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Forum: HF, Funk und Felder Surgeprüfung Fachfrage emv


Autor: dude (Gast)
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Hallo Leute,

ich habe zwei Fragen zur Surgeprüfung...

1. Ich habe ein Gerät das mit 24V DC oder AC versorgt wird. Wenn ich das 
Gerät nach Fachgrundnorm bezüglich Surge testen will...kann ich das als 
Signalleitung testen oder muss ich das als Wechselspannungsnetzanschluss 
testen?

2.Im angehängten Bild habe ich jetzt ein Gerät gezeichnet, dass mit 24 V 
DC betrieben wird. Wenn ich jetzt an die Anschlüssen 1 und 2 einen Surge 
einkoppel schaltet die TVS-Diode. Ich hab e während des Vorgangs einen 
Hochspannungstastkopf, der an den Pins 3 und 4 hängt. Ich oszilografiere 
also die Spannung an der TVS Diode.

Dazu habe ich eine skizze angefertigt....wie kann man diesen 
Spannungsverlauf erklären?

Euch noch  ein schönes Wochenende.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Der Surge wird doch kapazitiv eingekoppelt wenn ich mich recht erinnere 
(oder verwechsel ich das?). Wenn der Impuls über den Scheitelpunkt 
hinweg ist und wieder abfällt (er fällt übrigens viel langsamer ab als 
er ansteigt) fließt also wieder Strom zurück, also bricht auch die 
Spannung bis auf null (oder sogar darunter) zusammen. So würd ich mir 
das erklären.

Hast Du das gemessen oder nur irgendwo gesehen? Hat die Schaltung 
überlebt?

Autor: Dude (Gast)
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Ja der surge wird in diesem Fall mit 2ohm und 18mikro farrad 
eingekoppelt. Ich habe das gemessen aber nur qualitativ jetzt aus dem 
Gedächtnis nachgezeichnet. Ich werde eventuell das nochmal besser 
zeichnen.......

Autor: oszi40 (Gast)
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Dude schrieb:
> jetzt aus dem Gedächtnis nachgezeichnet

Ich sehe noch keine Schaltung. Da wird wohl noch eine induktive 
Abschaltspitze unterwegs sein?

Autor: Sascha (Gast)
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Hallo, ich dachte bei Datenleitungen werden 40 Ohm verwendet und bei 
24VDC werden 10 Ohm verwendet? Bei Netz sind es die 2 Ohm.

Übrigens mit einer SMC TVS Diode hält man das locker.
Bei Datenleitungen reicht eine SMC oder sogar SMA TVS Diode.

Gruß Sascha

Autor: dude (Gast)
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Also die Schaltung hinter der TVS-Diode habe ich weggelassen....das 
würde den Rahmen sprengen. Jedenfalls benötigt das Gerät 24VDC 
20mA....also die Leistung ist ein Witz die verbraten wird.

Sascha schrieb:
> Hallo, ich dachte bei Datenleitungen werden 40 Ohm verwendet und bei
> 24VDC werden 10 Ohm verwendet? Bei Netz sind es die 2 Ohm.
>
> Übrigens mit einer SMC TVS Diode hält man das locker.
> Bei Datenleitungen reicht eine SMC oder sogar SMA TVS Diode.

Das ist halt die Frage hierbei...kann ich das als Signalleitung 
behandeln?
Signalanschüsse muss man nach Fachgrundnorm Wohnbereich gar keinem Surge 
unterziehen. Bei Industrie hingegen schon.
Bei Signalleitungen wird dann mit 42 Ohm leiter gegen leiter und 0,5µF 
eingekoppelt.

Oder muss ich es als Wechselspannungsnetzanschluss behandeln?
Da muss man dann unterscheiden zwischen der Art der Einkopplung
Leiter gegen Leiter 2 Ohm 18 µF
Leiter gegen Erde 12 Ohm 9 µF(bin mir gerade nicht sicher)

Naja ich denke die Frage ist zu speziell für das Forum...

Trotzdem bleibt die Frage nach dem Spannungsverlauf....
Hier jetzt mal ein besseres Bild der gemessenen Spannung. Das war der 
Spannungsabfall über der TVS-Diode. Es handelt sich hierbei um einen 
500V Surge (Einkopplung: Leiter gegen Leiter 2 Ohm 18 µF).

