Elektromagnetische Vertr�glichkeit: Grundlagen, Analysen, Ma�nahmen

Elektromagnetische Vertr�glichkeit: Grundlagen, Analysen, Ma�nahmen

Paperback(Softcover reprint of the original 1st ed. 1992)

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Product Details

ISBN-13: 9783322829924
Publisher: Vieweg+Teubner Verlag
Publication date: 02/19/2012
Edition description: Softcover reprint of the original 1st ed. 1992
Pages: 519
Product dimensions: 6.34(w) x 9.25(h) x 0.04(d)

About the Author

Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Gonschorek, TU Dresden;

Prof. Dr.-Ing. Hermann Singer, TU Hamburg-Harburg

Table of Contents

1. Grundlagen.- 1.1 Grundlagen der EMV.- 1.1.1 Definition der EMV.- 1.1.2 Störquellen.- 1.1.2.1 Natürliche Störquellen und „man made noise“.- 1.1.2.2 Beabsichtigte HF-Erzeugung: Funkdienste.- 1.1.2.3 Störspektren.- 1.1.3 Störsignalausbreitung.- 1.1.3.1 Leitungsgebundene Störsignalübertragung -strahlungsgebundene Störsignalübertragung.- 1.1.3.2 Galvanische Kopplung.- 1.1.3.3 Kapazitive Kopplung.- 1.1.3.4 Induktive Kopplung.- 1.1.3.5 Elektromagnetische Strahlungskopplung.- 1.1.3.6 Felder von Elementarstrahlern.- 1.1.3.7 Verschiedene Antennen.- 1.1.4 Maßnahmen zur Erreichung der EMV.- 1.1.4.1 Grundmaßnahmen.- 1.1.4.2 Zusatzmaßnahmen.- 1.1.5 Problemfelder.- 1.1.5.1 Impulse auf Netzleitungen.- 1.1.5.2 Direkte und indirekte Wirkungen niederfrequenter Magnetfelder.- 1.1.5.3 Störung des Funkempfangs durch Elektronik.- 1.1.5.4 Beeinflussungen der Elektronik durch HF-Abstrahlungen.- 1.1.6 Randgebiete.- 1.1.7 Logarithmische Darstellung elektrischer Größen.- 1.1.8 Begriffsdefinitionen.- 1.1.9 Literatur.- 1.2 EMV auf der Schaltkreis- und Geräteebene.- 1.2.1 Allgemeines.- 1.2.2 Erläuterung der Begriffe „Gerät“, „Anlage“ und „System“.- 1.2.3 EMV-Planung bei der Geräteentwicklung.- 1.2.4 Erfüllung von Vorschriften und Spezifikationen.- 1.2.5 Maßnahmen zur Sicherstellung der Elektromagnetischen Verträglichkeit.- 1.2.5.1 Massungsmaßnahmen.- 1.2.5.2 Schirmungsmaßnahmen.- 1.2.5.3 Filterungsmaßnahmen.- 1.2.5.4 Verdrahtung und Verkabelung.- 1.2.6 Nachweis der Elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten.- 1.2.7 Zusammenfassung.- 1.2.8 Literatur.- 1.3 EMV auf der Systemebene.- 1.3.1 Einleitung.- 1.3.2 Vorgaben durch die Umwelt.- 1.3.2.1 Zivile Projekte und Systeme.- 1.3.2.2 Militärische Projekte und Systeme.- 1.3.3 Phasen und Phasenpapiere einer EMV-Systemplanung.- 1.3.3.1 Konzeptphase.- 1.3.3.2 Definitionsphase.- 1.3.3.3 Konstruktions- und Bauphase.- 1.3.3.4 Nützliche Diagramme und Formblätter für die Systemplanung.- 1.3.4 EMV-Zonenmodell.- 1.3.4.1 Allgemeines.- 1.3.4.2 Konstruktionsbedingte Zonenvorgaben.- 1.3.4.3 Zonenentkopplung.- 1.3.4.4 Grenzwertvorgaben für die Geräte der einzelnen EMV-Zonen.- 1.3.5 Intrasystemmaßnahmen.- 1.3.5.1 Massung.- 1.3.5.2 Schirmung.- 1.3.5.3 Filterung.- 1.3.5.4 Verkabelung.- 1.3.6 Beeinflussungsmatrix.- 1.3.6.1 Sinn.- 1.3.6.2 Aufbau.- 1.3.6.3 Einzelanalysen.- 1.3.7 EMV-Systemvermessung.- 1.3.7.1 Allgemeines.- 1.3.7.2 Gegenüberstellung von Aussendungs- und Festigkeitsgrenzwerten.- 1.3.7.3 Prüfungen im System zur Feststellung des Störsicherheitsabstandes.