Guide CEM,compatibilité électromagnétique

■ Merlin Gerin ■ Square D ■ Telemecanique

Manueldidactique

Compatibilitéélectromagnétique

«CEM»

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Ces icônes vous aideront à vous situer parmiles différents paragraphes du document

L'armoire

Les câblesLes règles de câblage

Les cheminsde câbles

L'alimentation

Les filtresLes parasurtenseurs

Les ferrites

Les connexions

Le réseaude masse

Mode detransmission

desperturbations

La terre

Les masses

Source desperturbations

Les filtres

Les ferrites

Les câbles

Type desperturbations

CHAPITRE 1 CHAPITRE 2

TypeSourceTransmission






TypeTypeSourceTransmission

Type

SourceSourceTransmissionSourceType

Type

TransmissionTransmissionTransmissionSource

��

��

��

��

��

��

��

��

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Compatibilité électromagnétique «CEM»

Sommaire - 3

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Sommaire

CHAPITRE 2Obtention de la compatibilité électromagnétique

dans l’installation

Avant-propos ......................................................................................... 2-2

La démarche «CEM» ............................................................................. 2-3Conception d’une nouvelle installation ou d’une extension ................. 2-4Maintenance d’une installation ou Évolution - mise à jour du parc...... 2-5Amélioration d’une installation existante ............................................. 2-6

Les règles de l’art .................................................................................. 2-7Sujets concernés : ............................................................................... 2-7

Le réseau de masse .............................................................................. 2-8Présentation ........................................................................................ 2-8Le bâtiment .......................................................................................... 2-9L’équipement / la machine .................................................................. 2-11L’armoire ............................................................................................. 2-12Liaisons électriques ............................................................................ 2-13Interconnexions «chaînage» des masses .......................................... 2-14

L’alimentation ....................................................................................... 2-18Analyse ............................................................................................... 2-19Cahier des charges ............................................................................ 2-19Découplage par transformateur .......................................................... 2-19Les régimes de neutre ........................................................................ 2-20Les régimes de neutre : comportement en «CEM» ............................ 2-21Distribution dans l’installation ............................................................. 2-24Mise à la masse des écrans de transformateurs ................................ 2-25

L’armoire ............................................................................................... 2-26Analyse ............................................................................................... 2-26Plan de masse de référence............................................................... 2-28Entrées de câbles ............................................................................... 2-28Cheminement des câbles ................................................................... 2-28

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Obtention de la «CEM» dans l’installation

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Interconnexions «chaînage» des masses

-- INSTALLATION --

��

Tresse soudée

BF - HF

BF - HF

Le réseau de masse ��

Equipotentialité - Maillage - Continuité -

Sécurité CEI 364

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Exemple de structuration d’une grande armoire

Ne pas mélanger les câbles, enrouler le surplus de câble sur lui-même.

��

��BAS niveau

Puissance

BAS niveau

Puissance

zone alimentation

Goulotte métallique

L’armoire ��

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Pince à rivet

��

Vis ou boulonrondelle freinrondelle plate

Tresse

Tôle épargnée(puis repeinte pour l'anti corrosion)

Ecrou ou écrou prisonnier

��

Les pièges à éviter

��

Peinture = ISOLANT Peinture, frein filet et téflon = ISOLANT

Frein filet Téflon

��

Tresse soudée

BF - HF

BF - HFBF - HFBF - HF

Les connexions��

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Raccordement des blindages

Attention aux feuilles plastiques isolantes entre blindage et gaine

Les connexions en extrémité de blindage doivent être assurées par une reprise sur 360° métal sur métal.

��

Plan de masseou

barre de masserelié au châssis

L'idéal : un contact sur

��

��

��

��

Assurer un contact métal / métal

��

��

��

��

��

��

Cosse soudée

Chignon étamé

360

Les connexions ��

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Implantation dans l’armoire

Les filtres��

��

��

��

Alimentation

��

Sortie vers :- l'actionneur- la machine

Peinture = ISOLANT

Filtre

ExcellentExcellent

BF - HF

L

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Les parasurtenseurs��Les parasurtenseurs ou modules antiparasite bobines :

Choix

Limitation de la surtension

Limitation de la surtension à une valeur d'écrêtage prédéterminée de l'ordre de 2 fois la tension maximale de commande UC.

