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DIN-Normenausschuss Auto und Mobilität (NAAutomobil)

Einführungsbeitrag

Bei der Norm IEC 61000-4-6 handelt es sich um die dritte Ausgabe, die eines der wichtigsten EMV-Störfestigkeitsmessverfahren beschreibt. Es geht um die Simulation von elektromagnetischen Störungen, die über die an ein Produkt angeschlossenes Kabel auf dieses Produkt störend einwirken. Als Störquellen sind zum Beispiel alle Rundfunk- und Fernsehsender zu nennen, aber auch alle modernen Funkdienste (zum Beispiel Mobiltelefon) gehören dazu. Diese Sender koppeln in alle Kabel ein und leider nicht nur, wie gewünscht, in die Empfangsantennenanlagen. Dabei ist es egal, ob es sich um ein Stromversorgungskabel (im Hochspannungs-, im Mittelspannungs- oder im Niederspannungsnetz) handelt oder ob es um Daten-, Signal- oder Steuerleitungskabel geht (zum Beispiel Telekommunikationsnetze).
Die Norm IEC 61000-4-6 legt die erforderlichen Messverfahren fest, um diese Störeffekte zu simulieren. Dabei ist es das Ziel zu verhindern, dass die getesteten elektrotechnischen Produkte durch die vorgenannten Techniken gestört werden können. Fast alle elektrotechnischen Produkte sind von diesen Effekten betroffen. Deshalb ist IEC 61000-4-6 eine der so genannten "Bestseller" der IEC, und das Messverfahren wird auf breiter Front angewendet. Kaum ein elektrotechnisches Produkt wird heute ohne Messungen nach IEC 61000-4-6 mit der CE-Kennzeichnung versehen.
Die erste Ausgabe von IEC 61000-4-6 stammte aus dem Jahr 2000, das heißt, so alt ist die Norm noch gar nicht. Die zweite Ausgabe datierte vom Mai 2003. Daran kann man die Schnelllebigkeit der Entwicklung erkennen, denn die dritte Ausgabe liegt mit Datum Oktober 2008 vor.
Viele Dinge wurden seit Mitte der 1990er Jahre, als man begonnen hatte, die erste Ausgabe der Norm zu erstellen, verbessert und eingearbeitet. Im Folgenden ist ein kurzer Abriss der Neuerungen wiedergegeben und als Gesamtüberblick zur ersten Ausgabe aus dem Jahr 2000 dargestellt.
Insbesondere wurde die Verständlichkeit der Norm verbessert. Eines der generellen Probleme, die man mit den EMV-Basismessverfahren hat, ist, dass nicht jedes EMV-Messlabor die Norm gleich versteht und deshalb verschieden anwendet. Es wurde also besonderer Wert auf klare Verständlichkeit gelegt. So wurde unter anderem die Vorgehensweise zur Auswahl der unterschiedlichen Einkopplungsmöglichkeiten klarer und besser verständlich strukturiert (Bild 1).
Eine eindeutige Aussage macht die dritte Ausgabe von IEC 61000-4-6 zur oberen Frequenzgrenze, bis zu der das Testverfahren benutzt werden soll. Der Test ist von 150 kHz bis 80 MHz anwendbar, darüber hinaus muss IEC 61000-4-3 angewendet werden.
Die entsprechende Vorgehensweise ist, wie bereits erwähnt, dem Bild 1 zu entnehmen. Eindeutig ist, dass in jedem Falle der Einkopplung über so genannte Coupling-Decoupling-Networks (CDN) der Vorzug zu geben ist. Diese Einkoppelmethode verspricht die beste Reproduzierbarkeit und ist deshalb in jedem Fall der Einkopplung über Koppelzangen oder Stromzangen vorzuziehen.
Im Weiteren sind die Anhänge F und G der dritten Ausgabe der Norm neu. Im Anhang F wird auf die Tests von größeren Testobjekten eingegangen (Bild 2 und Bild 3). Hierunter versteht man Testobjekte, die eine Höhe von mehr als einem Meter haben; und auch bei diesen Tests ist die obere Frequenzgrenze des Tests mit 80 MHz festgelegt.
Im Anhang G geht es um Messunsicherheitsbetrachtungen, die auf die verwendeten Messgeräte zurückzuführen sind.
Bild 4 zeigt ein so genanntes "Fishbonediagramm" aus dem neuen Anhang G. Dabei werden die wesentlichsten Einflussfaktoren erfasst, wie zum Beispiel Drift und Linearität des Signalgenerators, Fehlanpassungen der Messgeräte, unpräzise Kalibrierdaten, Kompression und Oberwellen des Leistungsverstärkers.
Die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Werte für die Benutzung von CDN beruhen auf den derzeitig vorhandenen Erfahrungen. Hier werden sich aber sicherlich mit zunehmender Erfahrung in den EMV-Laboren noch Änderungen ergeben. Die Endwerte um 1,3 dB erscheinen gering, aber es darf nicht vergessen werden, dass es sich bei der Messmethode mit CDN um das beste, weil genaueste Messverfahren handelt.
Bei Einkopplung mit Stromzangen oder Direkteinkopplung liegen die Werte zur Messunsicherheit naturgemäß höher.
((Bild 4))
((Tabellen 1 und 2))
Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass IEC 61000-4-6 auch in der Zukunft Veränderungen unterworfen sein wird, die durch die Weiterentwicklung der Elektrotechnik unausweichlich sind. Dabei wird jedoch durch die vom Autor dieses Beitrags geleitete Arbeitsgruppe IEC/SC 77B/WG 10 strikt darauf geachtet, dass bereits vorhandene Messmittel durch die EMV-Labore auch in Zukunft verwendet werden können. Das heißt, es wird eine Weiterentwicklung "mit Augenmaß" geben, was interessante Aspekte zu Tage bringen wird.