IEC 62003: os ensaios de compatibilidade eletromagnética em equipamentos em usinas nucleares

Essa norma internacional, publicada em 2020 pela International Electrotechnical Commission (IEC), estabelece os requisitos para os ensaios de compatibilidade eletromagnética de instrumentação, controle e equipamentos elétricos fornecidos para uso em sistemas importantes para a segurança em usinas nucleares e outras instalações nucleares.

A IEC 62003:2020 – Nuclear power plants – Instrumentation, control and electrical power systems – Requirements for electromagnetic compatibility testing estabelece os requisitos para os ensaios de compatibilidade eletromagnética de instrumentação, controle e equipamentos elétricos fornecidos para uso em sistemas importantes para a segurança em usinas nucleares e outras instalações nucleares. O documento lista as normas IEC aplicáveis, principalmente a série IEC 61000, que definem os métodos gerais de ensaio e fornece os parâmetros e critérios específicos da aplicação necessários para garantir que os requisitos de segurança nuclear sejam atendidos.

Esta segunda edição cancela e substitui a primeira edição publicada em 2009. Esta edição inclui várias alterações técnicas significativas em relação à edição anterior. Por exemplo, o título foi modificado, o escopo foi expandido para abranger as considerações de compatibilidade eletromagnética magnética (electromagnetic magnetic compatibility – EMC) para equipamentos elétricos e passou a fornecer orientação para abordar o uso da tecnologia sem fio.

O texto buscou aprimorar a descrição do ambiente eletromagnético para fornecer esclarecimentos ao selecionar níveis de ensaios personalizados ou para isenções de ensaio, incluiu as informações de exemplo a serem contidas em um plano de ensaio de EMC e passou a fornecer as orientações para a caracterização do ambiente eletromagnético no ponto de instalação dentro de uma instalação nuclear.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO…………………… 4

INTRODUÇÃO ……………… 6

1 Escopo……………………… 8

2 Referências normativas…………. 8

3 Termos e definições…………….. 10

4 Termos abreviados………. …….. 11

5 Requisitos do ensaio de EMC……… 12

6 Ambiente eletromagnético………… 13

7 Ensaio de imunidade…….. ……….. 15

7.1 Geral…………………. …………… 15

7.2 Aplicabilidade……………… …….. 15

7.3 Incerteza da medição…………….. 15

7.4 Requisitos do ensaio………………. 16

7.5 Considerações sobre ensaios de imunidade para tecnologia sem fio……………. 19

8 Ensaio de emissões……………….. ……… 20

9 Considerações sobre o ensaio………. …… 21

10 Documentação do relatório de ensaio……………. 22

Anexo A (normativo) Critérios de qualidade funcional de I&C nuclear e ESE elétrica para imunidade…………….. 23

Anexo B (informativo) Características de qualidade que definem a classificação de severidade do ambiente eletromagnético nos locais onde I&C nuclear e energia elétrica do equipamento de força deve ser instalado……………. 24

Anexo C (informativo) Explicação dos graus de severidade dos ensaios para EMC…………………. 27

C.1 Geral…………….. …………….. 27

C.2 Imunidade a descargas eletrostáticas de acordo com a IEC 61000-4-2…………….. 27

C.3 Imunidade ao campo eletromagnético de radiofrequência de acordo com a IEC 61000-4-3 (ou IEC 61000-4-20) …….27

C.4 Imunidade a transientes elétricos rápido/rajadas de acordo com a IEC 61000-4-4……………. 28

C.5 Imunidade a surtos de distúrbios de grande energia, de acordo com a IEC 61000-4-5 ……… 28

C.6 Imunidade a distúrbios induzidos por campos de radiofrequência de acordo com a IEC 61000-4-6……………… 28

C.7 Imunidade ao campo magnético da frequência de potência de acordo com a IEC 61000-4-8…………. 28

C.8 Imunidade ao pulso do campo magnético de acordo com a IEC 61000-4-9…………………… 29

C.9 Imunidade a um campo magnético oscilatório amortecido de acordo com a IEC 61000-4-10………………… …… 29

C.10 Imunidade a quedas de tensão e interrupções curtas de tensão de acordo com a IEC 61000-4-11, IEC 61000-4-29 e IEC 61000-4-34………… 29

C.11 Imunidade a um pico de onda de anel de acordo com a IEC 61000-4-12………………. 29

C.12 Imunidade à distorção de harmônicos e inter-harmônicos, incluindo a sinalização da rede elétrica na porta de alimentação CA de acordo com a IEC 61000-4-13…….. 30