Limitation de la surtension à une valeur d'écrêtage prédéterminée de l'ordre de 2 fois la tension maximale de commande UC.

Bonne limitation : de l'ordre de 2 fois la tension de commande UC.

(variable selon l'instant de coupure, le type de bobine et les valeurs de R et C).

Pas de limitation.

Surtension élevée pouvant a t t e i n d r e p l u s i e u r s kilovolts, précédée d'un train de claquage à fronts raides.

Oscillogrammes Schémas

- - -

CircuitR - C

le RC coucheles fronts

Varistance

Dioded'écrêtage

bidirectionnelle

Diode"de roue libre"

> 1 kvA1

A2

2Uc

Prédéterminée

Uc

pas desurtension

Suppression totale de la surtension.

Typed'antiparasite

Les divers dispositifs ci-dessous visent à la réduction : - des surtensions de coupure - des résidus haute fréquence "HF" (niveau, quantité et pente des fronts de claquage

2Uc

Prédéterminée

2Uc

K

A1

A2

K

R

C

Uc

A1

A2

K

U

Uc

Uc

Uc

A1

A2

K

A1

A2

K

+

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Les parasurtenseurs ��

Influence sur la fonction

Tr1

Tr = 1 à 2

Tr1

Temps deretombée

Tr = 1,2 à 2

Tr1

Tr = 1,2 à 2

Tr1

Tr = 4 à 8

Tr1

Applications

Augmentation du temps de retombée d'un facteur de l'ordre de 1,2 à 2.

Augmentation du temps de retombée d'un facteur de l'ordre de 1,2 à 2.

Augmentation du temps de retombée d'un facteur de l'ordre de 1 à 2.

(généralement acceptée compte-tenu de la grande dispersion des temps de retombée en )

Augmentation du temps de retombée d'un facteur de l'ordre de 4 à 8.

(variable selon le type et la taille de l'électro-aimant).

En association avec appareils alimentés en alternatif ou continu.Assistance à la coupure (réduction de l'usure au contact de commande).Effet sur les hautes fréquences "HF" :

Capable d'écouler une énergie importante (plus que le RC).

avant que le seuil d'écrêtage ne soit atteint, un train de claquages de courte durée peut apparaître selon le type de contact et d'ordre de grandeur de UC.circulation de courant haute fréquence "HF" de faible amplitude et courte durée possible dans le circuit de commande.

En association avec appareils alimentés en alternatif ou continu (à l'exception des diodes d'écrêtage unidirectionnelles qui sont parasitées).Assistance à la coupure (réduction de l'usure du contact de commande).Effet sur les hautes fréquences "HF" :

peu de résidus "HF" (risques de claquages limités) pour les UC de faible niveau.circulation possible de courants "HF" de faible amplitude et de très courte durée dans le circuit de commande pour des UC élevés. > 200 V (comportement "HF" proche de la varistance).

En association avec appareils alimentés en alternatif. Peu utilisé en courant continu (volume et coût du compensateur).Assistance à la coupure (réduction de l'usure du contact de commande).Effet sur les hautes fréquentes "HF" :

•

••

•••

•

•

••

•••

•

Surtension typique apparaîssant aux bornes d'une bobine coupée par un contact sec.

Exemple traité : contacteur de calibre 9A.

Pour détail, voir chapitre 1.

En association avec appareils alimentés en continu (composant polarisé).Assistance à la coupure (réduction de l'usure du contact de commande).Effet sur les hautes fréquences "HF" :

Aucun risque de claquage et de perburbation "HF" correspondante.

L'association écrêteurs + RC combinent les avantages des 2 circuits

-

-

•

•

•

•

-

-

-

-

A la coupure, la diode écoule l'énergie restituée par la self sous forme de courant, la tension à ses bornes est quasi-nulle, la tension aux bornes du contact de commande est égale à UC.

il ne subsiste plus de fronts raides ni de claquages (pas de circulation de courants haute fréquence "HF" dans le circuit de commande.on observe seulement une onde de tension oscillatoire amortie basse fréquence "BF" (ordre de grandeur 100 Hz).

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Guide d’analyse d’une installation

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QUALITÉ DE NOTRE SERVICE = QUALITÉ DES INFORMATIONS = QUALITÉ DE NOTRE RÉPONSE

Sommaire

Agence : .................................................................................................................................

Commerçant : .........................................................................................................................

Société : .................................................................................................................................

