EN 50366 Artikel

Erschienen in Neue Produkte (Schweiz), Juli 2005
EN 50366 – eine europäische Angelegenheit?
Hersteller, Importeure und Händler von Haushaltsgeräten
können von Compliance Tests profitieren
Mobilfunkantennen machen uns die allgegenwärtige elektromagnetische Strahlung
bewusst, weil sie meist exponiert stehen. Dass wir schon im Haushalt einem bunten
Gemisch elektrischer und magnetischer Wellen ausgesetzt sind, wird dabei leicht
vergessen. “Elektrische Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke” sowie
„Elektromagnetische Felder in der Umgebung des Menschen“ waren deshalb
Themen, mit denen sich zwei Technische Komitees des CENELEC, des European
Committee for Electrotechnical Standardization, beschäftigten. Das Ergebnis: Die
neue Europäische Norm (EN) 50366.
Bis zum 1. Februar 2004 mussten alle
EU-Mitgliedsländer die Bestimmungen
dieser Norm in ihre nationalen
Standards übernehmen, und bis zum
1. Februar 2006 müssen alle hiervon
abweichenden Standards zurückgezo gen sein.
Das CE-Zeichen – ein Muss
für Hersteller, Importeure
und Händler
Eine rein europäische Angelegenheit?
Keinesfalls. Seit Februar 2004 ist die
Einhaltung der EN 50366 eine
Voraussetzung für das CE-Zeichen.
Damit müssen alle Hersteller auch
außerhalb der EU die Prüfungen nach
EN 50366 durchführen, sobald sie in
den EU-Raum importieren wollen. Das
bedeutet einen Aufwand, der sich nur
mit sinnvoller Prüftechnik in Grenzen
halten lässt. Andererseits können
auch Kunden außerhalb der EU von
der geprüften Sicherheit profitieren –
ein Plus für Hersteller, Importeure und
Händler.
EN 50366 – eine europäische Angelegenheit?
Bild 1: Test eines Haushaltsgeräts im normgerechten Abstand. Die Sonde enthält drei zueinander
senkrechte Spulen mit einem Querschnitt von
2
100 cm , wie es die EN 50366 vorschreibt.
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Sicherheitstechnisch relevant: Das Magnetfeld
Die Faustregel „Spannungen verursachen elektrische Felder, Ströme magnetische
Felder“ ist nicht richtig. Wechselfelder haben immer eine elektrische und eine magnetische Kompone nte. Allerdings ist für die Sicherheit von Haushaltsgeräten vor allem
die magnetische Komponente relevant. Die EN 50366 beschränkt sich deshalb
darauf, die Messung magnetischer Felder im Bereich von 10 Hz bis 400 kHz zu
beschreiben und Grenzwerte festzulegen. Für die „Mikrowellen“, die mit Hochfrequenz arbeiten, gibt es eigens die EN 60335 und ein anderes Messverfahren.
Der Abstand
Ein Kriterium für die Messung ist der Messabstand. Denn der Elektrorasierer funktioniert nun mal nur in direktem Hautkontakt. Dagegen hält man von der heißen
Herdplatte respektvoll Abstand – nicht aus Furcht vor elektromagnetischen Feldern.
Aber bei der Bewertung der Strahlung kann man dieses Verhalten berücksichtigen.
Der Anhang der Norm nennt deshalb für eine ganze Reihe von Anwendungen und
schreibt dafür die Messabstände vor.
Die Bewertung
Nicht der absolute Wert der magnetischen Feldstärke ist entscheidend. Die Wirkung
auf den Menschen hängt auch von der Frequenz ab. Deshalb definiert die Norm eine
Transfer-Funktion, die geeignete Messgeräte automatisch berücksichtigen. Das
Ergebnis ist frequenzbewertet.
Schwieriger ist die zeitliche Bewertung. Das Ergebnis soll den Effektivwert (RMS)
repräsentieren, unabhängig von der Signalform – also auch für pulsartige Signale.