C.13 Imunidade a flutuações da tensão da fonte de alimentação de acordo com a IEC 61000-4-14…………………. 30

C.14 Imunidade a distúrbios conduzidos no modo comum na faixa de frequências de 0 Hz a 150 kHz, de acordo com a IEC 61000-4-16…………… 30

C.15 Imunidade a ondulações nas portas de energia de entrada CC de acordo com a IEC 61000-4-17……….. 30

C.16 Imunidade a distúrbios oscilatórios amortecidos de acordo com a IEC 61000-4-18……….. 31

C.17 Imunidade à variação da frequência de potência de acordo com a IEC 61000-4-28……….. 31

Anexo D (informativo) Diretrizes para os ensaios e avaliação do ambiente do sistema eletromagnético em uma usina nuclear…………………….. 32

Anexo E (informativo) Diretrizes para ensaios e avaliação de conformidade com os requisitos para emissões e imunidade da operação de I&C nuclear e eletricidade do equipamento………………. 33

Anexo F (informativo) Exemplo de forma de plano de ensaio para I&C nuclear e elétrica e para os ensaios de equipamentos para emissões e imunidade…………………… 34

Anexo G (informativo) Exemplo de forma de relatório de ensaio para I&C nuclear e elétrica dos ensaios de equipamentos para emissões e imunidade……………….. 35

Anexo H (informativo) Ensaio EMC da eletrônica de potência e dos acionamentos de velocidade ajustável……… 36

Bibliografia…………. ………………….. 38

Figura 1 – Exemplos de portas………………. 11

Figura 2 – Exemplo da situação de uma central elétrica…. 14

Tabela 1 – Descrição dos ensaios de imunidade e emissões CEM aplicáveis para I&C nuclear e dos equipamentos elétricos importantes para a segurança……………….. 13

Tabela 2 – Especificações de imunidade – Porta do gabinete………………… 16

Tabela 3 – Especificações de imunidade – Portas de sinal e controle………… ……… 17

Tabela 4 – Especificações da imunidade – Portas de entrada e saída ca de baixa tensão……………. 18

Tabela 5 – Especificações de imunidade – Portas de entrada e saída de baixa tensão CC……………. 19

Tabela 6 – Limites para emissões irradiadas de I&C nuclear e equipamento elétrico ………… 20

Tabela 7 – Limites para emissões conduzidas de I&C nuclear e equipamento elétrico……….. 21

Tabela A.1 – Critérios de qualidade funcional de I&C nuclear e ESE elétrico para imunidade……… 23

Tabela B.1 – Características de qualidade que definem a classificação eletromagnética e severidade do meio ambiente nos locais onde I&C nuclear e equipamentos elétricos devem ser instalados………………….. 24

Tabela H.1 – IEC 61800-3, limites de emissões conduzidos para a categoria C3 e sistema de distribuição no segundo ambiente (industrial típico) …………………………….. 36

Tabela H.2 – Limites de emissões irradiadas pela IEC 61800-3 para distribuição de energia da categoria C3 no sistema no segundo ambiente (industrial típico) ………………. 37

Esta norma internacional foi preparada e baseada, em grande medida, na aplicação atual da série IEC 61000 para qualificação de equipamentos comerciais para compatibilidade eletromagnética (EMC). Pretende-se que esta norma seja usada por operadores de usinas nucleares (concessionárias), avaliadores de sistemas e licenciadores.

A situação da norma atual na estrutura da série padrão SC 45A IEC 62003 é o documento SC 45A de terceiro nível que trata da questão da qualificação para compatibilidade eletromagnética (EMC) aplicável a Instrumentação e Controle (I&C) e sistemas elétricos importantes para segurança em instalações nucleares. Para mais detalhes sobre a estrutura da série padrão SC 45A, veja o texto abaixo desta introdução.

A recomendação e a limitação em relação à aplicação desta norma: é importante observar que esta norma não estabelece requisitos funcionais adicionais para sistemas de segurança, mas esclarece os critérios a serem aplicados para a qualificação de interferência eletromagnética e de radiofrequência (EMI/RFI) do mercado comercial. Os aspectos para os quais requisitos e recomendações especiais foram produzidos são: série IEC 61000 com qualificações específicas para aplicações nucleares em todo o mundo; interpretações regulatórias para requisitos no nível de qualificação necessário e tipos de ensaios recomendados para lidar com todos os estressores ambientais em potencial, relacionados a esse tipo de qualificação; IEC 61000-6-2, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 6-2: Padrões genéricos – Imunidade para ambientes industriais, atende aos requisitos para todos os ambientes industriais, enquanto esse padrão trata especificamente de ambientes em instalações nucleares.

