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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

EMV EMV-Prüfungen auf

EMV EMV-Prüfungen auf Störimmunität Eine gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bedeutet neben geringen Störemissionen in erster Linie eine hohe Störfestigkeit. Dieser Beitrag verschafft diesbezüglich den Überblick und legt dabei den Schwerpunkt auf HF-technische Aspekte. Die europaweit gültige Vorgabe für die EMV ist im Elektromagnetisches Verträglichkeitsgesetz (EMVG) definiert. Die Standards für die EMV gelten in Bezug auf die Emission als auch auf die Immunität, und zwar für den häuslichen sowie den kommerziellen Bereich. Stets ist auch zwischen geleiteten und gestrahlten Emissionen zu unterscheiden (s. Tabelle 1 und 2). Die existierenden und entworfenen Normen decken den Problemkreis praktisch sehr gut ab. Geleitet: Electrostatic Discharge (ESD), Geräte Eine ESD entsteht beim Potentialausgleich einer elektrostatisch geladenen Person oder eines elektrostatisch geladenen Körpers mit der (direkt oder indirekt geerdeten) Umgebung. Im ersten Fall beträgt die Anstiegsbzw. Abfallszeit um die 350 ps, im zweiten (Furniture Discharge) etwa 5 bis 10 ns [1]. Die mögliche Spannung hängt vom Material und (indirekt proportional) von der relativen Luftfeuchte ab. Etwa bei synthetischem Material und 5% muss man mit etwa 15 kV rechnen, bei Wolle und 50% hingegen nur mit etwa 2 kV. Hier ist die DIN EN 61000-4-2:2009-12 VDE 0847-4-2:2009-12 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 4-2: Prüf- und Messverfahren – Prüfung der Störfestigkeit gegen die Entladung statischer Elektrizität (IEC 61000-4-2:2008, deutsche Fassung EN 61000-4-2:2009) zuständig. Sie ist identisch mit der zweiten Ausgabe der Internationalen Norm IEC 61000-4-2 (Ausgabe 2008) und trifft neben den Prüfschärfegraden (Prüfpegeln) Festlegungen zur Prüfeinrichtung, zum Prüfaufbau, zum Prüfverfahren, zur Bewertung der Prüfergebnisse sowie zum Prüfbericht. Neu sind u.a. Festlegungen und Informationen zur Kalibrierung des Prüfsystems sowie zur Messunsicherheit. Ziel ist hierbei, die Reproduzierbarkeit der Prüfung zu verbessern. Ferner wurden zu einer Reihe von in der Norm angegebenen Parametern die zugehörigen Grenzabweichungen ergänzt. Angaben zu konstruktiven Einzelheiten entfallen dagegen. Weiter wurden die Prüfschärfegrade (Prüfpegel) auf die Luftentladung eingeschränkt. Typische Testpegel sind bis 4 kV (Kontaktentladung) bzw. bis 8 kV (Luftentladung). Geleitet: Burst (AC/DC Power, Signalleitungen) Diesbezüglich gilt die DIN EN 61000-4-4 VDE 0847-4-4:2013-04 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Teil 4-4: Prüf- und Messverfahren – Prüfung der Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen/Burst (IEC 61000-4-4:2012, deutsche Fassung EN 61000-4-4:2012). Sie ist identisch mit der dritten Ausgabe der Internationalen Norm IEC 61000-4-4. Diese Norm gehört zu den EMV-Grundnormen, die üblicherweise in den EMV-Fach- und Produktnormen, welche Störfestigkeitsanforderungen festlegen, zitiert werden. Hierin werden Festlegungen zur Prüfausrüstung (Prüfgenerator, Koppel-/Entkoppelnetzwerk, kapazitive Koppelzange) einschließlich der Kalibrierung, zum Prüfaufbau, zum Prüfverfahren, zur Ermittlung der Prüfergebnisse und zum Prüfbericht getroffen. Zusätzlich spezifiziert der Entwurf empfohlene Bereiche der Prüfschärfegrade (Prüfpegel). Neu sind u.a. Festlegungen zur Validierung der Prüfeinrichtung und das Prinzipschaltbild des Burst-Generators sowie einige Spezifikationen für den Burst-Simulator sowie die Prüfbedingungen und -kriterien. Auch ein neuer Anhang mit Informationen zur Messunsicherheit wurde geschaffen. Schnelle Transienten entstehen meist durch Schalthandlungen an induktiven Lasten. Es entsteht dann ein sogenanntes Impulspaket. Da die Energie relativ gering ist, kommt es häufig zu Beeinflussungen, jedoch selten zu Zerstörungen. Burst, Beeinflussungsbeispiel nach [1] Emissionsform Norm Electrostatic Discharge (ESD), Geräte DIN EN 61000-4-2 Burst (AC/DC Power, Signalleitungen) DIN EN 61000-4-4 Surge (vor allem Stromversorgung) DIN EN 61000-4-5 Induktion durch HF-Felder (AC/DC Power, Signalleitungen) DIN EN 61000-4-6 Spannungsunterbrechungen, -einbrüche, -schwankungen DIN EN 61000-4-11 Tabelle 1: Überblick über die Störfestigkeit, geleitet Geleitet: Surge (vor allem Stromversorgung) Hier ist die DIN EN 61000-4-5 VDE 0847- 4-5:2015-03 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Teil 4-5: Prüf- und Messverfahren – Prüfung der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (IEC 61000-4-5:2014, deutsche Fassung EN 61000-4-5:2014) zuständig. Diese Norm ist identisch mit der dritten Ausgabe der Internationalen Norm IEC 26 hf-praxis 4/2017

