IEC 61000-4-x Zusammenfassung: EMV-Grundnormen für Störfestigkeitsprüfungen

Überblick über die Reihe IEC 61000-4 (ESD, gestrahlte HF, EFT, Surge, leitungsgeführte HF, Magnetfeld, Spannungseinbrüche): Prüfkonzepte, typische Prüfpegel und Bewertungskriterien.

Diese Seite ist eine selbst verfasste Referenzzusammenfassung. Prüfpegel und Bewertungskriterien werden durch die anzuwendende Fachgrund- oder Produktnorm festgelegt (z. B. EN 55035 oder IEC 61000-6-1/-2) und können sich je nach Ausgabe unterscheiden; prüfen Sie daher die Originaldokumente.

Auf einen Blick

IEC 61000-4-x ist die Reihe, die Prüf- und Messverfahren der EMV festlegt, vor allem Verfahren für Störfestigkeitsprüfungen.
Es handelt sich um EMV-Grundnormen: Sie legen nur Prüfverfahren, Kurvenformen und Anforderungen an die Prüfeinrichtungen fest. Welche Pegel gelten und was als bestanden gilt, bestimmt die Fachgrund- oder Produktnorm.
Für Multimediageräte zum Beispiel verweist CISPR 35 (EN 55035) auf die Teile 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6, 4-8, 4-11 und weitere und legt Pegel und Kriterien fest.

Die wichtigsten Teile auf einen Blick

Teil	Prüfung	Phänomen
4-2	Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladung (ESD)	Statische Entladung von Personen und Gegenständen
4-3	Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder	Externe HF-Felder von Sendern
4-4	Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen/Burst (EFT/B)	Schnelle Impulse durch Schalten von Relais und Schützen
4-5	Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (Surge)	Energiereiche Transienten durch Blitz und Schaltvorgänge
4-6	Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch hochfrequente Felder	Auf Kabel eingekoppelte HF-Ströme/-Spannungen
4-8	Störfestigkeit gegen Magnetfelder mit energietechnischen Frequenzen	Felder in der Nähe von Transformatoren und stromführenden Leitern
4-9 / 4-10	Störfestigkeit gegen impulsförmige Magnetfelder / gedämpft schwingende Magnetfelder	Magnetische Transienten durch Blitz und Schaltvorgänge
4-11	Störfestigkeit gegen Spannungseinbrüche, Kurzzeitunterbrechungen und Spannungsschwankungen	Verminderte Netzqualität
4-12 / 4-18	Störfestigkeit gegen Ringwellen / gedämpft schwingende Wellen	Schwingende Transienten durch Schaltvorgänge
4-14 / 4-15	Störfestigkeit gegen Spannungsschwankungen / Flickermeter	Schwankende oder flackernde Versorgungsspannung

Die Reihe umfasst außerdem Prüfeinrichtungen (4-20 TEM-Wellenleiter, 4-21 Modenverwirbelungskammern, 4-22 Vollabsorberräume), HEMP und die Messung der Spannungsqualität (4-30).

