EMV Prüfung und Zertifizierung in Europa und International...4 Kennzahlen und Fakten des VDE VDE...

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Hochschule RheinMain10. Dezember 2010

Dr.-Ing. Stephan KloskaFachgebiet EMV, EMF und Akustik

VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut GmbHMerianstrasse 28

D-63069 Offenbach

EMV Prüfung und Zertifizierung in Europa und International

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Inhaltsübersicht1. Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

Kennzahlen und FaktenStruktur und weltweite AufstellungDienstleistungen

2. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)DefinitionPrüfungen

3. EMV: Richtlinien und GesetzeEU-RichtlinieGesetzeUSAOsteuropaAsien

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Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

Kennzahlen und FaktenStruktur und weltweite AufstellungDienstleistungen

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Kennzahlen und Fakten des VDE

VDE – Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

Gegründet 1893, Gründungsmitglied Werner von Siemens

1906 ist VDE eines der wenigen Gründungsmitglieder von IEC

Hauptsitz in Frankfurt am Main, Politische Repräsentanzen in Berlin und Brüssel

Vertretungen in Europa, Afrika, Asien und Nordamerika

35.000 persönliche Mitglieder, 8.000 Studenten1.300 Firmenmitgliedschaften

60.000 Teilnehmer jährlich an VDE Veranstaltungen

Unterstützung des Ingenieurnachwuchses durch 60 VDE Hochschulgruppen

1.100 Mitarbeiter, rund 150 Mio. Euro Umsatz

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35.000 VDE-Mitglieder

Delegiertenversammlung

VDE-Präsidium

VDE-Verbandsgeschäftsstelle VDI / VDE Innovation + Technik

DKEDeutsche KommissionElektrotechnikElektronikInformationstechnikim DIN und VDE

Normung

Tagungen und Seminare

Fach-ausschüsse

Wissenschaft, Bildung, Beruf

• ITG• ETG• DGBMT• GMM• GMA

5 Fachgesellschaften

ForumNetztechnik/Netzbetrieb

VDE – Die Informationsplattform der Elektrotechnik

VDE GMBH

VDE GLOBALSERVICES GMBH

VDE VERLAG GMBH

VDE Prüf- und ZertifizierungsinstitutGmbH

Prüfung und Zertifizierung

ASIG QualityServices GmbH

VDE – ISE Pte. Ltd.

CFV Solar Test Lab.

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Der VDE weltweitVDE Niederlassung

NORD-AMERIKAKanadaUSA

SÜD-AMERIKA

Argentinien Brasilien (in Vorb.)

AFRIKA

MarokkoSüdafrika

EUROPA

DeutschlandFrankreichSchweizItalienSpanien/PortugalTschechienPolen

Ungarn BulgarienRumänienTürkeiRusslandWeißrusslandUkraine

VDE Partner

VDE Hauptsitz

NAHER UND MITTLERER OSTEN

IsraelIndiaSaudi ArabienUAE (in Vorbereitung)

ASIEN PAZIFIK

ChinaTaiwanJapanKoreaThailandMalaysiaSingapurAustralien

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Überblick über die VDE Zeichen (Auswahl)

Zertifizierung von Managementsystemen

Gebrauchstauglichkeit /VDE Quality Tested

VQuality Tested

ID. 49000000

gute Bedienbarkeit energieeffizient

geräuscharm

VQuality Tested

ID. 49000000

VQuality Tested

VQuality Tested

ID. 49000000

gute Bedienbarkeit energieeffizient

geräuscharm

Spezielle Produkteigenschaften• RoHS compliant• PAK geprüft• Energieverbrauch geprüft• VDE SMART Manual• ……

ID. 950003ID. 950003

Sicherheit und EMV

Die VDE-Zeichen für Kabel und Leitungen

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VDE DienstleistungenSicherheit und EMVInternationale ZertifizierungChemische Produktsicherheit und NachhaltigkeitIsolierstoff- und UmweltprüfungenSoftwarebeurteilungGebrauchstauglichkeitEcodesign; EnergieeffizienzLebensdauerprüfung; ZuverlässigkeitsanalyseAkustikInspektionsservices ManagementzertifizierungenVDE SMART Manual (eine Dienstleistung der VDE Global Services GmbH)

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Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Definition EMVPrüfungen und AnlagenTrends in der EMV

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Definition des Begriffes EMV

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die Fähigkeit eines elektrischen Gerätes, Betriebsmittels oder Systems, in seiner

elektromagnetischen Umgebung zufrieden

stellend zu funktionieren, ...

