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In der EMV wird zwischen leitungsgebundenen und feldgebundenen Störungen unterschieden

Leitungsgebundene Störungen:

werden von der Störquelle direkt über Versorgungs- oder Signalleitungen zur Störsenke übertragen.

 

Ein Knacken im Radio kann zum Beispiel durch das Abschalten eines Kühlschranks verursacht werden, das Abschalten der Versorgungsspannung mithilfe eines Temperaturschalters erzeugt Spannungspulse mit einem Spektrum im hörbaren Frequenzbereich. Wenn diese Spannungspulse über die Versorgungsleitung zum Radiogerät geführt und dort demoduliert werden, kommt es zu einer Knackstörung. Abhilfe schafft häufig Filterung.

 

  • Burst (Schnelle Transienten) – Störphänomen

Hierbei handelt es sich um elektromagnetische Störungen, die durch schnelle Veränderungen der Spannung und des Stromes in der Umgebung als Ergebnis eines abrupten Wechsels von einem nicht-leitenden zu einem voll-leitenden Schaltzustand oder umgekehrt verursacht werden, z.B. beim Schalten von induktiven Lasten mit Lichtbogenbildung zwischen den mechanisch bewegten Kontakten vor ihrer Trennung.  

 

 Burst Störphänomen

 

Kennzeichen für diese Störung sind:

 

  • Kurze Anstiegszeiten des Einzelimpulses (5ns)
  • Wiederholrate der Einzelimpulse 5 kHz
  • Niedrige Energien von 4 mJ/Impuls bei 2 kV an 50 Ω Last

 

Pfeil

 

  • Beeinflussende Wirkung auf elektronische Schaltungen ist groß
  • Zerstörende Wirkung auf elektronische Schaltung ist gering  

 

Wirkung auf elektronische Schaltung

 

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-4

 

  • Surge-Störphänomen

Störungen gegenüber unipolaren Stoßspannungen werden hervorgerufen durch:

 

    • Schalten von induktiven oder kapazitiven Lasten in Hauptstromversorgungssystemen

Das Schalten von schweren induktiven oder kapazitiven Lasten in Niederspannungs-Stromversorgungssystemen verursacht je nach Installationskategorie Störimpulse mit hohem Energiegehalt und hohen Spannungsbereichen.

 

Parameter: Spannungsbereich von mehreren zehn Kilovolt, Strombereich von mehreren zehn Kiloampere, hochenergetische Impulse mit Anstiegszeiten und Wirkungsdauer im Mikrosekundenbereich.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-5

 

    • Atmosphärische Entladungen wie Blitzeinschläge

Blitzeinschläge in Hochspannungs-Stromversorgungssystemen führen zu Störsignalen in Niederspannungs-Stromversorgungssystemen. Über Kupplung können diese Störsignale auch in Datenbussystemen, Peripherieleitungen und allen Verkabelungen im industriellen Bereich auftreten.  

 

Blitzeinschläge

 

Parameter: Spannungsbereich von mehreren zehn Kilovolt, Strombereich von mehreren zehn Kiloampere, hochenergetische Impulse mit Anstiegszeiten im Mikrosekundenbereich.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-5

 

  • Stromversorgungsausfälle

Durch Netzwerk- oder Installationsfehler sowie durch abrupte große Lastveränderungen können Spannungseinbrüche und Kurzzeitunterbrechungen entstehen. In bestimmten Fällen können zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Einbrüche oder Störungen vorkommen. Spannungsveränderungen werden durch an das Stromversorgungssystem angeschlossene kontinuierlich wechselnde Lasten verursacht.

 

Parameter: Dieses Phänomen tritt willkürlich auf und kann anhand der Abweichung von der Nennspannung und der Wirkdauer charakterisiert werden.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-11

  • Elektrostatische Entladung

Elektrostatische Entladung tritt auf, wenn das statische Elektrofeld zwischen zwei Objekten die Durchschlagfestigkeit der Luft zwischen den Objekten überschreitet. Die Entladung ist ein komplexer Vorgang, der eine lokale Übertragung der Ladung im Entladungsmoment, eine Kopplung der beiden betroffenen Objekte in der Nähe des elektromagnetischen Feldes, einen induzierten Stromfluss im Objekt, das die Entladung empfängt, sowie eine gestrahlte elektromagnetische Energieabgabe des geladenen Objektes und des Lichtbogens der Entladung umfasst. All diese Phänomene können zu Fehlfunktionen führen und in einigen Fällen Geräteschäden hervorrufen.  

 

Elektrostatische Entladung 

 

Parameter: Die Hauptauswirkungen werden durch den Entladungsstrom (< 100 A) und die Entladungsspannung (< 30 kV) mit Anstiegszeiten im Nano- und sogar Pikosekundenbereich verursacht.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-2

 

  • Durch Radiofrequenzfelder induzierte leitungsgebundene Störungen

Leitungsgebundene Radiofrequenzstörungen treten im Zusammenhang mit RF-Sendern auf und wirken auf Kabelverbindungen wie Stromversorgungsleitungen, Signalleitungen und Erdungsanschlüsse zwischen verschiedenen Komponenten eines elektrischen oder elektronischen Systems.

