DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
IEC 61000-4-18
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-18: Prüf- und Messverfahren - Prüfung der Störfestigkeit gegen schwingende Wellen - EMV-Grundnorm
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-18: Testing and measurement techniques - Damped oscillatory wave immunity test
Einführungsbeitrag
Bei der Norm IEC 61000-4-18 handelt es sich um eine Neuausgabe der Reihe IEC 61000-4, die als EMV-Grundnorm (englisch: Basic EMC Publication) eingestuft worden ist. Die Norm ist im November 2006 erschienen. Sie befasst sich mit dem so genannten "Oscillatory Wave Immunity Test". Im Gegensatz zum "Ring Wave Immunity Test" (IEC 61000-4-12) beschreibt das neue Störfestigkeitstestverfahren die Anforderungen, denen elektrische und elektronische Betriebsmittel in Bezug auf wiederholt auftretende gedämpfte elektromagnetische Störungen genügen müssen. Die Ursachen solcher Störungen liegen in den physikalischen Effekten, die in Netz-, Daten- und Steuerleitungen von gas- oder luftisolierten Umspanneinrichtungen entstehen können. Eine weitere Ursache entsprechender wiederholt auftretender gedämpfter elektromagnetischer Störungen können elektromagnetische Phänomene sein, die durch das Zünden außeratmosphärischer nuklearer Detonationen entstehen (HEMP, High Altitude Electromagnetic Pulse).
Die Norm legt Testspannungen und Stromverläufe fest und beschreibt auch den Prüfaufbau, die Prüfmittel und den eigentlichen Prüfablauf der Tests.
Wie aus den nachstehenden Bildern und Tabellen zu ersehen ist, bestehen einige Ähnlichkeiten zwischen den in dieser Norm beschriebenen Tests und den in IEC 61000-4-12 behandelten Tests. Trotz dieser Ähnlichkeiten wurde im IEC/SC 77B "Hochfrequente Störgrößen" entschieden, die beiden Tests zum "Ring Wave Immunity Test" (IEC 61000-4-12) und zum "(Damped) Oszillatory Wave Immunity Test" in zwei separaten Normen zu veröffentlichen. Der Grund hierfür liegt in den durchaus unterschiedlichen Ursachen für die Störungen, die in IEC 61000-4-12 und IEC 61000-4-18 beschrieben werden.
Diese Norm beschreibt, wie bereits erwähnt, zwei im Gegensatz zu IEC 61000-4-12 verschiedene Phänomene.
- Die "langsamen" gedämpft oszillierenden Störungen (bis 1 MHz). Solche Störungen werden typisch durch das Öffnen von Leistungsschaltern erzeugt, die in Hochspannungs- oder Mittelspannungsversorgungssystemen Anwendung finden. Diese Störungen sind somit auch in industriellen Netzen und Installationen immer wieder vorzufinden.
- Die "schnellen" gedämpft oszillierenden Störungen (über 1 MHz). Diese Art von gedämpft oszillierenden Störungen ist typisch für die elektromagnetischen Auswirkungen einer nuklearen Detonation, die außerhalb der Erdatmosphäre stattfindet (HEMP - High Altitude Electromagnetic Pulse - Nukleare Detonationen außerhalb der Erdatmosphäre und der dadurch erzeugte elektromagnetische Impuls).
Die leitungsgebundene elektrotechnische Infrastruktur ganzer Kontinente ist durch solche exoatmosphärischen nuklearen Detonationen bedroht. Die leitungsgebundenen Kommunikationssysteme der betroffenen Länder und Kontinente brechen innerhalb von Sekundenbruchteilen zusammen, ohne dass man anderweitig auf die ausgelöste Kernwaffe und den so erzeugten HEMP aufmerksam wird. Die betroffenen Gebiete verfallen aus informationstechnischer Sicht dem Chaos und die öffentlichen Versorgungsnetze funktionieren nicht mehr. Es gibt in diesen Gebieten einen totalen Zusammenbruch der öffentlichen Stromversorgung. Man wird faktisch in die Steinzeit zurückgebombt, ohne dass erst einmal irgendetwas sichtbar kaputtgeht.
Die ersten militärisch veranlassten Versuche zur Erforschung der Auswirkungen eines HEMP fanden bereits vor über 50 Jahren in 400 km Höhe über dem Johnston-Atoll im Pazifischen Ozean statt. Auf den vom Detonationspunkt der Kernwaffe etwa 1 500 km entfernten Hawaii-Inseln gingen damals alle Lichter aus. Das war eine Erfahrung, die man in den USA nie vergessen hat und die auch in anderen Regionen der Welt nicht vergessen sein sollte.
Man darf sich nicht vorstellen, was passieren würde, wenn eine entsprechende Waffe über bewohntem Gebiet zum Einsatz käme und dadurch die Sicherheitssysteme zur Verhinderung einer Kernschmelze in einem Kernreaktor nicht mehr wie vorgesehen reagieren könnten. Die Norm IEC 61000-4-18 gibt das Testverfahren vor, dem die entsprechenden elektrotechnischen Infrastrukturen und Netze standhalten müssen, damit all dies nicht eintritt. Bei entsprechenden Impulsen darf es nicht zu Fehlfunktionen kommen.
Abschließend sei bitte nicht vergessen, dass es zurzeit im zivilen Bereich kaum elektrotechnische Infrastruktur gibt, die die Anforderungen der Norm IEC 61000-4-18 einhält. Hier gibt es sicherlich in der Zukunft erhebliches Nachholpotenzial, auch in öffentlichen und privaten Ausschreibungen und dementsprechenden Anwendungen und Installationen.