Esta norma visa se alinhar com as orientações contidas nas normas IEC 61000-6-5 e IEC 61000-6-7, sempre que possível. As considerações adicionais dessas normas podem ser usadas em conjunto com esta norma ao abordar a EMC de eletricidade e I&C equipamentos em instalações nucleares. A descrição da estrutura da série padrão IEC SC45A e relações com outros documentos IEC e outros documentos de organismos (IAEA, ISO) Os documentos de nível superior da série padrão IEC SC45A são IEC 61513 e IEC 63046.

A IEC 61513 fornece requisitos gerais para sistemas e equipamentos de I&C que são usados para executar funções importantes para a segurança nas plantas nucleares. A IEC 63046 fornece requisitos gerais para sistemas de energia elétrica de centrais nucleares; abrange sistemas de fornecimento de energia, incluindo os sistemas de fornecimento dos sistemas de I&C. As normas IEC 61513 e IEC 63046 devem ser consideradas em conjunto e no mesmo nível. As normas IEC 61513 e IEC 63046 estruturam a série padrão IEC SC45A e formam uma estrutura completa, estabelecendo requisitos gerais para instrumentação, controle e sistemas elétricos para usinas nucleares.

A IEC 61513 e a IEC 63046 se referem diretamente a outros padrões da IEC SC45A para tópicos gerais relacionados à categorização de funções e classificação de sistemas, qualificação, separação, defesa contra falha de causa comum, design da sala de controle, compatibilidade eletromagnética, segurança cibernética, aspectos de software e hardware para programação. sistemas digitais, coordenação de requisitos de segurança e gestão do envelhecimento. As normas referenciadas diretamente neste segundo nível devem ser consideradas em conjunto com a IEC 61513 e a IEC 63046 como um conjunto consistente de documentos.

Em um terceiro nível, as normas IEC SC45A não referenciadas diretamente pela IEC 61513 ou IEC 63046 são as normas relacionadas a equipamentos, métodos técnicos ou atividades específicas. Geralmente esses documentos, que fazem referência a documentos de segundo nível para tópicos gerais, podem ser usados por si próprios. Um quarto nível, estendendo a série IEC SC45, corresponde aos relatórios técnicos que não são normativos.

A série de normas IEC SC45A implementa e detalha consistentemente os princípios de segurança e proteção e os aspectos básicos fornecidos nas normas de segurança da IAEA relevantes e nos documentos relevantes da série de segurança nuclear da IAEA (NSS). Em particular, isso inclui os requisitos da AIEA SSR-2/1, estabelecendo requisitos de segurança relacionados ao

projeto de usinas nucleares, o guia de segurança da IAEA SSG-30, que trata da classificação de segurança de estruturas, sistemas e componentes em centrais nucleares, o guia de segurança da AIEA SSG-39, que trata do projeto de sistemas de instrumentação e controle para centrais nucleares, o Guia de segurança da IAEA SSG-34, que trata do projeto de sistemas de energia elétrica para centrais nucleares e o guia de implementação NSS17 para segurança de computadores em instalações nucleares. A terminologia e definições de segurança usadas pelas normas SC45A são consistentes com as usadas pela IAEA.

A IEC 61513 e a IEC 63046 adotaram um formato de apresentação semelhante à publicação básica de segurança IEC 61508, com uma estrutura de ciclo de vida geral e uma estrutura de ciclo de vida do sistema. Em relação à segurança nuclear, as normas IEC 61513 e IEC 63046 fornecem a interpretação dos requisitos gerais das normas IEC 61508-1, IEC 61508-2 e IEC 61508-4, para o setor de aplicações nucleares.

Nesta estrutura, as IEC 60880, IEC 62138 e IEC 62566 correspondem à IEC 61508-3 para o setor de aplicações nucleares. As normas IEC 61513 e IEC 63046 referem-se à ISO, bem como à IAEA GS-R parte 2 e IAEA GS-G-3.1 e IAEA GS-G-3.5 para tópicos relacionados à garantia de qualidade (QA). No nível 2, em relação à segurança nuclear, a IEC 62645 é o documento de entrada para os padrões de segurança IEC/SC45A. Baseia-se nos princípios válidos de alto nível e nos principais conceitos das normas genéricas de segurança, em particular ISO/IEC 27001 e ISO/IEC 27002; adapta-os e os completa para se ajustarem ao contexto nuclear e coordenar com a série IEC 62443. No nível 2, a IEC 60964 é o documento de entrada para os padrões das salas de controle IEC/SC45A e a IEC 62342 é o documento de entrada para as normas de gestão de envelhecimento.

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