 

 Radiofrequenzfelder

 

Parameter: Das Störungssignal ist ein amplituden- oder pulsmoduliertes Signal mit einer typischen Frequenz zwischen 9 kHz und 80 MHz mit zeitweiligen Erweiterungen auf bis zu 230 MHz.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-6

  • Oberschwingungsstrom-spannung emission

Mit der steigenden Anzahl von elektronischen Stromversorgungen, die für eine breite Palette von Geräten genutzt werden, ist die Anforderung nach einer Reduzierung der Oberschwingungsstromemission immer wichtiger geworden. Die Stromversorgungsunternehmen unternehmen große Anstrengungen, um die Oberschwingungsemission auf einem beachtlich niedrigem Stand zu halten, da Oberschwingungsströme zu einer unnötigen Aufladung der Stromverteilungsinfrastruktur führen. Dies wiederum wirkt sich sowohl auf die Qualität, als auch auf die Zuverlässigkeit der Stromversorgung aus.

 

      • Netzteile mit Gleichrichter und kapazitiver Glättung
      • Phasenanschnittsteuerungen in Helligkeits- und Temperaturreglern
      • Die Halbwellensteuerungen (Einweggleichrichtung) bei der Leistungshalbierung bei thermischen Geräten
      • Magnetisierungsstrom (magnetische Sättigung) bei Kleinmotoren und Transformatoren

 

Oberschwingungsmessung:    

 

Oberschwingung Sinus

 

 

 

Oberschwingung Spektrum

 

Parameter: Oberschwingungsströme und Spannungen werden bis zur vierzigsten Oberschwingung der Grundschwingung gemessen. Abhängig von der Geräteart gibt es für jede Oberschwingung festgelegte Grenzen. 

Normenverweis: IEC/EN 61000-3-2, IEC/EN 61000-3-12

  • Spannungsveränderungen, Spannungsschwankungen und Flackern bzw. FlickererscheinungenSpannungveränderungen

Während eines kompletten Arbeitszyklus eines Gerätes können plötzliche Spannungsveränderungen, Spannungsschwankungen und Flackern auftreten. Dies kann die Qualität der Stromversorgungsspannung beeinflussen. Flackern ist visuell erkennbar, da die Lichtstärke einer Lampe sogar für sehr kurze Zeiten signifikant abfallen kann (abgegebene Lichtleistung ist proportional zur anliegenden Spannung im Quadrat) --> Bewertung des „Seheindrucks“. Um dieses Phänomen auf ein Minimum zu beschränken, wurden Grenzwerte für die Auswirkungen von Ladungsveränderungen in öffentlichen Stromversorgungssystemen eingeführt.

 

Normenverweis: IEC/EN 61000-3-3, IEC/EN 61000-4-11

 

 

Feldgebundene (gestrahlte) Störungen:

werden zum Beispiel als elektromagnetisches Feld auf die Störsenke übertragen und dort beispielsweise von einem als Antenne fungierenden Leiter empfangen. Auch kapazitive und induktive Beeinflussungen elektrischer bzw. magnetischer Felder werden als feldgebundene Störungen bezeichnet.

 

Ein Beispiel für eine feldgebundene Störung ist die Einkopplung einer GSM-Mobiltelefon-Übertragung in eine Audioeinrichtung, z. B. in ein Autoradio oder in ein Festnetztelefon. Grund dafür kann ein nicht ausreichend geschirmter Lautsprecher oder Kabel sein.

 

Die typischen Störgeräusche werden zum Beispiel durch GSM-Mobiltelefone verursacht, da diese den HF-Träger (GSM-Signal) niederfrequent, im hörbaren Frequenzbereich, nach einem Zeitmultiplexverfahren ein- und ausschalten. In Lautsprechern kann es durch Induktion zu einer Spannung und infolgedessen zu Störgeräuschen kommen.

 

  • Ortsfeste und mobile Funksender (Elektrofeld)

Sowohl ortsfeste Hochleistungsfunksender, als auch mobile Walkie-Talkies oder Telekommunikationsgeräte, die in unmittelbarer Nähe von Systemen oder Geräten betrieben werden, führen zu einer unkontrollierten elektromagnetischen Strahlungsbelastung von empfindlichen elektronischen Geräten. 

 

 Funksender

 

Parameter: Dauerhafte elektromagnetische Schmalbandstörung (moduliert).

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-3

 

  • HS-Stromversorgungsübertragungsleitungen (Magnetfeld)

In der unmittelbaren Umgebung dieser Hochspannugsleitungen können hochmagnetische Felder erzeugt und in andere elektronische oder elektrische Systeme eingespeist werden.

 

Parameter: Dauerhafte elektromagnetische Schmalbandstörung mit 162/3Hz oder 50/60Hz.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-8

 

  • Indirekte Blitzeinwirkungen (pulsierendes Magnetfeld)

Blitzeinschläge in Hochspannungs-Stromversorgungsverteilungssystemen verursachen hochelektromagnetische Felder, die in einem Niederspannungsverteilungssystem, z.B. in Hauptstromversorgungssystemen, induzierte Spannungen herbeiführen können. Auf Grund der weitverzweigten Verkabelung können auch Telekommunikationsnetzwerke durch indirekte Blitzeinwirkungen gefährdet werden.

 

Parameter: Spannungsbereich von mehreren zehn Kilovolt, Strombereich von mehreren hundert Ampere, hochenergetische Impulse mit Anstiegszeiten im Mikrosekundenbereich.

Normenverweis: IEC/EN 61000-4-9

 

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