロエレクトロニクス回路のフィールドへとこの問題を動かすことで歴史は繰り返している。 その小さい寸法のため、実際上、集積回路 (IC) は放射妨害に容易に妨害されない； だが、それらはノイジーな伝導性干渉に屈服する。
(Taken from the Introduction section of "An externally trimmed integrated DC current regulator insensitive to conducted EMI" by Jean-Michel Redoute et al, IEEE Trans. EMC, Vol. 50, No. 1, February 2008, page 63.)
Dan Hoolihan は 30年以上にわたって EMC 分野で活動してきた。 以下の逸話は、Dan のような経験のある EMC 技術者が常に自らのファイルにいくつも持つ、 「奇妙な真実」のカテゴリーに入る。 ユーザーは今日はこの種の操作指示にどのように反応するだろうか？
「静電気放電 (ESD) とその電子機器への影響が最初に研究された1970年台に遡ると、 多くの企業が機器の ESD 感受性を試験する様々な方法を試していた。 「標準の」 ESD 発生器はなかったので、多くの企業は、小型のバンデグラフ機械、 ラボ製の発生器、そして普通のナイロン製カーペットを含む、自らの発生器を開発した。 米国のコンピュータ会社が、ある安価なコンピュータ端末 (大型の高速なメインフレームと通信できるように設計された電子端末) を開発した。 その端末は良好に設計され、試験され、社内規格に適合し、生産が始められた。 その設計検証試験は EMC 性能に関してエミッションとイミュニティの双方の試験を含んでいた。 そのイミュニティ試験の１つは、「標準」ナイロン・カーペットを用い、 試験者が足を引き摺って 5kV 程度を測定する (敏感な静電電圧計で) 後で 被試験装置へと自らを放電する、ESD 試験であった。 その端末は試験に合格し、オーストラリアを除く世界中で良好に用いられた。
オーストラリアにおいては、その端末は ESD 障害を起こした。 その問題の解決のための試みの中で、ある技術者がオーストラリアからアメリカに来て 設計技術者と一緒に作業を行なった。 そのコンピュータ端末は大型環境チャンバー内に置かれ、 最悪条件の ESD の試験のために相対湿度が 10% 程度まで下げられた。 そのオーストラリアからの技術者は「標準」ナイロン・カーペットに乗り、 足を引き摺り、静電電圧計は通常の 5kV ではなく 15kV の値を示し、 勿論、端末に放電した時、それは誤動作を起こした。
設計技術者はその電圧の大きさに驚き、 そのオーストラリア人に何をしたのか、また何を着ていたのかと尋ね始めた。 彼は、カンガルー革の靴以外は「普通」の服装だったと設計技術者に納得させた！
その企業には、その製品にオーストラリアのための特別な対処を行なうか、 あるいはカンガルー革の靴を禁止するかの選択肢があった。 彼らは、その安価な端末での ESD 問題を避けたいのであればカンガルー革の靴を避けるように オーストラリアの顧客に勧告することを選んだ。」
(Taken from "Chapter Chatter - Special ESD Test from Down Under", by Todd Robinson, Associate Editor, IEEE EMC Society Newsletter, Issue 216 "Winter 2008", April 2008, page 10, www.emcs.org/acstrial/newsletters/winter08/chatter.pdf)
EMC の背景を持つ知識はあなたがた全てを救い得る； 特に私が話したいのは、それが私のキャリアの中で私をどのように救ったかである。 私が 1951年に最初にキャリアを始めた時、 最初の数年間に私がやったのは EMC 測定を行なうことだけであった。 その後、ある日、上司が新天地へ移るために退職し、大きな技術設計／開発組織に、 より若い技術者と私自身しかいないということになった。 私は EMC の原理については本当に何も知らなかった。 私は測定については知っていたが、原理については知らなかった。 その時、私は IRE に学生として参加していた。 私は IRE で活動的となり、私が EMC の知識を得るのを助けてくれる人に目を向けた。 私は本当に助けられた。 それは私にとって非常に挑戦的なことであった。 それは励みになり、また苛立たしいことであったが、私は多くのことを学んだ。 学んだ後で、マサチューセッツのある会社が、私が断れなかった誘いをした。 そこで、私は RCA を離れてマサチューセッツへと行った。 私はしばらくのあいだそこに居たが、私が居るべき場所ではなかったので、そこを去った。 私は結局は RCA に、ニュージャージーのハイツタウンの RCA Space Center へと戻った。 それは RCA Astro-Electronic Division と呼ばれた。 彼らは EMC に何ら注意を向けておらず、私は EMC 技術者としては働かなかった。 私は EMC から離れていたが、私のキャリアを変えた出来事によって引き戻され、 それは本当に助けとなった。