EMV Emissionsform Norm hochfrequente Felder (Geräte) DIN EN 61000-4-3 Messung der Spannungsqualität DIN EN 61000-4-30 breitbandige Störgrößen an AC-Netzanschlüssen E DIN EN 61000-4-31 Geräte mit Netzstrom oberhalb 16 A DIN EN 61000-4-34 Felder im Nahbereich E DIN EN 61000-4-39 niederfrequente Magnetfelder (z.B. 50 Hz) DIN EN 61000-4-8 Tabelle 2: Überblick über die Störfestigkeit, gestrahlt 61000-4-5 (Ausgabe 2014). Sie beschreibt die Prüfung der Störfestigkeit von elektrischen und elektronischen Betriebsmitteln, Geräten und Einrichtungen gegenüber Stoßwellen (Stoßspannungen und -ströme). Solche Phänomene können durch Schaltvorgänge in Hoch- und Niederspannungssystemen oder Blitzeinschläge auftreten und die Funktion von Betriebsmitteln, Geräten und Einrichtungen stören, aber auch interne Bauteile beschädigen. Für den Zweck der Störfestigkeitsprüfung werden empfohlene Prüfschärfegrade (Prüfpegel), Festlegungen zur Prüfausrüstung (Prüfgenerator, Koppel-/ Entkoppelnetzwerke), zum Prüfaufbau, zum Prüfverfahren, zur Ermittlung der Prüfergebnisse und zum Prüfbericht getroffen. Die zugrundeliegenden Impulsdefinitionen sind der 1,2/50-µs-Spannungsimpuls und der 8/20-µs-Stromimpuls sowie speziell für Prüfungen an außerhalb von Gebäuden befindlichen Telekommunikationsanschlüssen der 1,2/50-µs-Spannungs- und der 5/320-µs-Stromimpuls. Festlegungen zu letzterem finden sich im neuen Anhang A, während Anhang B zur Auswahl des geeigneten Prüfgenerators und der Prüfschärfegrade (Prüfpegel) informiert. Anhang C betrifft verschiedene Aspekte der Prüfung. Die Prüfpegel beziehen sich auf unterschiedliche Umgebungs- und Installationsbedingungen. Bei Netzanschluss sind 0,5 bis 2 kV typisch. Weitere neue Anhänge informieren zu Maßnahmen für die Herstellung der Störfestigkeit von Geräten, die zum Anschluss an Niederspannungsnetze vorgesehen sind (Anhang D), zur mathematischen Modellierung der in dieser Norm betrachteten Impulsformen (Anhang E), zur Messunsicherheit im Rahmen der Einstellung des Prüfstörpegels (Anhang F), zur Kalibrierung von Impuls-Messsystemen (Anhang G) und zur Behandlung von Leitungen, die für Bemessungsströme oberhalb 200 A ausgelegt sind (Anhang H). Ferner erfolgten mehre Ergänzungen im Festlegungsteil der Norm. Geleitet: Induktion durch HF-Felder (AC/DC Power, Signalleitungen) Es gilt hier die DIN EN 61000-4-6 VDE 0847-4-6:2014-08 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Teil 4-6: Prüf- und Messverfahren – Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch Zuverlässige Abwehr vielfältigster HF-Störungen ELECTRADE rüstet nahezu jedes Gerät EMV-gerecht aus. Mit hochqualitativen Standardprodukten aus dem riesigen Portfolio oder als maßgeschneiderte Lösungen. ELECTRADE GmbH | www.electrade.com | Tel. +49-89-898 10 50

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