Man sieht den 25V DC Pegel und dann wann der Surge einsetzt. Ich 
verstehe den Verlauf nicht...ich habe auch auf die Polung des Surge 
geachtet, deswegen ist es auch merkwürdig, dass die Spannung ins 
negative rutscht...

Jemand eine Idee?

Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo

Ich kämpfe auch gerade wieder mit der Frage wie das bei DC versorgten 
Geräte so mit der Surge Prüfung ist.
Bei mir sinds im Prinzip im Schaltschrank montierte Geräte 
(Steuerungen), das AC/DC Netzteil kann schon mal in einem anderen 
Schaltschrank weiter weg sein aber die DC Versorgungsleitungen bleiben 
immer innerhalb des selben Gebäudes.

EMV Labor meinte bei der ersten Serie vor 2 Jahren Surge Prüfung muss 
wie bei AC-Netzanschluss gemacht werden (glaube als Grund haben sie die 
etwas größere Entfernung genannt), wir haben dann einiges an 
Schutzschaltung (für garnicht so wenig Geld) nachgerüstet (dann 2kV 
bestanden).

Aktuell steht die zweite Serie an und ich bin mir garnicht mehr sicher 
ob das so wie behauptet notwenig ist da wenn ich in die aktuelle Ausgabe 
der EN 61000-4-5 schaue in Tabelle B.1 Surge Prüfungen für DC versorgte 
Geräte erst ab Installationsklasse 4 vorgesehen sind - wo wir ja nicht 
reinfallen da die Leitungen nicht von außen kommen.

Die Installationsklassen sind da übrigends wie folgt definiert:
B.2 Klassifizierung von Umgebungen
Klasse 0: Gut geschützte elektrische Umgebung, oft in einem besonderen Raum
Klasse 1: Teilweise geschützte elektrische Umgebung
Klasse 2: Elektrische Umgebung, in der die Kabel, auch auf kurzen Entfernungen, gut voneinander getrennt verlegt sind
Klasse 3: Elektrische Umgebung, in der die Kabel parallel verlaufen
Klasse 4: Elektrische Umgebung, bei der die Verbindungen als Außenkabel zusammen mit Starkstromkabeln verlegt sind und in der Kabel sowohl für elektronische als auch für elektrische Stromkreise verwendet werden
Klasse 5: Elektrische Umgebung von elektronischen Einrichtungen, die mit Kommunikationsleitungen
und Freileitungen in wenig besiedelten Gebieten verbunden sind

Die Geräte werden gegen Sommer soweit sein um zum EMV Labor zu gehen, 
bin gespannt wie dann die aktuelle Meinung dazu ausfällt.


-Oli

Autor: Emvkenner (Gast)
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Hallo!

Nach welcher Produktnorm musst du denn testen? Im Einzelfall kann es 
dabei schon Ausnahmen geben.
Allerdings würde ich generell sagen das du das so Vorsungsleitung und 
nicht als Signalleitung testen musst.
Allerdings solltest du einfach mal nachlesen was in der Produknorm 
steht.

Mich verwundert das Messsignal nicht sonderlich. Du kannst dabei einfach 
sehr gut den Wert sehen bei dem die TVS Diode leitend wird.
Die Energiequelle wird natürlich dadurch ebenfalls schlagartig belastet 
und regelt sich dann wieder auf den eigentlich Wert ein.

VG

Autor: Sascha (Gast)
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Hallo,
also eine 4.20mA Schnittstelle ist eine Datenleitung und wird meist ja 
mit der Bürde nach Masse Terminiert.
Die Versorgungsspannung hingegen kommt von einem Netzteil oder etwas 
größerer Infrastruktur (Schaltschrank....) da zählt die 24V also 10 Ohm 
Geschichte.
Surge muss auch bei DC gemacht werden und zwar positiv wie auch negativ.

Gruß Sascha

Autor: oszi40 (Gast)
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Oliver H. schrieb:
> Schaltschrank weiter weg sein aber die DC Versorgungsleitungen bleiben
> immer innerhalb des selben Gebäudes.

Lange Kabel? Da könnte schon einiges an HF und Spannungsdifferenzen 
möglich sein je nach Einsatzort. Das vorher mal gründlicher zu prüfen, 
kann wesentlich billiger sein, als wenn eine ganze Anlage steht!

Autor: Oliver H. (olitheone)
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@oszi40:

oszi40 schrieb:
> Lange Kabel?

