Ce-konformität Erreichen – Behalten - Verlieren

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Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung Christoph Hauser El. Ing. FH Leiter EMV Labor Fehraltorf 1 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung INHALT • • • • • • • • • • • • • 2 Begriffsdefinition Funktionale Sicherheit, normative Verweise Begriffsdefinition SIL IEC/EN 61508, 62061 Anwendungsbereiche, Zusammenhang EMV-Normen Laborgeräte, Übersicht Normenreihe 61326-x Geltungsbereich 61326-3-1 und -3-2 Ablaufdiagramm EMV und Funktionale Sicherheit Bewertungskriterien FS und A, B, C Grundsätzliches Vorgehen Übersicht Prüfnormen Immunität und Phänomene Prüfpegel für Kriterium FS Funktionale Sicherheit Haushaltsgeräte 60335-1, clause 9.11.4 Fachgrundnorm 61000-6-7 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 3 5 6 8 10 12 13 14 17 18 29 30 39 Begriffsdefinition Funktionale Sicherheit Funktionale Sicherheit ist die Sicherheit vor Gefährdung, die aus der (fehlerhaften) Funktion einer Einrichtung resultiert. § IEC/EN 61508-4: Teil der Gesamtsicherheit, bezogen auf die überwachte Einrichtung (EUC) und das Steuersystem für die überwachte Einrichtung EUC-Leit- oder Steuerungssystem, die von der korrekten Funktion des elektrischen, elektronischen oder elektronisch programmierbaren (E/E/PE-) sicherheitsbezogenen Systems, sicherheitsbezogenen Systemen anderer Technologie und externer Einrichtungen zur Risikominderung abhängt. 3 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Basisdokumente, normative Verweise IEC/EN 61508 Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischen Systeme. IEC/EN 61511 Sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie IEC/EN 62061 Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer, elektronischer und programmierbarer elektronischer Steuerungssysteme IEC/TS 61000-1-2 Methoden für die funktionale Sicherheit in Bezug zur EMV. Die Auswahl der zu betrachtenden Phänomene richtet sich nach dem Einsatzgebiet und der vom Endbenutzer erwarteten Performance. Zukünftig soll aus dieser technischen Spezifikation eine Norm werden. IEC 61000-2-5 Elektromagnetische Umgebungen 4 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Begriffsdefinition Sicherheits-Integritätslevel (SIL) Wahrscheinlichkeit, dass ein sicherheitsbezogenes System die sicherheitsbezogenen Funktionen innerhalb eines festgelegten Zeitraumes anforderungsgemäss ausführt. Die 4 Level / Zeiträume sind wie folgt festgelegt: Level Zeitraum SIL 1 SIL 2 SIL 3 SIL 4 10 Jahre 100 Jahre 1000 Jahre 10000 Jahre  Beispiel SIL 3: Nicht mehr als 1 gefährlicher Ausfall der Sicherheitsfunktion in 1000 Jahren 5 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 IEC / EN 61508 • Basisnorm für die Bewertung von Sicherheitsfunktionen • Risikoanalyse als zentrales Element • Beurteilung des Risikos eines gesamten Sytems – Gefahren – Eintretenswahrscheinlichkeit • Beurteilung der realisierten Sicherheitsfunktion – Ausfallswahrscheinlichkeit – Empfindlichkeit auf äussere Einwirkung  Zentrale Frage: 6 Welche Sicherheitsfunktionen sind mit Elektrik/Elektronik abgedeckt ? Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 IEC / EN 62061 • Basisnorm für die Bewertung der funktionalen Sicherheit von elektronischen Steuerungssystemen • Verfahren für Entwurf, Integration und Validierung • Elektromagnetische Einwirkung ist aufgeführt als zu analysierende Beeinflussung, aber nur empfohlen • Mangel: Methodik der erhöhten Prüfpegel und verlängerte Einwirkdauer für SIL 3 nicht konsequent umgesetzt  A1: 2013 Informativer Anhang E wird gelöscht 6.4.3: direkter Verweis auf 61326-3-1 ab 18.12.2015 (dow) zwingend anzuwenden 7 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Überlappende Anwendungsbereiche EN 62061 EN ISO 13849-1 und -2 EN 954-1 EN 61508 MASCHINENSEKTOR GENERIC elektrisch elektronisch, einfach programmierbar Systeme elektronisch, anwenderprogrammierbar pneumatisch 8 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 SicherheitsBauteile elektronisch, SystemProgramm Zusammenhang mit EMV-Normen IEC 60335-1 Household equipment  neu: IEC 61000-6-7, wenn keine Produktnorm anwendbar ist 9 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Laborgeräte: Harmonisierte Normen Die Produktfamilien-Norm für die EMV von Laborgeräten ist die IEC/EN 61326 - Reihe, gegliedert in die folgenden Teile: 61326-1 Teil 1: Allgemeine Anforderungen 61326-2-x Teile 2: besondere Anforderungen für bestimmte Produkte 61326-3-x Teile 3: EMV und funktionale Sicherheit  EN 61326 -1 und -2-x sind gelistet unter der EMV-RL, ausser -2-6 (IVD-RL)  EN 61326 -3-x nicht gelistet unter der EMV-RL, weil sicherheitsbezogen 10 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Auszug Normenreihe 61326-x Norm EN ... Norm IEC ... EN 61326-1:2013 IEC 61326-1:2012 (ed.2) Allgemeine Anforderungen EN 61326-3-1:2008 IEC 61326-3-1:2008 (ed.1) Störfestigkeitsanforderungen für sicherheitsbezogene Systeme und für Geräte, die für sicherheitsbezogene Funktionen vorgesehen sind (Funktionale Sicherheit) – Allgemeine industrielle Anwendungen EN 61326-3-2:2008 IEC 61326-3-2:2008 (ed.1) Störfestigkeitsanforderungen für sicherheitsbezogene Systeme und für Geräte, die für sicherheitsbezogene Funktionen vorgesehen sind (Funktionale Sicherheit) – Industrielle Anwendungen in spezifizierter elektromagnetischer Umgebung 11 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Geltungsbereich 61326-3-x Es gilt der Anwendungsbereich von Teil 1 dieser Norm, jedoch ist er auf Systeme und Geräte beschränkt, die in industriellen Anwendungen sicherheitsbezogene Funktionen, wie sie in IEC 61508 für SIL 1-3 definiert sind, ausführen sollen. 61326-3-1: Diese Norm umfasst industrielle Umgebungen (gemäss IEC 61000-6-2), sowohl innerhalb als auch ausserhalb von Gebäuden. 61326-3-1 © IEC:2008 ELECTRICAL EQUIPMENT FOR MEASUREMENT, CONTROL AND LABORATORY USE – EMC REQUIREMENTS Immunity requirements for safetyrelated systems and for equipment intended to perform safety-related functions (functional safety) – General industrial applications 61326-3-2: Diese Norm umfasst Umgebungen für industrielle Anwendungen mit besonderer elektromagnetischer Umgebung (vorhandener Schutz, Störgrössen im Umfeld bekannt, …) § IEC/EN 61326-3-2, cl. 1 12 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Ablaufdiagramm EMV und Funktionale Sicherheit 13 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 § IEC/EN 61326-3-x, Intro Funktionale Sicherheit Bewertungskriterium Fail-Safe (FS) § IEC/EN 61326-3-1, clause 6.2 Diejenigen Funktionen, die nicht für sicherheitsbezogene Anwendungen benutzt werden, können vorübergehend oder dauerhaft beeinflusst werden. Diejenigen Funktionen eines EUT, die für sicherheitsbezogene Anwendungen benutzt werden, werden nicht ausserhalb ihrer Spezifikation beeinflusst. Oder sie können vorübergehend oder dauerhaft gestört werden, falls das EUT auf eine Störung derart reagiert, dass ein feststellbarer, definierter Zustand (oder Zustände) eingestellt oder in einer bestimmten Zeit erreicht wird. Auch eine Zerstörung ist erlaubt, falls ein feststellbarer, definierter Zustand (oder Zustände) eingestellt oder in einer bestimmten Zeit erreicht wird. 14 