Activité : ..................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

Nom de l’interlocuteur(s) : ......................................................................................................

Fonction(s) : ...........................................................................................................................

Adresse : ................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

Pays : .....................................................................................................................................

Références des produits concernés :

Perturbateurs : .......................................................................................................................

Description de la défaillance = (faits constatés) : ...................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

Y-a-t’il d’autres produits ou installations perturbés ? (type, référence, process ...) : ....................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

Description du process de la machine perturbée : .................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

Victimes :

Tél. : Fax :

STC :

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Environnement

Environnement extérieur au site

• Réseau ou région exposés à la foudre ? ...................................

• Usine, installation ou process voisins identifiés commeperturbateurs (soudure, électrothermie, séchage par micro-onde

Préciser : ....................................................................................

...................................................................................................

• Emetteurs radioélectriques proches : civil ou militaire (télévision,radio, aéroport, radar, ...)

Préciser : ....................................................................................

...................................................................................................

• Ligne HT, ligne SNCF ... Préciser : ..............................................

Environnement intérieur au site

• Process environnant identifié comme perturbateur : ..................

(Ex. : soudure, fours, variateur électronique ...)

• Positionnement géographique de la victime dans l’installation ou process.

Joindre schémas, photos, dépliants publicitaires ...

oui non

oui non

oui non

oui non

oui non

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Réseau de distribution

Schéma de distribution interne (alimentation)Joindre schémas (unifilaire + développé) :

Réseau Public

Monophasé, tension :

Triphasé, tension entre phase :

Autre :

Alimentation générale

Puissance nominale :

Puissance consommée estimée (régime établi) :

Intensité de court circuit :

Régime de neutre :

Une seule terre dans l’installation :

Batterie de condensateurs de redressement du cos ϕ :

Filtrage anti-harmonique :

Protections différentielles :

Contrôleur permanent d’isolement (CPI) :

Icc =

P =

P =

TT IT TN-C TN-S

Actif mixtePassif

nonoui

nonoui

non

oui

Type =

Type = Calibre =

U =

U =

U =

Réseau Privé = transformateur de distribution

Tension primaire (1) ; secondaire (2) :

Couplage (ex.: DYN11) :

U1 = U2 =

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Remèdes / Dysfonctionnements

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Ce chapitre intitulé «Remèdes / Dysfonctionnement» est constitué de fichesissues de cas réels traités et résolus en clientèle.

Comme pour toute base d’expérience, les informations ont pour but de vousguider efficacement dans la correction des installations.

!•?•*•?•!

TE

TOUS LES AUTOMATISMES ET VOTRE SOLUTION


<<CEM>>


Perturbé

Dysfonctionnementsconstatés

Perturbateur

Traitements proposés

du site

de l'installation

des produits perturbés

des produits perturbateurs

Page 9


TRONC COMMUN

Lutte contre les perturbationsélectromagnétiques dans l'installation


du site

de l'installation

des produits perturbés

des produits perturbateurs

Page 6


Perturbés

Pert

urb

ate

urs

Page 5CHAPITRE 5

REMÈDES /DYSFONCTIONNEMENTS

Base d'expérience

14 fiches pages 9 à 49

==> <==

T

==> <==

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Perturbés

rbate

urs

CHAPITRE 2OBTENTIONDE LA "CEM"

DANSL'INSTALLATION

Obtension de la "CEM" dans l'installation

Page25

==> ? <==

Base d'expérience

Perturbé


Perturbateur

Perturbations

Moteur

Z

Electronique

Perturbations

Pe

rturbations

Perturbati

==> ? <==

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TRONC COMMUN

Lutte contre les perturbationsélectromagnétiques dans l'installation


du site

de l'installation

Page 6

(page 8 et 32)


Perturbé


Perturbateur


du site

de l'installation

Page 25

(pages 8 et 32)

(FICHE)

(Fiche sélectionnée)

"CEM

" "CEM"

T

+Je n'hésite pas à demander conseilTEservice techniqueservice techniqueservice techniqueservice techniqueservice technique

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TOUS LES AUTOMATISMES ET VOTRE SOLUTION


<<CEM>>

Expert "CEM"

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DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS

TRAITEMENTS PROPOSÉS Conseils demise en œuvre

(voir chapitre 2)

Tronc commun

Lutte contre les perturbationsélectromagnétiques dans une installation

Effectuer successivement les actions correctives suivantes jusqu’à résolution duproblème

(1) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs etperturbés potentiels.