Ich denke mal 50m sind so das Maximum. Aber immer innerhalb des selben 
Gebäudes.

oszi40 schrieb:
> Da könnte schon einiges an HF und Spannungsdifferenzen
> möglich sein je nach Einsatzort

Ja natürlich - aber das sind ja eher die anderen 61000er (z.B. HF 
Störfestigkeit leitungsgebunden und Burst für Schaltvorgänge - diese 
werden selbstverständlich geprüft und waren bisjetzt auch nie ein 
Problem). Es geht mir (und denk auch dem TO) um die Surgeprüfung des 
(eines) DC (AC) Kleinspannungsversorgungseinganges


-Oli

: Bearbeitet durch User
Autor: Emvkenner (Gast)
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Also ihr müsstet einfach mal die Produktnorm nennen nach der getestet 
werden muss.
Denn es gibt da sehr wohl Unterschiede. Im Motion Bereich (61800-3) gibt 
es für besondere Module eine Regelung das man das als eine Art 
Hilfspannung sehen darf.
Also wäre ebenfalls die genaue Architektur des Produktes wichtig um das 
entscheiden zu können.


Eine pauschal Regelung gibt es für so etwas nicht. Die 61000er Normen 
bis auf die neue 61000-6-7 sagen da auch nichts aus, weil es Basisnormen 
sind. Also sogenannte A-Normen. Wichtig dafür sind aber die 
Produktnormen.

VG

Autor: Uwe M. (uwem)
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Bevor man entscheidet, wie der Surgeimpuls eingekoppelt wird und mit 
welchem Pegel, muss man nach meiner Meinung erstmal die Entscheidung 
treffen, wie die Spannungsversorgung ausgeführt ist.

- Ist es eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, also Netzteil und nur eine 
Leitung zum Gerät?

- Handelt es sich um ein Spannungsversorgungsnetzt, also Netzteil oder 
Akku von dem mehrere Geräte versorgt werden?

- Wie lang ist die Versorgungsleitung zum Gerät?

- Verläuft die Versorgungsleitung außerhalb von Gebäuden?

Weiterhin ist noch wichtig, welche Produktnorm oder ob die Fachgrundnorm 
angewendet werden soll. Weiterhin, soll nach Wohn- und 
Kleingewerbebereich oder Industriebereich geprüft werden?

Erst wenn all diese Infos bekannt sind, kann man aus meiner Sicht erst 
entscheiden, wie der Surge-Impuls eingekoppelt wird und mit welchem 
Pegel.


Gruß

Uwe

: Bearbeitet durch User
Autor: oszi40 (Gast)
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Oliver H. schrieb:
> Ich denke mal 50m sind so das Maximum. Aber immer innerhalb des selben
> Gebäudes.

Das sagt noch wenig. Leitung neben Aufzugsmaschine oder 
Eisenbahnfahrdraht in Sichtweite oder in Sendernähe haben z.B. schon 
lustige Effekte erzeugt. Die Welt besteht nicht nur aus Normen. Man muß 
auch die Augen offen halten welche Bedingungen am Tatort wirklich 
vorhanden sind.

dude schrieb:
> Jedenfalls benötigt das Gerät 24VDC
> 20mA....also die Leistung ist ein Witz

Eine hochohmige Angelegenheit. Ohne den wahren Aufbau zu kennen stochern 
wir hier etwas im Nebel. Wenn die Last niederohmiger würde, wäre die 
Spannungsspitze evtl. kleiner.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Uwe M. schrieb:
> Weiterhin ist noch wichtig, welche Produktnorm oder ob die Fachgrundnorm
> angewendet werden soll.

Praktische Frage: Wo findet man denn eine Liste aller einschlägigen 
Produkt- und Fachgrundnormen, so daß man sehen kann wo man sein Gerät 
einzuordnen hat?

Zum Beispiel wenn ich mich mit dem Gedanken trage einen Sensor für den 
industriellen Einsatz zu bauen der mit 24V DC versorgt wird und genau 
einen Schaltausgang hat, wo fange ich an zu recherchieren um 
herauszufinden welche Normen dort anzuwenden sind?

Zweite Frage: Was ist wenn sich herausstellt daß für so etwas leider 4kV 
an 12 Ohm (oder gar 2 Ohm?) gefordert sind aber mein Sensor so klein 
ist (sein muss) daß beim besten Willen keine derart monströsen 
Varistoren und TVS-Dioden ins Gehäuse passen würden? Kann ich dann 
einfach ins Datenblatt schreiben: "Die Anschlussleitung darf maximal x 
Meter lang sein" oder "ein externer Surge-Filter für die 
Spannungsversorgung muss vorhanden sein", geht das?