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Immunität EMV: Bewertungskriterien Kriterien für das Verhalten des Prüflings: • Kriterium A: - Keine Beeinträchtigung während und nach der Prüfung • Kriterium B: - Beeinträchtigung nur während der Prüfung, selbst erholend • Kriterium C: - Beeinträchtigung während und/oder nach der Prüfung, durch Benutzer rückstellbar 15 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Bewertungskriterien A, B, C und FS beabsichtigter Gebrauch normale Funktion normaler Pegel normale Festlegungen erhöhter Pegel / Dauer kann ausfallen Bewertungskriterien A, B, C Sicherheitsfunktion 16 Bewertungskriterien Bewertungskriterium FS  A, oder  B und beobachtete Abweichung und Erholzeit, die im Datenblatt dokumentiert werden muss, oder  C und beobachtetes Verhalten, welches im Datenblatt dokumentiert ist d.h. kein Effekt ausserhalb der Spezifikation, oder definierter Zustand Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0  Kriterium A ist auch akzeptiert Grundsätzliches Vorgehen § IEC/EN 61326-3-1, clause 8 Der Hersteller erstellt die Risikoanalyse und definiert die Sicherheitseigenschaften, die geforderten SIL-Level und die Umgebungsbedingungen. Zusammen mit dem EMV-Labor wird ein Prüfplan erstellt. Darin werden die zu prüfenden Betriebszustände, der Prüfaufbau, die Prüflingsüberwachung, Schnittstellen und das tolerierte Verhalten für Kriterium FS (evtl. auch A, B, C) festgelegt. Die Anzahl Ports, zu prüfenden Zustände, Beobachtungszeiten und der SIL-Level ergeben die Parameter für die Prüfung. Im Unterschied zur „klassischen“ EMV ist dies nicht mehr ein „Black-Box-Approach“, sondern ein „System-Approach“ !!  Die Vorbereitung und Planung ist oft der grösste Aufwand ! 17 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Übersicht Prüfnormen: Immunität, Phänomene (1) IEC / EN .. Phänomen Typische Ursache 61000-4-2 61000-4-3 61000-4-4 61000-4-5 61000-4-6 61000-4-8 61000-4-9 61000-4-10 61000-4-11 ESD HF-Einstrahlung Burst Surge HF-Einkopplung 50/60 Hz Magnetfeld Impuls-Magnetfeld Oszill. Magnetfeld Spannungseinbrüche Elektrostatische Entladung Radiosender, Handy Kontaktprellen Blitzeinschlag Radiosender, Funksender Stromversorgungsleitung Kurzschluss Energieverteilung Schaltvorgang Energieverteilung Netzspannungsausfall fett : in 61000-6-7, 61326-3-1 und/oder 61326-3-2 verwendet rot : für funktionale Sicherheit relevant gemäss 61000-1-2 18 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Übersicht Prüfnormen: Immunität, Phänomene (2) IEC / EN .. Phänomen Typische Ursache 61000-4-12 61000-4-13 61000-4-14 61000-4-16 61000-4-17 61000-4-18 61000-4-27 61000-4-28 61000-4-29 61000-4-34 Gedämpfte Schwingung Harmonische Spannungsschwankung Einkopplung <150 kHz Ripple auf DC-Speisung Oszill. Schwingung Unsymmetrie 3-Phasen Frequenzvariation Spannungseinbruch DC Spannungseinbruch 3P. Schaltvorgang Energieverteilung Rundsteuerung Laständerung Energieverteilung Frequenzumformer Welligkeit auf DC-Speisung Schaltvorgang Energieverteilung Belastung 3 Phasen verschieden Drehzahländerung Generator Speisespannungsausfall Netzspannungsausfall 3 Phasen fett : in 61000-6-7, 61326-3-1 und/oder 61326-3-2 verwendet rot : für funktionale Sicherheit relevant gemäss 61000-1-2 19 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 ESD - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-2 - Schneller transienter Entladungsimpuls - tr < 1.0 nsec. - Prüfpegel: - Kontakt: 2, 4, 6, 8 kV - Luft: 2, 4, 8, 15 kV - Entladungen auf das Gehäuse - an für den Benutzer zugänglichen Oberflächen - Kontaktentladung für leitende Oberflächen - Luftentladung