...ohne diese Umgebung, zu der

auch andere Einrichtungen

gehören, unzulässig zu beeinflussen.

(Aus DIN EN 55014-2:1997)

ElektroMagnetischeVerträglichkeitist

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Modell für Emissionsgrenzwerte

Störquelle

XNoiseSignal

≥

Noise Signal

Grenzwerte

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Emissionsprüfungen

GerätStromnetz

Telekomunikationsnetz

Gerät

Feldstärke

Störspannung

Störstrom

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Emission: Gestrahlte Felder 30 MHz – 1 GHz

Empfanggestört

Reale Welt:

Gerät

230 V

Standardisierte Welt:

Direkter Strahl

Reflektierter Strahl230 V Empfänger

Gerät

h = 1-4 m

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Emission: Störleistung 30 MHz – 300 MHz

GerätEmpfanggestört

Reale Welt:

230 V

Standardisierte Welt:

Gerät 230 V

Mess-empfängerStörleistung

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Emission: Störspannung

Standardisierte Welt:

Reale Welt:

Gerät

Geräte

UStör

Netznachbildung

Empfänger

230 V Netz

Entkopplung

UStörUStör

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Störfestigkeitsprüfung: Das ModellStörgrößen Gehäuse:• ESD• Gestrahlte HF-Felder• Magnetische Felder 50 Hz• Gepulste magnetische felder

Störgrößen Leitungen:• Schnelle Transienten (Burst)• Langsame Transienten (Surge)• Induzierte HF-Ströme• Schwingende Wellen

NetzspannungEUT (Prüfling)

(EUT = Equipment under Test)Signal

PE

Gehäuse

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GeneratorEntkopplung

Störfestigkeitsprüfung: Typischer Prüfaufbau

EUT

(EUT = Equipment under Test)

Zusatzgeräte,

oder230 V Netz

Bezugsmasse

Überwachungdes Prüflings!

Entkopplung

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Bewertungskriterien

Kriterium A: Das Gerät muss während der Prüfung weiterhin bestimmungsgemäß arbeiten.

Kriterium B: Das Gerät muss nach der Prüfung weiterhin bestimmungsgemäßarbeiten.

Kriterium C: Ein zeitweiliger Funktionsausfall ist erlaubt, wenn die Funktionsich selbst wieder herstellt oder die Funktion durch Betätigung der Einstell-/Bedienelemente wiederherstellbar ist.

Kriterium D: Dauerhafter Verlust der Funktion ist erlaubt (z. B. Beschädigung).

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EM-Phänomene (IEC 61000-2-5:1995) (1/2 )Niederfrequente Störgrößen (ca. bis 9 kHz)Geleitet:

Oberschwingungen, InterharmonischeSignalübertragung auf NetzleitungenSpannungsschwankungenSpannungseinbrüche und -unterbrücheSpannungsunsymmetrieNetzfrequenzvariationInduzierte Niederfrequente SpannungenGleichspannung in Wechselstromnetzen

Gestrahlt:Magnetische FelderElektrische Felder

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EM-Phänomene (IEC 61000-2-5:1995) (2/2 )Hochfrequenz (von 9 kHz aufwärts)Geleitet:

Induzierte Spannungen und StrömeUnipolare TransientenOszillierende Transienten

Gestrahlt:Magnetische FelderElektrische FelderElektromagnetische Felder

DauerstörgrößenTransienten

Elektrostatische Entladungen (ESD)

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Störfestigkeit: Hochfrequente Felder IEC 61000-4-3Reale Welt:

Gestört!