(2) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses.

(3) Eviter les boucles de masse==> Réaliser un maillage rigoureux des masses et faire cheminer ensemble les câbles

d’alimentation «Aller - Retour»...




Les alimentations

(3) Actions sur les produits perturbateurs

Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs==> Alimenter les produits perturbateurs par des alimentations séparées assurant un

découplage «HF» efficace (transformateur double écran, filtres...)

==> Alimenter les produits perturbateurs par des lignes d’alimentation séparées etcablées en étoile.

(4) Actions sur les produits perturbés

Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câblesde l’installation.==> Alimenter les produits perturbés par des alimentations séparées assurant un


==> Alimenter les produits perturbés par des lignes d’alimentation séparées et cabléesen étoile.

Les câbles

(5) Actions sur les câbles==> Eloigner d’une distance adéquate les câbles sensibles des produits et câbles

perturbateurs.

==> utiliser des câbles adaptés aux signaux véhiculés, à savoir selon la classe du câbleconsidéré : conducteurs standards, paires torsadées, paires torsadées blindées,câbles blindés,...

Au niveau du SITE

Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE

(p. 8 et 36)

(p. 32 et 36)

(p. 18, 32 et 36)

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(p. 32 et 36)

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==> S’assurer que le cheminement des câbles perturbateurs (classe* 3-4) et sensibles(classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles métalliques distincts etséparés d’une distance adéquate.

Les chemins de câble


(7) Actions sur les chemins de câble==> Utiliser des chemins de câble assurant un rôle de blindage «HF» efficace (goulottes

ou tubes métalliques fermés ... et correctement raccordés)

==> S’assurer que le cheminement des câbles perturbateurs (classe* 3-4) et sensibles(classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles métalliquess distincts etséparés d’une distance adéquate .




L’alimentation

(3) Actions sur les produits perturbés

Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câblesde l’installation.==> Alimenter les produits perturbés par des alimentations séparées assurant un


==> Alimenter les produits perturbés par des lignes d’alimentation séparées et cabléesen étoile.

Le produit

(4) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles==> Eloigner d’une distance adéquate les produits sensibles de toutes sources de

perturbations (appareillages, câbles... perturbateurs).

Les câbles associés

(5) Protéger les produits sensibles des perturbations conduites par les câbles qui ysont raccordés.==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres, parasurtenseurs...) en amont et/ou

en aval de l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...).

Au niveau des produits PERTURBÉS

TRAITEMENTS PROPOSÉS (SUITE) Conseils de miseen œuvre (suite)

(voir chapitre 2)(p. 32, 36, 44 et 52)

(p. 8)

(32, 36, 44 et 52)

(p. 8, 32 et 36)

(p. 32, 36, 44 et 52)

(p. 56, 60, 62, 32, 36et 52)

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L’alimentation

(2) Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations

séparées assurant un découplage «HF» efficace (transformateur double écran...)

Le produit

(3) Limiter le rayonnement des produits perturbateurs==> Monter le(s) produit(s) dans une enveloppe assurant un blindage adéquat (armoire,

coffret...).


(4) Eviter la propagation des perturbations en amont et en aval des produitsperturbateurs.==> Insérer directement en aval du produit perturbateur un filtre de sortie ou une ferrite

sur le(s) câble(s) qui y sont raccordés.

==> Insérer directement en amont du produit perturbateur un filtre d’entrée ou une ferritesur le(s) câble(s) qui y sont raccordés.

Des câbles à priori non perturbateurs (classe 1-2) véhiculant des signaux «basniveau» et raccordés à un produit perturbateur peuvent véhiculer sous formeconduites les perturbations générées et devenir des câbles perturbateurs.

Limiter le rayonnement des câbles véhiculant des signaux perturbateurs : câblespuissance/contrôle (classe* 3-4).==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes ou

tubes métalliques fermés... correctement raccordés.