私は3年程のあいだ気象衛星の信頼性技術者として働いていた。 当時、気象衛星は比較的単純であった。 後の世代は5日間の天気予報を与えるために設計されたが、 当時のものは主にハリケーン警報を出すためのみに作られた。 だが、それらはより多くのデータを与えるために改良され続けられた。 ともかく、彼らはこの気象衛星を米軍のために作ったが、 衛星を出荷するためには地上模擬試験に合格しなければならなかった。 さて、ここでこれらの衛星がどのように働くのかを理解しなければならない： それが頭上にある時、それがするのはデータを地球に直接送信することである。 だが、それが地平線の向こうへと消えるとき、データはテープ・レコーダに記録され、 その後、次の地上局に送信するために送信器に流される。 この最終模擬試験に際して、送信器とテープ・レコーダの双方の電源が入れられた。 送信器は、驚いたことに、テープ・レコーダを殺した。 テープ・レコーダからは意味のあるものは出てこなかった。 その衛星は数週間以内に発送しなければならなかったので、パニックとなった。 もしそれを発送しなければ、多額の違約金、そして発射台の順番の逸失が生じ得る。 そこで、彼らはその問題の解決のため、その部門の主任技術者を含むマネージャのチームを集めた。 だが、彼らは EMC 原理を用いていなかった。 彼らは送信器のアンテナのチューニングを続け、 テープ・レコーダを異なる方法で動作させようとし続けた。 そのいずれもうまくいかなかった。 そして、私が数年前に EMC の仕事をしていたことを誰かが思い出した。 私は、「着ぐるみ」を着てクリーン・ルームに入り、衛星に何をできるかを調べるように言われた。 勿論、私は技術者に過ぎず、彼ら全員が高位のマネージャであったので、 当時、彼らは私に何も注意を向けていなかった。 従って、疲れると、彼らは全員出て行った。 そこには一人のマネージャ、設計レビュー・チームのマネージャが居た (RCA Astro では、設計を宇宙に出す前に設計レビュー・プロセスを通さなければならなかったので)。 彼は「君は本当にこの問題を解決できるのか？」と尋ねた。 私は、「さあ... この仕事を3年もやっていないので、解決できるかどうかはわかりません。 ですが、試させたいのであれば、必要なことがいくつかあります。 まず、購入の優先権が必要です。 必要なものを買うためにお役所仕事を通り抜けたくはありません。 次に、夜の間に治具を作ってすぐに試せるようにしたいので、 加工工場での優先権が必要です。 第三に、最終設計として実現できるものを用意できるように、 機構技術者を付けて下さい。」 と言った。 彼は「いいだろう」と言った。 このテープ・レコーダは真空から保護されなければならなかったので、 実際上、封止されたユニットであった。 これは物事を容易にした。 テープ・レコーダを変更することはできなかったので、 我々がやったのは追加の箱を設計することであった。 この追加の箱は3つのコンパートメントから成っていた； １つのコンパートメントは、 他の２つのコンパートメントから分離された信号線のためのものであった。 第二のコンパートメントは指令／制御ワイヤのためであった。 第三のコンパートメントは電源線のためのものであった。 仕切られたワイヤそれぞれは、追加の箱の中の隔壁を通らなければならなかった。 隔壁にはフィルタが取り付けられており、フィルタは、それが信号ワイヤ、 指令／制御ワイヤ、あるいは電源ワイヤのいずれであるかにより、異なる強度のものであった。 そして、大いなる日が来た。 我々はテープ・レコーダとデータ送信器の双方の電源を入れ、それは働いた (テープ・レコーダからは読めるデータが出てきた)。 誰かが、「送信器を入れ忘れているのではないのか？」と言った。 送信器は入れられていた... そして、それは働いた。
その後、私は頼りにされた。 EMC 問題があると、私のところに来た。 プロポーザルがあれば、プロポーザルに私の名前が入れられた。 私はその部門が従わなければならない EMC 原理のための規範を用意した。 私は、彼らが従わなければならないという、主任技術者の承認を得た。 20年後、引退のために RCA を離れる時、彼らは依然としてその EMC 原理に従っていた。 この出来事の数週間後、信頼性技術者としての仕事 ――これが私の仕事だった―― に戻ったので、これは本当に助けになった。 2週間後、私は感謝状を受け取った。 数ヶ月後、私は主任技術者のオフィスからの電話を受けた。 私は妻を伴ってのディナーに招待された。 私は技術優勝功績賞を与えられた。
これは他の形で私を助けた。 後日、乱暴なレイオフがあったが、 私は技術優秀賞を受けていたのでレイオフすることはできず、生き延びた。 その後に起きたことは、この出来事で受けた認識のために起きたものと信じている。 私は、受動部品と能動部品の双方の部品工学の、そして材料工学の責任を持つ、 グループ・マネージャとなった。 私は信頼性分析／予測及び故障分析ラボの責任者ともなった。 そして、最後だが最下位ではないこととして、私は EMC の責任者でもあった。
(Taken from "EMC War Story - by EMC Society Founder Vincent Mancino", in the IEEE EMC Society Newsletter, Issue 216, "Winter 2008", April 2008, page 60, www.emcs.org/acstrial/newsletters/winter08/war_story.html)
これは、EMC+Compliance Journal に掲載された記事を T. Sato が翻訳したものです。 この翻訳については、原著者らはいかなる責任も持ちません。 これについての意見、質問などは VEF00200@nifty.com (T.Sato) 宛にお送り下さい。
Last update: 2011-10-08