EMC-vaatimukset sähkö- ja elektroniikkalaitteiden CE-merkintää varten: usein tarvittavia standardeja

Euroopan unionin direktiivi sähkömagneettista yhteensopivuutta (EMC, electromagnetic compatibility) koskevan jäsenvaltioiden lainsäädännön yhdenmukaistamisesta eli lyhyemmin EMC-direktiivi edellyttää, että sähkölaitteet ja -laitteistot suunnitellaan ja valmistetaan niin, että ne eivät häiritse sähkömagneettisesti muiden laitteiden toimintaa. Lisäksi niiden oma häiriön siedon taso tulee olla sellainen, että ne toimivat tarkoitetun käytön heikentymättä kohtuuttomasti.

Vaivattomin tapa osoittaa laitteiden ja laitteistojen vaatimustenmukaisuus on käyttää niille soveltuvia SFS-EN ja IEC-standardeja.

SESKOn asiantuntijat ovat koonneet alla olevaan listaan joitakin sähkö- ja elektroniikkalaitteiden CE-merkinnässä tarvittavia EMC-standardeja. Lista ei ole kaiken kattava, mutta sisältää useimmin käytettäviä standardeja. Lista sisältää sekä häiriöpäästö- että häiriönsietostandardeja.

SFS-EN 55011 sisältää radiotaajuisen häiriönpäästön vaatimukset laitteille, jotka käyttävät paikallisesti radiotaajuuksia. Vaatimuksia on taajuusalueella 9 kHz – 18 GHz. Laitteet luokitellaan kahteen ryhmään, Group 1 ja Group 2.

Ryhmän 1 laitteet käyttävät radiotaajuuksia vain sisäisesti. Esimerkkejä sovelluksista ovat laboratoriolaitteet, signaaligeneraattorit, teollisuuden mittaus- ja ohjauslaitteet sekä lääketieteen sähkölaitteet.

Ryhmän 2 laitteet käyttävät säteilevää tai joko induktiivisesti tai kapasitiivisesti kytkettyä radiotaajuista (>9 kHz) energiaa paikallisesti materiaalin käsittelyyn tai tarkastukseen, tutkimuksiin, tai energian langattomaan siirtoon. Esimerkkejä sovelluksista ovat yli 9 kHz taajuudella toimivat suurtaajuuskuumentimet, kipinätyöstölaitteet, teollisuuden mikroaaltokuumentimet ja ajoneuvojen langattomat latauslaitteet.

SFS-EN
55032 sisältää radiotaajuisen häiriön päästövaatimukset tietotekniikan
laitteille (ITE), audio- ja videolaitteille, radio- ja
TV-vastaanottimille sekä muille multimedialaitteille ja näiden
yhdistelmille. Vaatimuksia on yleisesti taajuusalueella 150 kHz – 6 GHz,
ja satelliittivastaanottimille 18 GHz saakka.

SFS-EN 55035 on
häiriönsietostandardi edellä mainitun standardin SFS-EN 55032 kattamalle laiteryhmälle. Tässä
annetaan käytettävät testausstandardit ja niiden mukaan tehtäville testeille yksityiskohtaiset
toimintakriteerit, joiden mukaan testattavan laitteen tulee toimia.

SFS-EN
61000-3-2 on tuoteperhestandardi, jota sovelletaan kaikille
sähköverkkoon liitettäville alle 16 A laitteille. Standardi antaa
raja-arvot sähkölaitteiden verkkoon aiheuttamille harmonisille
virroille. Laitteet on luokiteltu neljään luokkaan, joissa on eri
raja-arvot, niiden käyttötarkoituksen ja arvioidun häiriöpotentiaalin
perusteella. Alle 75 W tehoisille laitteille ei ole vaatimuksia kuin
luokassa C, jossa puolestaan alle 5 W laitteet ovat ilman vaatimuksia.

Luokka A: Yleinen luokka, jota sovelletaan silloin kun laite ei kuulu luokkaan B, C tai D.

Luokka B: sähkökäyttöiset käsityökalut, muut kuin ammattikäyttöön tarkoitetut sähköhitsauslaitteet

Luokka C: valaisimet

Luokka D: alle 600 W kuluttavat seuraavat laitetyypit eli kannettavat ja pöytätietokoneet sekä niiden monitorit, TV-vastaanottimet sekä jääkaapit ja pakastimet, joissa on taajuusmuuttajakäyttöinen kompressori.

SFS-EN 61000-3-3 on tuoteperhestandardi,
jota sovelletaan kaikille sähköverkkoon liitettäville alle 16 A
laitteille. Standardi antaa raja-arvot sähkölaitteiden aiheuttamille
jännitteen vaihteluille verkossa. Tällaiset nopeista
kuormitusmuutoksista johtuvat vaihtelut aiheuttavat liian suurina
esimerkiksi valaisimien välkyntää. Nämä jännitevaihtelut riippuvat
voimakkaasti laitteiden toimintatilasta, ja toistettavien testitulosten
varmistamiseksi standardi sisältää yksityiskohtaiset testiolosuhteiden
määrittelyt muun muassa monille kotitalouslaitteille.

