EN IEC 61000-5-7 Schutzgrade von Gehäusen gegen elektromagnetische Störungen (EM-Code)

Die Norm „EN IEC 61000-5-7 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 5-7: Richtlinien zur Installation und Minderung von Störungen – Schutzgrade von Gehäusen gegen elektromagnetische Störungen (EM-Code)“, die ihren Ursprung in einer europäischen Norm hat und anschließend von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) veröffentlicht wurde, beschreibt die Leistungsanforderungen, Prüfmethoden und Klassifizierungsverfahren für die Schutzgrade von leeren Gehäusen gegen elektromagnetische Störungen bei Frequenzen zwischen 10 kHz und 40 GHz.

Der Abschirmschutz wird gemessen, um nachzuweisen, dass das Gehäuse eine ausreichende Abschirmung gegen elektromagnetische Energie bietet, um eine akzeptable Leistung der fertigen und montierten Einheiten zu gewährleisten, wenn diese gemäß den geltenden IEC-Normen geprüft werden.

Der Hauptzweck dieser Norm besteht darin, eine wiederholbare Methode zur Bewertung der elektromagnetischen Abschirmleistung leerer mechanischer Gehäuse, einschließlich Schränken und Baugruppenträgern, bereitzustellen und einen Kennzeichnungscode festzulegen, der es einem Hersteller ermöglicht, ein Gehäuse mit einer bekannten Fähigkeit zur Dämpfung elektromagnetischer Felder auszuwählen.

Die Hersteller sollten die Anforderungen an die Immunität gegenüber verschiedenen Arten elektromagnetischer Störungen, einschließlich Blitzschlag und elektromagnetischer Impulse in großer Höhe (HEMP), berücksichtigen, wenn sie die Notwendigkeit der Anwendung dieser Norm für bestimmte Geräte und Anwendungen sowie die spezifischen Anforderungen an die Gehäuseabschirmung, die in Abhängigkeit von der Frequenz erforderlich sind, bestimmen.

Die Einführung eines Klassifizierungssystems in dieser Norm gewährleistet eine größtmögliche Einheitlichkeit bei der Beschreibung des Schutzes gegen elektromagnetische Spannungen durch ein Gehäuse. Dadurch wird sichergestellt, dass nicht nur die Geräte im Gehäuse vor externen elektromagnetischen Spannungen geschützt sind, sondern auch die externen Geräte vor intern erzeugten elektromagnetischen Spannungen.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Schutzgrad: Bezeichnet den Schutzgrad eines leeren Gehäuses gegen die Übertragung elektromagnetischer Energie von außen nach innen oder von innen nach außen.
• Elektromagnetische Störung: Jedes elektromagnetische Phänomen, das die Leistung eines Geräts, einer Ausrüstung oder eines Systems beeinträchtigt.
• Schutzgrade (EM-Code): Bezieht sich auf ein Codierungssystem, das den Schutzgrad angibt, den ein Gehäuse gegen den Durchgang elektromagnetischer Energie bietet.
• Immunitätsstufe: Die maximale Stufe eines bestimmten elektromagnetischen Störungsereignisses, bei der ein bestimmtes Gerät, eine bestimmte Ausrüstung oder ein bestimmtes System mit der erforderlichen Leistung arbeiten kann.

Der Frequenzbereich dieser Norm liegt im Allgemeinen zwischen 10 kHz und 40 GHz. Diese Norm gilt für leere mechanische Gehäuse wie Schränke, Chassis und Baugruppenträger. Sie stellt sicher, dass die Gehäuse nach der Montage eine ausreichende Felddämpfung bieten, um die Störfestigkeitsanforderungen aller Geräte zu erfüllen, die in den anderen Teilen der Normenreihe IEC 61000 abgedeckt sind. Diese Norm unterstützt Hersteller bei der Auswahl von Gehäusen mit vorhersehbarer Schirmleistung basierend auf frequenzabhängigen Kriterien.

Die Norm EN IEC 61000-5-7 beschreibt ein wiederholbares Messverfahren . Insbesondere

• Messung der Schirmdämpfung: Das Gehäuse wird leer bei Frequenzen von 10 kHz bis 40 GHz getestet.
• Bewertungszonen: In Prüflaboren wird die Abschirmung mithilfe von Antennen und Vektornetzwerkanalysatoren aus verschiedenen Winkeln (z. B. vorne, seitlich, oben) gemessen.
• Leistungsstufen: Den Ergebnissen werden basierend auf den minimalen dB-Dämpfungsschwellenwerten in jedem Frequenzband Stufen zwischen 0 und 1 zugewiesen.
• EM-Code-Zuordnung: Ein zusammengesetzter Code kodiert den Schutzgrad des Gehäuses pro Band.