Die Richtungsunabhängigkeit
Ein weiterer Punkt ist messtechnischer Art. Als Magnetfeld-Sensoren eignen sich
Spulen, die allerdings nur in jeweils einer Richtung empfindlich sind. Das Ergebnis
soll aber richtungsunabhängig sein. Deshalb sind drei zueinander senkrechte Spulen
nötig, um die tatsächliche Feldstärke im Raum zu messen. Sie ergibt sich aus der
Addition der einzelnen Leistungen, nicht der Spannungen. Rechnerisch muss man
also quadrieren, summieren und wieder die Wurzel ziehen.
Time Domain Evaluation als Referenzmethode
EN 50366 beschreibt mehrere Methoden. Unter ihnen ist „Time Domain Evaluation“
die eleganteste, die zu den schnellsten und zuverlässigsten Ergebnissen führt. Deshalb wird sie als die Referenzmethode genannt, die in Zweifelsfällen zu benutzen ist.
Das Schema (Bild 2) ist einfach: Die Prinzipschaltung bewertet die Einzelanteile nach
der Transferfunktion, addiert sie leistungsrichtig im Zeitbereich, gewissermaßen
„online“, und erzeugt durch Mittelung und Wurzelziehen den echten Effektivwert.
EN 50366 – eine europäische Angelegenheit?
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Demgegenüber ist die
Spektrumanalyse oder
Line Spectrum Evaluation aufwändig und
kann fehlerhafte Ergebnisse bringen. Denn die
Signale der drei Spulen
werden nacheinander
gemessen, ihr Spektrum errechnet und
dann die einzelnen
Spektrallinien leistungsrichtig addiert. Das geht
also
nur
„offline“,
braucht Zeit, und zufällige kurze Spitzenwerte
in einer Richtung bleiben u. U. unbemerkt.
Bild 2: Die Referenzmethode nach EN 50366, schematisch dargestellt.
Scope (Oszillografen-Ausgang), PEAK (Spitzenwertdetektor) und STND
(Standard) sind Besonderheiten des Messgeräts ELT-400 von Narda
Safety Test Solutions, das auch nach anderen Standards bewerten kann.
Hohe Messgenauigkeit – Vorteil für Hersteller und Kunden
Was landläufig als Messgenauigkeit gilt, wird fachgerecht als Messunsicherheit
bezeichnet. Es ist kein Messfehler, denn den könnte man korrigieren. Es ist der
Bereich, um den die Anzeige des Messgeräts vom tatsächlichen Wert abweichen
kann. Seriöse Messgerätehersteller geben sie in ihren Datenblättern und
Kalibrierscheinen an.
Möchte der Hersteller eines Haushaltsgeräts
nachweisen, dass sein Produkt keine unzulässig
hohen Felder verursacht, so muss er die
Messunsicherheit zu seinem Messwert addieren.
Wenn also die Messunsicherheit 25 % beträgt, darf
der Messwert maximal bei 75 % des Grenzwerts
liegen.
Umgekehrt müssen Behörden oder Verbraucherverbände die Messunsicherheit vom Messwert
subtrahieren. Dass ein Produkt den Grenzwert
überschreitet, ist in diesem Fall also erst dann
nachgewiesen, wenn der Messwert um mehr als
25 % über dem Grenzwert liegt.
Geringe Messunsicherheit ist deshalb im Interesse
des Endkunden, der Sicherheit wünscht. Zugleich
ist sie im Interesse des Herstellers, der tatsächlich
gute Geräte auch als „gut“ und letztlich CE-konform
klassifizieren möchte.
EN 50366 – eine europäische Angelegenheit?
Bild 3: Der Exposure Level Tester
ELT-400 von Narda Safety Test
Solutions implementiert die Time
Domain
Evaluation
nach
EN 50366 exakt und zeigt das
Ergebnis sofort.
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Links zum Thema:
www.cenelec.org/Cenelec/Homepage.htm
www.uk.tuv.com/web/index.html
www.industrialsafetytalk.com/news/tvi/tvi000.html
www.narda-sts.de
Der Autor:
Dipl.-Ing. Burkhard Braach ist freier Fachjournalist in Reutlingen.
Oktober 2005
Änderungen vorbehalten
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www.narda-sts.de
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