für nicht leitende Oberflächen - Direkte- und indirekte Entladungen - Beurteilung für EMV ist Kriterium B 20 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 HF Einstrahlung - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-3 - Frequenzbereich: 80 bis 6000 MHz (zus. Frequenzen gem. Tabellen) - Prüfpegel (typisch) - 3 V/m für Wohnbereich - 10 V/m für Industriebereich - 80 % AM Modulation mit 1 kHz - Kontinuierliche Störung - Prüfung in Absorberhalle - Polarisation horizontal und vertikal - Antennendistanz zum Prüfling 3 m - Antennenhöhe 1.5 m - Prüfung von 4 Seiten des Prüflings - Beurteilung EMV ist Kriterium A 21 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Burst - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-4 - Schnelle transiente Störgrössen - Prüfpegel: 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 kV - Pulswiederholfrequenz 5 kHz normativ - Dauer des Burst Pakets: - bei 5 kHz: 15 ms - bei 100 kHz: 0.75 ms (informativ 5 oder 10 ms) - Einkopplung: - Netzleitung auf L, N, PE - Signal- Steuerleitungen > 3 m - Beurteilung EMV ist Kriterium B 22 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Surge - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-5 - Energiereiche Stossspannung - Prüfpegel: 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 kV - so genannter Kombinationspuls - Tx = 1.2 / 50 μs (Spannung) und 8 / 20 μs (Strom) - Einkopplung: - Netzleitung L<> N, L<> PE, N<>PE - Signal- Steuerleitungen (wenn länger als 30 m) - Beurteilung EMV ist Kriterium B 23 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 HF-Einkopplung - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-6 - Frequenzbereich: 0.15 bis 80 MHz (zus. Frequenzen gemäss Tabellen) - Prüfpegel: - 3 V für Wohnbereich - 10 V für Industriebereich - 80 % AM Modulation mit 1 kHz - Kontinuierliche Störung - Einkopplung mit CDN‘s: - Netzleitung auf L+N+PE - Signal- Steuerleitungen > 3 m - Beurteilung EMV ist Kriterium A 24 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Magnetfeld - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-8 - Frequenzbereich: (0) / 16.7 / 50 und 60 Hz - Prüfpegel: typ. 3 A/m bis 300 A/m - Kontinuierliche Störung - Einkopplung mit Induktionsspulen mit 1 bis 50 Windungen in einer oder 2 Ebenen (Helmholtzspule) - Prüfung in 3 Achsen: X, Y, und Z - nur bei magnetisch empfindlichen Geräten - Beurteilung EMV ist Kriterium B 25 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Netzspannungs-einbrüche / -unterbrüche - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-11 IEC / EN 61000-4-34 (bei mehr als 16 A) - Prüfungen bei: - 0 % UNetz für eine ½ Periode - 0 % UNetz für 1 Periode - 40 % UNetz für 10/12 Perioden 1 - 70 % UNetz für 25/30 Perioden 1 - 0 % UNetz für 250/300 Perioden 1 - Beurteilung EMV ist - Kriterium B für ½ oder 1 Periode - Kriterium C für mehr als 1 Perioden 1) 10/12 bedeutet 10 Perioden bei 50 Hz und 12 Perioden bei 60 Hz 26 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 NF-Einkopplung - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-16 - Frequenzbereich: DC, 15 Hz – 150 kHz - Prüfpegel (Kurve): - 1 V bis 30 V - Keine Modulation - Einkopplung mit R-C - Wichtig: Entkopplung 27 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Gleichspannungs-einbrüche / -unterbrüche - Basisnorm: IEC / EN 61000-4-29 - Prüfungen bei: - 40 % UT für 10 ms - 0 % UT für 10 ms, 20ms - 40 % UT für 1000 ms - 0 % UT für 1000 ms - anwendbar bei GleichspannungsVersorgungsnetzen - Beurteilung EMV ist Kriterium B / C 28 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Prüfpegel nach IEC/EN 61326-3-1 