Typische Prüfpegel und Kurvenformen

Teil	Typische Prüfpegel	Wesentliches zu Kurvenform / Bedingungen
4-2 ESD	Kontakt ±2, ±4, ±6, ±8 kV / Luft ±2, ±4, ±8, ±15 kV	Anstiegszeit 0.8 ns ±25 %; Spitzenstrom etwa 15 A bei 4 kV Kontakt (etwa 3.75 A pro kV)
4-3 Gestrahlte HF	Typisch 1, 3, 10 V/m (höhere Pegel je nach Produktnorm)	80 % AM bei 1 kHz; Prüfung nach Feldkalibrierung über eine homogene Fläche
4-4 EFT	Versorgungsanschlüsse ±0.5, ±1, ±2, ±4 kV / Signalanschlüsse ±0.25, ±0.5, ±1, ±2 kV	5/50-ns-Impuls, Wiederholfrequenz 5 kHz oder 100 kHz
4-5 Surge	±0.5, ±1, ±2, ±4 kV	1.2/50 µs Leerlaufspannung, 8/20 µs Kurzschlussstrom; Koppelimpedanz 2 Ω Leiter-Leiter, 12 Ω Leiter-Erde
4-6 Leitungsgeführte HF	1, 3, 10 V (EMK)	150 kHz–80 MHz, 80 % AM bei 1 kHz, Koppel-/Entkoppelnetzwerke (CDN)
4-8 Netzfrequentes Magnetfeld	1, 3, 10, 30, 100 A/m	Kontinuierliches 50/60-Hz-Feld, angelegt mit einer Induktionsspule
4-11 Spannungseinbrüche	Restspannung wie 0 %, 40 %, 70 % kombiniert mit Dauern	Kombinationen legt die Produktnorm fest; Phasenwinkel und Wiederholung sind ebenfalls festgelegt

Der Prüffrequenzbereich von 4-3 unterscheidet sich zwischen den Ausgaben; die neueste Ausgabe erweitert ihn bis 6 GHz. Die angegebenen Werte sind typisch; die für ein Produkt geltenden Pegel stammen aus seiner Produktnorm.

Bewertungskriterien (A, B, C)

Kriterium	Bedeutung
A	Normale Funktion während und nach der Prüfung erhalten, ohne Beeinträchtigung oder Funktionsverlust
B	Vorübergehende Beeinträchtigung während der Prüfung zulässig; der Prüfling erholt sich danach selbsttätig ohne Eingriff des Bedieners
C	Funktionsverlust während der Prüfung zulässig, wiederherstellbar durch Eingriff des Bedieners (Reset, Neustart); Regeln zum Datenverlust werden gesondert festgelegt

Welches Kriterium für welche Prüfung gilt, legt die Produktnorm fest (z. B. EN 55035). Halten Sie die Bewertungsmethode vorab im Prüfplan fest.

Praktische Hinweise je Prüfung

ESD: Kontaktentladung bevorzugen, Luftentladung an nichtleitenden Oberflächen anwenden. Legen Sie vorab fest, welche Punkte Entladeziele sind (Steckergehäuse, Metallgehäuse, Tasten). Indirekte Entladung auf Koppelplatten (HCP/VCP) gehört ebenfalls dazu.
Gestrahlte HF: Zuerst kommt die Kalibrierung der Feldhomogenität, und wegen 80 % AM benötigt der Verstärker etwa +5 dB Spitzenleistungsreserve gegenüber unmoduliertem Betrieb. Schätzen Sie die benötigte Leistung mit dem Rechner "Erforderliche Leistung für gestrahlte Störfestigkeit" ab.
EFT/Surge: Wiederholen Sie für jeden Koppelpfad (Leiter-Leiter / Leiter-Erde), jede Polarität und jeden Phasenwinkel. Die Platzierung von Netzfilter und TVS (nahe am Eingang, kürzester Masseweg) entscheidet oft über Bestehen oder Nichtbestehen.
Leitungsgeführte HF (4-6): Der Aufbau hängt von Kabellänge und CDN-Typ ab. Tritt eine Fehlfunktion nur bei bestimmten Frequenzen auf, ist eine Kabelresonanz zu vermuten.
Spannungseinbrüche (4-11): Größe des Eingangskondensators und Überbrückungszeit bestimmen das Ergebnis maßgeblich.

Offizielle Quellen

Prüfen Sie die neueste Ausgabe jedes Teils im IEC Webstore (https://webstore.iec.ch). Die Überarbeitungszyklen unterscheiden sich je Teil.

Verwandte Rechner

Normen-Zusammenfassungen

Ergebnisse und Zusammenfassungen dienen nur als Referenz. Verwenden Sie für Zertifizierungen und Prüfberichte den aktuellen Normtext und Daten kalibrierter Messgeräte.