--- Classe : terme non normatif, retenu pour les besoins du document. ---

Au niveau des produits PERTURBATEURS


(voir chapitre 2)

(p. 8)

(p. 18, 32 et 36)

(p. 56, 60 et 62)

(32, 36, 44 et 52)

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DYSFONCTIONNEMENTS CONSTATÉS• Dispositifs analogiques

Instabilité, fluctuations, offset, mesures erronnées...• Dispositifs numériques, sorties tout ou rien

Pertes de données, changements d’états intempestifs de la sortie du capteur

Capteurs «bas niveau»

Variateur électronique

TRAITEMENTS PROPOSÉS Conseils demise en œuvre

(voir chapitre 2)Effectuer successivement les actions correctives suivantes jusqu’à résolution duproblème cument

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(1) Analyser l’installation, identifier et caractériser les matériels perturbateurs et perturbéspotentiels.

(2) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses. (constituants, variateurs, filtres,moteurs, blindages...)






Les alimentations

(3) Actions sur les produits perturbateurs==> Voir tronc commun

(4) Actions sur les produits perturbés==> Voir tronc commun

Les câbles

(5) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les câbles véhiculant dessignaux sensibles (classe* 1-2).==> Eloigner les câbles sensibles des produits et câbles perturbateurs.

==> Utiliser les paires torsadées, paires torsadées blindées, câbles blindés, goulottes outubes métalliques fermés... correctement raccordés.

Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation duvariateur : câble «puissance» (classe* 3-4)==> Insérer des ferrites sur les câbles perturbateurs (côté variateur)

==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant des paires torsadées, paires torsadéesblindées, câbles blindés, goulottes ou tubes métalliques fermés...correctement raccordés.

==> Insérer un filtre d’entrée directement en amont du variateur.

Au niveau du SITE

Au niveau de l’INSTALLATION / l’ARMOIRE

(p. 8, 32 et 36)

(p. 8, 32 et 36)

(p. 32, 36, 44 et 52)

(p. 32, 36, 44, 52, 56,60 et 62)

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Dans le cas d’une perturbation ayant pour origine le câble d’alimentation de lacharge (classe* 3-4).==> Limiter le rayonnement du câble en utilisant un câble blindé, des goulottes ou tubes

métalliques fermés...correctement.

==> Insérer un filtre de sortie directement en aval du variateur.

Voir tronc commun.

Les chemins de câbles


(7) Actions sur les chemins de câble==> S’assurer que le cheminement des câbles «puissance» (classe* 3-4) et «capteurs

bas- niveaux» (classe* 1-2) se fait bien dans deux chemins de câbles distincts etséparés d’une distance adéquate .

==> Voir tronc commun

Origine : perturbations rayonnées(1) Assurer l’équipotentialité «BF» et «HF» des masses.



L’alimentation

Origine : perturbations conduites

(3) Protéger le(s) produit(s) victime(s) des perturbations véhiculées dans les câblesde l’installation.==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations


Voir tronc commun

Le produit

(4) Limiter le couplage des perturbations rayonnées sur les produits sensibles==> Eloigner d’une distance adéquate les produits sensibles de toutes sources de

perturbations (appareillages, câbles... perturbateurs).

Voir tronc commun


(5) Protéger les produits sensibles des perturbations conduites par les câbles qui ysont raccordés.==> Insérer des atténuateurs adaptés (ferrites, filtres, parasurtenseurs...) en amont et/ou

en aval de l’appareil perturbé (alimentation(s), entrée(s), sortie(s)...).

Voir tronc commun


(voir chapitre 2)

Au niveau des produits PERTURBÉS

(p. 32, 36, 44, 52,56 et 60)

(p. 8, 32, 36, 44 et52)

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(p. 18 et 52)

(p. 32, 36, 52, 56,60 et 62)

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L’alimentation

(2) Eviter la propagation des perturbations en amont des produits perturbateurs==> Utiliser des lignes d’alimentation séparées et si nécessaire des alimentations


Voir tronc commun

Le produit

(3) Limiter le rayonnement des produits perturbateurs==> Monter le(s) produit(s) dans une enveloppe assurant un blindage adéquat (armoire,

coffret...).

Voir tronc commun


(4) Limiter en amont de l’installation la circulation des perturbations :==> Mettre en place des systèmes de découplage (R,L,C), de filtres ou de ferrites

adaptés sur les entrées et/ou sorties des appareils.

Voir tronc commun

--- Classe : terme non normatif, retenu pour les besoins du document. ---


(voir chapitre 2)

Au niveau des produits PERTURBATEURS

(p. 8)

(p. 18 et 52)

(p. 32, 36, 52, 56,60 et 62)

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