Kriterium FS IEC / EN .. Phänomen 61000-4-2 61000-4-3 ESD HF-Einstrahlung ** 61000-4-4 61000-4-5 61000-4-6 61000-4-8 61000-4-11 Burst Surge HF-Einkopplung ** 50/60 Hz Magnetfeld Spannungseinbrüche 61000-4-16 NF-Einkopplung 61000-4-29 Spannungseinbruch DC rot: * 29 Prüfpegel 6 kV Kontakt, 8 kV Luftentladung 20 V/m, 80 – 1000 MHz 10 V/m, 1.4 - 2 GHz / 3 V/m, 2 - 2.7 GHz 3 kV, 5 kHz auf Netzleitung * 2 kV L-N / 4 kV L-PE und N-PE * 10 V, 0.15 – 80 MHz 30 A/m 0 % - 20 ms, 40 % - 200 ms, 0 %-5 s 70 %-500 ms 1 – 10 V, 1.5 kHz – 15 kHz, * 10 V, 15 kHz – 150 kHz * 0 %-20 ms, 40 %-10 ms Höhere Prüfpegel als für EMV Industrieumgebung Je nach Port abweichende und zusätzliche Prüfbedingungen / ** + Frequenzen gem. Tabelle 2, 3 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 IEC/EN 60335-1, 19.11.4 Funktionale Sicherheit Neben sicherheitstechnischen Anforderungen sind funktionale Kriterien für die Prüfungen nach 19.11.4 gefordert: Das Gerät darf keine gefährliche Fehlfunktion ausführen und es darf kein Fehlverhalten des elektronischen Schutzstromkreises geben, falls das Gerät noch betriebsfähig ist. Geräte mit einer elektronischen Schalteinrichtung, die in der AUSStellung oder im Betriebszustand „stand-by“ geprüft werden,  dürfen nicht in Betrieb gehen oder  wenn sie in Betrieb gehen, darf keine gefährliche Fehlfunktion entstehen. 30 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 IEC/EN 60335-1, 19.11.4 Elektronische Schutzschaltungen (PEC) Geräte mit elektronischen Schutzschaltungen (PEC) werden in ähnlicher Form geprüft wie Geräte mit elektronischer AUS-Stellung. Überspannungsschutzelemente ohne Funkenstrecke werden dabei entfernt. Die elektronische Schutzschaltung muss bei zutreffenden Prüfungen nach den entsprechenden Abschnitten 19 ansprechen. In diesem Zustand wird das Gerät den elektro-magnetischen Beeinflussungen nach 19.11.4 unterworfen. Das Gerät darf keine gefährliche Fehlfunktion ausführen und es darf kein Fehlverhalten des elektronischen Schutzstromkreises geben, falls das Gerät noch betriebsfähig ist. 31 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Prüfpegel nach IEC/EN 60335-1, 19.11.4 Elektronische Schutzschaltungen (PEC 1) IEC / EN .. Phänomen Prüfpegel 61000-4-2 61000-4-3 61000-4-4 61000-4-5 61000-4-6 61000-4-11 ESD HF-Einstrahlung Burst Surge HF-Einkopplung Spannungseinbrüche 61000-4-13 19.11.4.8 Oberschwingungen Abschaltspannung 8 kV Kontakt, 15 kV Luftentladung 10 V/m, 80 – 1000 MHz * 4 kV, 5 kHz auf Netzleitung 2 kV L-N / 4 kV L-PE und N-PE ** 10 V, 0.15 – 80 MHz 0 %-10 ms, 0 %-20 ms, 40 %-200 ms 70 %-500 ms, 80 %-5 s Klasse 2: 16 – 2000 Hz, 3 – 21 V Abschaltpegel –10 % für 60 s * ** 1) 32 Ausgabe 2006: erweiterte Frequenzbereiche 800 – 960 MHz und 1400 – 6000 MHz Edition 5 der 60335-1: Frequenzbereich 80 – 1000 MHz und 1400 – 2000 MHz definiert Schutzelemente ohne Funkenstrecke entfernt / Heizungen abgehängt bei Schutzklasse 1 PEC = Protective Elctronic Circuit Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Oberschwingungen nach EN/IEC 61000-4-13 (1) „Flache Kurve“ 33 Frequenz Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse X Hz Prüfpegel in % von U1 Prüfpegel in % von U1 Prüfpegel in % von U1 Prüfpegel in % von U1 50 95 90 80 tbd Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Oberschwingungen nach EN/IEC 61000-4-13 (2) Kurve „Überschwingen“ 34 Frequenz Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse X Hz Prüfpegel in % von U1 Prüfpegel in % von U1 Prüfpegel in % von U1 Prüfpegel in % von U1 150 4 / 180° 6 / 180° 8 / 180° tbd 250 3 / 0° 4 / 0° 5 / 0° tbd Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Oberschwingungen nach EN/IEC 61000-4-13 (3) Prüfung „Frequenzdurchlauf“ 35 Frequenz Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Hz Prüfpegel in % Prüfpegel in % Prüfpegel in % 16 ... 