Autor: MRc (Gast)
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Grundsätzlich muss man den Versorgungsanschluss auch als solchen testen.
Als Hersteller kann man aber die Versorgungsleitung auch "nur" als 
Signalleitung testen, wenn:
- man in der Gerätedoku entsprechend vermerkt, dass es kein 
Versorgungsnetzanschluss geben darf (also ein separates Netzteil für 
exakt dieses Gerät verwendet werden muss)
- die maximale Leitungslänge auf 30m begrenzt ist

Ob der Kunde sich hinterher an diese Vorgaben hält ist eine andere 
Frage...

Autor: Uwe M. (uwem)
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Bernd K. schrieb:
> Praktische Frage: Wo findet man denn eine Liste aller einschlägigen
> Produkt- und Fachgrundnormen, so daß man sehen kann wo man sein Gerät
> einzuordnen hat?

Eine Liste der EMV-Normen findet man auf dem EU-Server:
http://ec.europa.eu/growth/single-market/european-standards/harmonised-standards/electromagnetic-compatibility/index_en.htm

Für deine Sensoren könnte die EN 61326-2-3:2013 in Verbindung mit der EN
61326-1:2013 zutreffend sein.

Dort musst du dann auch nachschauen, was für Anforderungen bezüglich des 
Surges gelten.

Wie der Surge selber und wie eingekoppelt wird, steht in der EN 
61000-4-5. Welchen Ausgabestand der EN 61000-4-5 du nehmen musst, 
findest du in den EN 61326 Normen.


Gruß

Uwe

Autor: Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite
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Bernd K. schrieb:
> Zweite Frage: Was ist wenn sich herausstellt daß für so etwas leider 4kV
> an 12 Ohm (oder gar 2 Ohm?) gefordert sind aber mein Sensor so *klein*
> ist (sein muss) daß beim besten Willen keine derart monströsen
> Varistoren und TVS-Dioden ins Gehäuse passen würden? Kann ich dann
> einfach ins Datenblatt schreiben: "Die Anschlussleitung darf maximal x
> Meter lang sein" oder "ein externer Surge-Filter für die
> Spannungsversorgung muss vorhanden sein", geht das?

Tatsächlich, ja.
Du testest auf Störaussendung und Störeinstrahlung.
Wenn Dein Sensor störaussendungsmäßig innerhalb der anzuwendenden 
Vorgaben bleibt, hast Du Argumentationsspielraum.

Du kannst eine sogenannte "Betriebsqualität" und "Fehlerklasse" 
definieren.
Wenn Du nichts angibst, geht man davon aus, dass das Gerät alle 
EM-Gemeinheiten, bis zu den geforderten Pegeln, stillschweigend 
schluckt.

Aus einem Vortrag von mir:
->
3.7.2  Fehlerklassen
- Klasse A: Keine Funktionsbeeinträchtigung während der Prüfung
- Klasse B: Funktionsbeeinträchtigung erlaubt. Nach der Prüfung selbst 
wieder herstellbar
- Klasse C: Zeitweiliger Funktionsausfall. Wieder herstellbar durch 
Bedienereingriff
- Klasse D: Funktionsausfall, nicht wiederherstellbar

Anmerkung: Klasse B ist üblicherweise die minimal anzustrebende 
Fehlerklasse.
<-

Dein Sensor ist dann im Zweifelsfall Klasse D - das muss halt, vor allem 
dem Kunden gegenüber, dokumentiert werden.
Abhilfe - wie Du selbst geschrieben hast, durch externe Maßnahmen.

Autor: oszi40 (Gast)
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Uwe M. schrieb:
> Erst wenn all diese Infos bekannt sind, kann man aus meiner Sicht erst
> entscheiden, wie der Surge-Impuls eingekoppelt wird und mit welchem
> Pegel.

Es sind nie alle Infos bekannt. Der eine Kunde benutzt Dein Gerät nur 
als Schaustück, andere in der Maschinenhalle oder neben einem KW-Sender 
wo Leuchtstoffröhren trotz Ausschalter immer leuchten ...

Autor: Paul B. (paul_baumann)
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Zitat Westernhagen:

Mach Dir keine Surgen
es wird schon weitergehn.
Wir werden uns was burgen
und wieder jung aussehen.

MfG Paul

Youtube-Video "Westerhagen - Es geht mir gut"

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