3 mV

Antenne

Geschirmter AbsorberraumStandardisierte Welt:

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CDN

Störfestigkeit: Transienten (Burst) IEC 61000-4-4

Standardisierte Welt:

Reale Welt:

Prüfling

Generator

230 V

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EMV im VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut

Neue Prüfhalle für Emission und Störfestigkeit

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Technische Ausstattung (1/3)

Prüfeinrichtungen

Absorberhalle Messabstand 10 m, Größe: B x L x H = 16 x 23 x 9 mDrehscheibe, Durchmesser 6 m, Maximalgewicht: 5 TonnenGeschirmter Raum unter der Drehscheibe für HilfsgeräteFrequenzbereich bis 26 GHz (40 GHz)Stromversorgung für Prüflinge bis 125 A/Phase 50 Hz und 100 (200) A/Phase von DC bis 5000 HzWasser, Abwasser, Druckluft, Absaugung für die Abgase von VerbrennungsmotorenEinstrahlungsprüfung von 20 MHz bis 18 GHz direkt in der Absorberhalle durchzuführen (Kein Umbau des Prüflings!)Großer Montageplatz vor der AbsorberhalleLKW können direkt in das Gebäude bis vor das Tor der Absorberhalle fahrenEbenerdiger Zugang (Keine Schwellen)

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Technische Ausstattung (2/3)

ImpulsprüfeinrichtungenBurst (IEC 61000-4-4) bis 7 kV! und für Prüflinge bis 100 A/PhaseSurge (IEC 61000-4-5) bis 8 kV! und für Prüflinge bis 100 A/PhaseEinströmung (IEC 61000-4-6) für Prüflinge bis 63 A/PhaseLow frequency immunity test (IEC 61000-4-13) bis 108 A/ PhaseOscillating waves (IEC 61000-4-12)

NetzrückwirkungenOberschwingungen und Flicker bis 100 A/Phase messbarMessung für Anforderungen in Korea und Japan möglichMessung auf allen drei Phasen gleichzeitig Zeitersparnis

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Technische Ausstattung (3/3)

SonderprüfeinrichtungenHochstromanlage für elektronische Leistungsschalter bis 5000 A (Besonderheit: Prüfung auch für Überlagerung von Stromharmonischen)Prüfmöglichkeit für Solar-Wechselrichter (Solarzellensimulator und Lastseitensimulation)Magnetfelder bis 2500 A/m in Helmholzspule. Frequenzbereich 15 Hz bis 200 kHz.

SchirmräumeGroßkabine (Größe 110 m²) mit ebenerdigem Zugang (Keine Schwellen)Weitere fünf Schirmkabinen (15 bis 25 m²)Kompakt-Vollabsorberhalle (20 MHz bis 3 GHz) für Einstrahlung und Emissions-Vormessungen (3 m Messabstand)

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Trends in der EMV

Emissionsmessung mit ZeitbereichsanalyseHohe Abtastraten von AD-Wandlern im GHz-Bereich ermöglichen große Bandbreiten für eine FFTDynamikproblem ist durch kaskadierte AD-Wandler gelöstMessungen können schneller ablaufen

Alternative Mess- und PrüfverfahrenIn Normen werden alternative Mess- und Prüfverfahren eingebrachtFür eine Prüfung oder Messung stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung Unterschiedliche Messergebnisse und der Streit darüber werden zunehmen

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EMV: Richtlinien und Gesetze

EU-RichtlinieGesetzeUSAOsteuropaAsien

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Richtlinien der EU mit EMV

Spi

elze

ug

Per

sönl

iche

Sch

utza

usr. „Vertikale“

Richtlinien

„Horizontale“Richtlinien

Niederspannung

Mas

chin

enEMV

R&

TTE

Med

izin

gerä

te

KFZ

(„A

ltes

Kon

zept

“)