100 2 3 4.5 100 ... 500 5 9 14 500 ... 750 4 4.5 9 750 ... 1000 2 2 6 1000 ... 2000 2 2 4 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Oberschwingungen nach EN/IEC 61000-4-13 (4) Prüfung „Einzelne Oberschwingungen“ • Ungeradzahlige Oberschwingungen keine Vielfache von 3 (Tabelle 1) • Ungeradzahlige Oberschwingungen Vielfache von 3 (Tabelle 2 ) • Geradzahlige Oberschwingungen (Tabelle 3) Prüfung „Zwischenharmonische“ 36 Frequenz Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Hz Prüfpegel in % Prüfpegel in % Prüfpegel in % 16 ... 2000 0 ... 4.5 0 ... 7.5 0 ... 10 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Oberschwingungen nach EN/IEC 61000-4-13 (5) Prüfung „Meisterkurve“  entspricht dem maximal erlaubten Pegel für Rundsteueranlagen 37 Frequenz Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Hz Prüfpegel in % Prüfpegel in % Prüfpegel in % 16 ... 100 -- 3 4 100 ... 500 -- 9 10 500 ... 1000 -- 4500/f 4500/f 1000 ... 2000 -- 4500/f 4500/f Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 IEC/EN 60335-1, 19.11.4.8 Abschaltspannung Geräte mit programmierbaren Bauteilen werden wie folgt geprüft, ausser wenn Gefährdungen durch Netzausfälle ausgeschlossen werden können. Stützbatterien werden dabei entfernt. Das Gerät wird mit Bemessungsspannung betrieben. Nun wird die Netzspannung allmählich reduziert, bis das Gerät nicht mehr reagiert oder programmierte Bauteile nicht mehr arbeiten. Diese Abschaltspannung wird notiert. Das Gerät wird mit Bemessungsspannung betrieben. Nun wird die Netzspannung allmählich auf den Wert Abschaltspannung –10 % reduziert für 60 s und danach wieder auf Nominalspannung gebracht. Das Gerät muss entweder normal weiter funktionieren oder es muss mit einer Betätigung neu gestartet werden können. 38 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Fachgrundnorm 61000-6-7 • • • • • • • • • 39 Fachgrundnorm für die Immunitätsprüfung von Geräten, die für Sicherheitsfunktionen eingesetzt werden Direkte Bindung an 61508 und 61000-1-2 (obwohl diese noch nicht in eine Norm überführt ist !) beschränkt auf die Verifikationsphase Produktnormen haben grundsätzlich Vorrang aber: Die Produktnorm soll weggelassene Phänomene oder reduzierte Prüfanforderungen technisch begründen inkonsequent: 61000-4-13 fehlt Kriterium heisst nun DS für Defined State, nicht FS Prüfpegel und Einwirkdauer definiert gemäss 61000-1-2 IEC-Norm im Oktober 2014 erschienen, EN erscheint ca. 4.Q 2015 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 Prüfpegel 61000-6-7 IEC / EN .. Phänomen Prüfpegel 61000-4-2 61000-4-3 ESD HF-Einstrahlung ** 61000-4-4 61000-4-5 61000-4-6 61000-4-8 61000-4-11 61000-4-34 61000-4-16 Burst Surge HF-Einkopplung ** 50/60 Hz Magnetfeld Spannungseinbrüche 61000-4-29 Spannungseinbruch DC 8 kV Kontakt, 15 kV Luftentladung 20 V/m, 80 – 1000 MHz 10 V/m, 1.4 - 2 GHz / 3 V/m, 2 - 6 GHz 4 kV, 5 kHz auf Netzleitung * 2 kV L-N / 4 kV L-PE und N-PE * 20 V, 0.15 – 80 MHz 30 A/m 0 % - 20 ms, 40 % - 200 ms, 0 %-5 s 70 %-500 ms 1 – 10 V, 1.5 kHz – 15 kHz, * 10 V, 15 kHz – 150 kHz * 0 %-20 ms, 40 %-10 ms rot: * 40 NF-Einkopplung Höhere Prüfpegel als für EMV Industrieumgebung Je nach Port abweichende und zusätzliche Prüfbedingungen / ** Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0 + Frequenzen gem. Tabelle 7, 8 Vielen Dank ! 41 Funktionale Sicherheit bei EMV-Beeinflussung | Christoph Hauser | 21.01.2015 | © Electrosuisse | V1.0