DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
IEC/TR 61000-2-5
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 2-5: Umgebung - Beschreibung und Klasseneinteilung der elektromagnetischen Umgebungen
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-5: Environment - Description and classification of electromagnetic environments
Einführungsbeitrag
Der Technische Bericht IEC/TR 61000-2-5 behandelt die Thematik der elektromagnetischen Umgebungen. Da diese eine wesentliche Rolle im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) spielen, unter anderem als Ausgangspunkt für die Festlegung von Störfestigkeitspegeln, stellt der Bericht selbst eine EMV-Basispublikation dar.
Die Erreichung einer angemessenen Störfestigkeit von elektrischen und elektronischen Betriebsmitteln ist eine grundlegende Maßnahme bei der Sicherstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten, Systemen, Anlagen und Installationen. Eine solche Störfestigkeit wird beschrieben durch die Vorgabe von Störfestigkeitspegeln sowie durch Bewertungskriterien, die das Verhalten eines Betriebsmittels bei der Beaufschlagung mit elektromagnetischen Störungen beschreiben sollen. Die Auswahl von Störfestigkeitspegeln sowie von Bewertungskriterien sollte die Verhältnisse am beabsichtigten Aufstellort des Betriebsmittels sowie die gewünschte Verfügbarkeit dessen Betriebs berücksichtigen. Insofern stellt sich die Kenntnis derjenigen elektromagnetischen Umgebung, in der das betreffende Betriebsmittel zu betreiben beabsichtigt ist, als ein wichtiger Faktor bei der Festlegung von Störfestigkeitspegeln und damit bei der Sicherstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit dar. Die Erlangung einer solchen Kenntnis, deren sich daraus ergebenden Daten zudem belastbar sein müssen, bedeutet jedoch eine überaus anspruchsvolle Aufgabe, direkt absehbar aus der Definition der elektromagnetischen Umgebung als der Totalität aller elektromagnetischen Phänomene, die an den interessierenden Räumlichkeiten auftreten können.
Der Technische Bericht IEC/TR 61000-2-5 gibt einen Überblick über das komplette Spektrum elektromagnetischer Phänomene - mit Ausnahme der Phänomene HEMP und HPEM - in unterschiedlichsten Typen von Umgebungen. Die Klassifizierung von elektromagnetischen Umgebungen, das heißt ihre Einteilung in Klassen, basiert auf der Beschreibung von elektromagnetischen Umgebungen, wie sie an typischen Orten vorhanden sind. Eine elektromagnetische Umwelt ist das Ergebnis der an einem bestimmten Ort auftretenden elektromagnetischen Phänomene und damit nicht in erster Linie das Resultat von einzelnen Produktspezifikationen, aber auch nicht vollständig unabhängig davon, weil die an einem Ort installierten Produkte und Systeme zur elektromagnetischen Umgebung beitragen. Damit sollten solche Spezifikationen, insbesondere Prüfanforderungen, mit Beschreibungen der relevanten elektromagnetischen Umwelt harmonisieren und korrelieren, das heißt, die Prüfanforderungen sollten diejenigen elektromagnetischen Phänomene berücksichtigen, die in der für ein Produkt relevanten elektromagnetischen Umgebung auftreten können.
Zur quantitativen Beschreibung der Pegel elektromagnetischer Phänomene wird im Dokument der Begriff Störpegel (engl: disturbance level) verwendet als ein Maß für die gemessene oder in einer anderen Art bestimmten Größe einer elektromagnetischen Störung. Ein Störpegel muss nicht notwendigerweise identisch mit einem Störfestigkeitspegel sein; letzterer kann durchaus geringer gewählt werden, falls beispielsweise statistische Überlegungen und damit technisch-wirtschaftliche Aspekte eine Rolle spielen.
Insofern ist das Konzept der elektromagnetischen Phänomene der Ausgangspunkt für die Beschreibung einer elektromagnetischen Umgebung zusammen mit der Angabe der in der jeweiligen Umgebung zu erwartenden Störpegel. Die Attribute dieser Phänomene (zum Beispiel Amplituden, Frequenz- und Zeitangaben, Häufigkeit, Quellenimpedanz) werden in einer allgemeinen Art beschrieben und für jedes Phänomen der zu erwartende Bereich von Störpegeln in Form von Störgraden (engl: disturbance degree) angegeben. Störgrade sind spezifizierte, quantitative Werte zur Beschreibung eines Bereichs von Störpegeln; sie sind angelehnt an das Konzept der Prüfschärfegrade in EMV-Grundnormen, um damit letztlich eine Korrelation zwischen Störpegeln und Prüfschärfegraden herzustellen. In einem zweiten Schritt wird dann derjenige Störgrad als der repräsentativste und technisch plausibelste identifiziert, der für jedes Phänomen in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung zutrifft; ein solcher Störgrad wird anschließend als Verträglichkeitspegel (engl: compatibility level) betrachtet.
Aufbauend auf der Beschreibung der elektromagnetischen Phänomene mittels Störgraden macht IEC/TR 61000-2-5 eine Zuordnung, welche Phänomene mit welchen Störgraden in bestimmten Umgebungen zu erwarten sind. Die Klassifizierung von Umgebungen berücksichtigt drei relativ allgemein gehaltene Grundtypen: Haushaltsumgebung, Öffentliche/Büroumgebung und Industrieumgebung, die jeweils detaillierter beschrieben werden können. Wie im Falle jeder Klassifizierung liegt auch der Wert und Vorteil der hier bezüglich der elektromagnetischen Umgebung vorgenommenen in ihrer Allgemeinheit. Damit wird aber auch betont, dass durchaus Umgebungen auftreten können, in denen außergewöhnliche Anforderungen herrschen, sowohl bezüglich der Typen von elektromagnetischen Phänomenen als auch bezüglich deren Parameter. Die Folgen eines solchen Auftretens liegen dann darin, dass die spezielle Situation bezüglich der Phänomene und ihrer Parameter bei der Festlegung von Störfestigkeitsanforderungen fallweise berücksichtigt werden muss.
Die dritte Ausgabe des Technischen Berichts IEC/TR 61000-2-5 stellt eine technische Erweiterung und Überarbeitung der im Jahr 2011 veröffentlichten zweiten Ausgabe dar, mit dem wesentlichen Ziel, die Zunahme der drahtlosen Kommunikationsdienste und die damit verbundene Erzeugung elektromagnetischer Felder bei der Beschreibung der elektromagnetischen Umgebung zu berücksichtigen und zu aktualisieren. In etwa 30 Tabellen stellt das Dokument alle wesentlichen Strahlungsquellen zu den verschiedenen Kommunikationsdiensten mit den zu erwartenden elektromagnetischen Feldstärken und weiteren relevanten Parametern zusammen. Weitere Erneuerungen betreffen:
- die Harmonisierung von Definitionen und Charakteristika zu elektromagnetischen Umgebungen, wie sie in den Fachgrundnormen verwendet werden
- einige Erläuterungen zur Rolle von CISPR-Aussendungsgrenzwerten
- Informationen zu verschiedenen Arten von leitungsgebundenen Phänomenen im Zusammenhang mit leistungselektronischen Betriebsmitteln.
Das Dokument IEC/TR 61000-2-5 ist eingebettet in die Dokumentenreihe IEC 61000-2, die selbst 14 Dokumente enthält. Der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Teilen ist in einem Anhang von IEC/TR 61000-2-5 beschrieben.
Für den Technischen Bericht IEC/TR 61000-2-5 ist seitens der DKE das Komitee K 767 zuständig.