Diese Norm wird häufig von Herstellern kritischer Infrastrukturen für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verwendet (z. B. Telekommunikation, Industriesteuerung, medizinische Systeme, Militär, Luft- und Raumfahrt). Sie eignet sich für die Planung, Prüfung und Kennzeichnung von Gehäusen (oft in EMV-Prüfberichten erwähnt). Sie unterstützt einen risikobasierten EMV-Compliance-Ansatz und stellt sicher, dass die Abschirmung über die grundlegenden Emissionsgrenzwerte hinaus mit realen Bedrohungen kompatibel ist.

Die Norm EN IEC 61000-5-7 ist wichtig, da sie eine systematische und überprüfbare Methode zur Bewertung und Sicherstellung der elektromagnetischen Abschirmleistung von Gehäusen in elektronischen Systemen bietet. Diese Norm wird aus folgenden Gründen als wichtig erachtet:

• Schützt elektronische Systeme vor elektromagnetischen Störungen (EMI): Elektromagnetische Störungen können empfindliche elektronische Systeme stören oder beschädigen, insbesondere in unternehmenskritischen oder hochzuverlässigen Umgebungen wie der Luft- und Raumfahrt, Telekommunikation, Medizin und Verteidigung. Dieser Standard hilft sicherzustellen, dass Gehäuse externe elektromagnetische Felder wirksam dämpfen und das Risiko von Systemausfällen durch EMI reduzieren.
• Bietet eine standardisierte Messmethode: Ohne diesen Standard könnten verschiedene Hersteller unterschiedliche, nicht vergleichbare Methoden verwenden, um die Schutzleistung zu belegen. Dieser Standard ermöglicht direkte Produktvergleiche durch die Definition einer wiederholbaren Testmethode und eines Klassifizierungssystems.
• Einführung des EM-Codes zur Leistungskennzeichnung: Diese Norm definiert einen einfachen Code, der die Abschirmleistung eines Gehäuses über verschiedene Frequenzbänder hinweg kennzeichnet. So können Ingenieure und Planer schnell beurteilen, ob ein Gehäuse die EMV-Anforderungen ihrer Systeme erfüllt.
• Unterstützt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) auf Systemebene: Die EMV-Konformität hängt nicht nur vom Leiterplattendesign ab; auch das physische Gehäuse spielt eine wichtige Rolle. Die Norm EN IEC 61000-5-7 unterstützt die Konformität, indem sie die Abschirmleistung des Gehäuses mit umfassenderen EMV-Anforderungen in Beziehung setzt.
• Ermöglicht vorausschauendes Design: Durch die Verwendung von nach diesem Standard geprüften Gehäusen können Ingenieure die elektromagnetische Störfestigkeit eines kompletten Systems vor der vollständigen Integration oder Feldtests abschätzen. Dies minimiert Versuch und Irrtum, Neukonstruktionen und Kompatibilitätsfehler im späten Entwicklungsprozess.
• Unterstützt die risikobasierte EMV-Planung: Insbesondere in Umgebungen mit externen Bedrohungen wie Blitzschlag, HEMP oder Radarstörungen hilft dieser Standard bei der Definition einer risikobasierten Schutzstrategie. Er wird häufig in militärischen, Luft- und Raumfahrt-, medizinischen und industriellen Steuerungsanwendungen eingesetzt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm EN IEC 61000-5-7 eine grundlegende Norm innerhalb der EMV-Hierarchie darstellt und andere Teile dieser Norm durch ihren Fokus auf den physikalischen Schutz von Gehäusen ergänzt. Sie ist ein wichtiges Werkzeug für die Entwicklung, Bewertung und Zertifizierung von Gehäusen auf Basis messbarer elektromagnetischer Abschirmungsgrade.

Unsere Organisation, die seit Jahren Unternehmen aller Branchen durch ein breites Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsaktivitäten unterstützt, verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN IEC 61000-5-7 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 5-7: Richtlinien zur Installation und Minderung – Schutzgrade von Gehäusen gegen elektromagnetische Störungen (EM-Code)“ an.