SFS-EN
61000-4-2 sisältää testausmenetelmän sähkö- ja elektroniikkalaitteille
staattisen sähkön purkauksia vastaan. Testaus simuloi sähköisesti
varautuneen henkilön kosketusta laitteeseen, jolloin varaus purkautuu
laitteen kautta maahan. Purkauksen aiheuttama virta voi aiheuttaa
häiriöitä kulkiessaan laitteen läpi. Tällaiset purkaukset ovat
tavallisia erityisesti talvisin, kun kuiva ilma edesauttaa staattisten
varausten kertymistä. Standardi määrittelee purkausvirran tyypillisen
aaltomuodon, eri ympäristöille tyypillisiä testitasoja ja
testauslaitteet.

IEC
61000-4-3 sisältää testausmenetelmän yli 80 MHz taajuisia
sähkömagneettisia kenttiä vastaan. Tällaisia elektroniikkalaitteita
häiritseviä kenttiä syntyy, kun esimerkiksi matkapuhelimia käytetään
laitteiden lähellä. Testin aikana tutkittava laite asetetaan
RF-suojattuun huoneeseen, ja testisignaali syötetään antenniin.
Tutkittava laite sijoitetaan antennin muodostamaan sähkömagneettiseen
kenttään, ja sen toimintaa tarkkaillaan samalla kun antenniin
syötettävän signaalin taajuutta vaihdellaan niin, että se kattaa halutun
taajuuskaistan.

Induktiivisten
kuormien kytkentä sähköverkossa aiheuttaa transienttipurskeita, jotka
leviävät johtimia myöten muihin laitteisiin. SFS-EN 61000-4-4 kuvaa
menetelmät, jolla laitteiden sietoa näitä transientteja vastaan voidaan
testata. Näille transienteille on ominaista suuri jännite (1–4 kV) ja
nopea nousuaika (5 ns), mutta pieni energia.

SFS-EN
61000-4-5 kuvaa testausmenetelmän, jolla tutkitaan laitteiden sietoa
suurienergisiä sähköverkon transientteja vastaan. Nämä transientit
voivat olla peräisin salamaniskuista, isojen kuormien kytkemisestä,
oikosuluista tai muista verkon häiriötilanteista. Transienttien jännite
voi olla 0,5–1 kV, ja transienttipulssin kestoksi standardissa on
määritelty joko 50 µs tai 700 µs.

SFS-EN 61000-4-6 täydentää standardia SFS-EN 61000-4-3 niin,
että sillä testataan laitteita 150 kHz – 80 MHz taajuuksilla esiintyviä
sähkömagneettisia kenttiä vastaan. Näitä voivat aiheuttaa muun muassa
radiopuhelimet ja muut radiolähettimet. Standardista SFS-eN 61000-4-3 poiketen
tässä häiriösignaali syötetään tutkittavan laitteen kaapeleihin
virtamuuntajilla tai kapasitiivisilla kytkentäyksiköillä. Tällainen
johtuva menetelmä on sopivampi pienillä taajuuksilla, koska tarvittavat
antennit ja testihuoneet olisivat silloin hankalia rakentaa.

SFS-EN IEC
61000-4-11 sisältää testausmenetelmän jakeluverkossa esiintyvien
sähkökatkosten ja jännitekuoppien vaikutusten arviointiin. Laitteiden
tulee tyypillisesti kestää lyhyt (10–20 ms) katkos ilman häiriöitä.

Teollisuusympäristöä
varten on julkaistu yleinen häiriönsietostandardi SFS-EN 61000-6-2. Standardin lähtökohtana on teollisuusympäristössä oletettu,
asuinrakennuksia suurempi häiriöiden taso. Näin ollen testitasot ovat
suurempia kuin mitä kodeissa käytettäville laitteille tarvitaan. Tämä
standardi soveltuu kaikille teollisuusympäristössä käytettäville
laitteille. Mukana on käytettävät testausstandardit ja niiden mukaan
tehtäville testeille yleiset toimintakriteerit, joiden mukaan
testattavan laitteen tulee toimia.

Kuten
häiriönsiedolle, teollisuusympäristölle on myös yleinen
häiriönpäästöstandardi SFS-EN IEC 61000-6-4. Tämä sallii suurempia häiriönpäästötasoja kuin asuinympäristön
laitteille tarkoitetut standardit.

Lisätietoja standardisoinnista

SESKO
Ari Honkala, ryhmäpäällikkö
p. 045 188 0625
etunimi.sukunimi@sesko.fi

Kaikki sähköalan standardit SFS:stä

Kaikki sähköalan standardit saat SFS:stä: Standardit voi tilata tai ladata omalle koneelle SFS-kaupassa. Ne voi liittää myös SFS online -palveluun, jossa om astandardikokoelmanne on aina ajan tasalla. Tutustu online-palveluun tai ota yhteyttä online@sfs.fi. Kerromme mielellämme lisää.