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EU-Richtlinien (mit EMV) und Gesetze in Deutschland

EMV-RL 2004/104/EG EMV-Gesetz (EMVG)

Niederspannungsgeräte-RL Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG)

Gesetze in D Richtlinien der EU

Medizingeräte-RL Medizinproduktegesetz (MPG)

R&TTE-RL 1999/5/EG Funk und Telekommunikations-endgeräte-Gesetz (FTEG)

Kfz-RL 2004/108/EG Fahrzeugverordnung / Fahrzeugteileverordnung

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Zugang zum Markt mit Richtlinien des „New Approach“ oder „NLF“

Hersteller

Konformitäts-bewertungs-

verfahrenProdukt

Binnen-markt der

EU

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Konformitätsbewertungsverfahren EMV-RL 2004/104/EGZwei mögliche Wege

EG Konformitätserklärungdurch den Hersteller

Korrekte und erfolgreiche

Anwendung aller relevanten

harmonisierten und im OJEU aufgeführten

Normen

Erfolgreiche (Teil-) Beurteilung der

technischen Dokumentation durch

eine „Benannte Stelle“

Freiwillig!

Erfolgreiche Beurteilung

(Assessment) der elektromagnetischen Verträglichkeit. durch

den Hersteller.

Annex Ia Annex Ib

Aussage der „Benannten Stelle“über Einhaltung der

Schutzanforderungen

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Zertifizierung / CE-Kennzeichnung: Unterschied! (1/2)

Zeichen-genehmigungsausweis

Konformitätserklärungdurch Hersteller

Prüfung nach Normen

Produkt

Hersteller NeutralerZertifizierer

Neutrale Prüfung

+

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Zertifizierung / CE-Kennzeichnung: Unterschied! (2/2)Hersteller Neutraler Zertifizierer

Überwachung der Fertigung(Werkskontrolle)

Pro

dukt

lebe

nsda

uer

Überwachung Aktualität der Normen

Überwachung der Produkte(Produktkontrolle)

?

Zeichengenehmigung

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Regelungen zur EMV in USA

Die FCC (Federal Communications Commission) regelt als Behörde den MarktzugangDas “EMV-Gesetz” ist der CFR Title 47, davon hauptsächlich part15 (Digital devices and unlicensed transmitters) und part 18 (ISM)Es wird nur die Emission der Geräte beurteilt!Abhängig vom Produkt sind drei Verfahren möglich:

Certification (FCC oder TCB zertifiziert das Gerät und erteilt eine Genehmigung und wird in Datenbank aufgeführt)DoC (Declaration of Conformity) (Hersteller erklären die Konformität. Basis: Prüfbericht aus akkreditiertem Labor) Verification (Hersteller hält einen Prüfbericht und Dokumentation für die Behörden bereit)

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US-MarktZugang zum US-Markt mit FCC

Certification

Prüfmuster “FCC”- gelistetesLabor

FCC oderTCB

Declaration of Conformity (DoC)

Prüfmuster AkkreditiertesLabor

Verification

Prüfmuster HerstellerLabor

FCC ID: XXX123.XXX

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Osteuropa (Nicht EU)Beispiel: Russland, Weissrussland, Ukraine

Prüfung eines Musters in

anerkanntem Labor

Zertifizierung durch

Behörde

Inspektion der Fertigung durch

Behörde

Jährlich

Vergabe eines Prüfzeichens

Markt im jeweiligen

Land

GOST R (Russia)

STB (Belarus)

UkrSEPRO (Ukraine)

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Marktzugang in AsienChina, Japan, Korea

Prüfung eines Musters in

anerkanntem Labor

Zertifizierung durch

Behörde

Inspektion der Fertigung durch

Behörde

Jährlich

Vergabe eines Prüfzeichens

Markt im jeweiligen

Land

Teilweise Anerkennung

von CB-Prüfberichten

CCC mark (PR China)

KCC mark (S-Korea)

PSE mark (Japan)

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