- 1.3.8 Literatur.- 1.4 Schaltüberspannungen, statische Entladungen, Feldimpulse.- 1.4.1 Einleitung.- 1.4.2 Transiente Störsignale.- 1.4.2.1 Schaltüberspannungen.- 1.4.2.2 Elektrostatische Entladungen (ESD).- 1.4.2.3 Simulation von ESD.- 1.4.2.4 LEMP und NEMP.- 1.4.3 Zusammenfassung.- 1.4.4 Literatur.- 2. Analysen.- 2.1 Werkzeuge zur Behandlung von Beeinflussungsmodellen.- 2.1.1 Leitungstheoretische Ansätze.- 2.1.2 Ersatzladungsverfahren.- 2.1.3 Finite Elemente und finite Differenzen.- 2.1.3.1 Statisches Feld.- 2.1.3.2 Elektrodynamisches Feld.- 2.1.4 Magnetische Streufelder, Gegeninduktivitäten.- 2.1.4.1 Berechnung magnetischer Streufelder.- 2.1.4.2 Numerische Berechnung von Gegen- und Eigeninduktivitäten.- 2.1.5 Momentenmethode.- 2.1.6 Verfahren der geometrischen Optik (GTD, UTD).- 2.1.7 Literatur.- 2.2 Die Momentenmethode als Werkzeug zur Lösung von EMV-Problemen.- 2.2.1 Mathemathisch-physikalische Grundlagen.- 2.2.2 Prinzip.- 2.2.2.1 Dünndrahtanordnungen.- 2.2.2.2 Flächenstrukturen.- 2.2.2.3 Anregungsvarianten.- 2.2.2.4 Vergleichende Übersicht.- 2.2.3 Transiente Vorgänge.- 2.2.4 Empfehlungen zur Modellierung.- 2.2.5 Literatur.- 2.3 Möglichkeiten und Anwendung der Momentenmethode mit Beispielen.- 2.3.1 Ergebnisbewertung.- 2.3.2 Beispiele einfacher Stabstrukturen.- 2.3.2.1 Horizontale Leiterschleife in der Nähe einer Vertikalantenne.- 2.3.2.2 T-Antenne über idealem Grund mit vertikalem Empfängerstab.- 2.3.2.3 Eigeninduktivität, Gegeninduktivität.- 2.3.4 Beispiele aufwendigerer Anordnungen.- 2.3.4.1 Blitzdirekteinschlag in eine Peilerantenne.- 2.3.4.2 Analyse eines Automobils bei Anregung durch eine dachmontierte Monopolantenne.- 2.3.4.3 Flugzeug bei Anregung durch ein ebenes Wellenfeld.- 2.3.5 Literatur.- 3. Intrasystemmaßnahmen.- 3.1 Erdung und Massung.- 3.1.1 Einleitung.- 3.1.2 Schutzerdung und Signalmassung.- 3.1.2.1 Gemeinsamkeiten und Unterschiede.- 3.1.2.2 Begriffe.- 3.1.3 Erdungskonzepte für Stromversorgungsnetze.- 3.1.3.1 TN-Netz.- 3.1.3.2 T?-Netz.- 3.1.3.3 IT-Netz.- 3.1.3.4 Kleinspannung.- 3.1.4 Massekonzepte für die Signalübertragung.- 3.1.4.1 Massefreie und massebezogene Signalübertragung.- 3.1.4.2 Konzepte für die massebezogene Signalübertragung.- 3.1.4.3 Störspannungen bei einem flächenhaften Bezugsleiter.- 3.1.5 Massung von Kabelschirmen.- 3.1.6 Prüfungen.- 3.1.6.1 Sachgebiet Erdung.- 3.1.6.2 Sachgebiet Massung, EMV.- 3.1.7 Vorschriften und Richtlinien, Literatur.- 3.1.7.1 Sachgebiet Erdung.- 3.1.7.2 Sachgebiet Massung, EMV.- 3.1.7.3 Literatur.- 3.2 Räumliche Entkopplung und Schirmung.- 3.2.1 Definitionen zu EMV-Zonen und Schirmdämpfungen.- 3.2.2 Berechnung der Schirmdämpfung.- 3.2.2.1 Abschirmung niederfrequenter Felder.- 3.2.2.2 Abschirmimg hochfrequenter Felder.- 3.2.2.3 Vergleich der geschilderten Rechenmethoden zur Ermittlung der Schirmdämpfung im Fernfeld.- 3.2.2.4 Schirmdämpfung bei transientem Vorgang.- 3.2.2.5 Mehrschalige Schirme.- 3.2.3 Realistische Grenzwerte der Schirmdämpfung.- 3.2.3.1 Leckagen.- 3.2.3.2 Stehende Wellen.- 3.2.3.3 Übereinstimmung Rechnung — Messung.- 3.2.4 Besondere Schirmmaterialien und ausgeführte Schirme.- 3.2.4.1 Gitter.- 3.2.4.2 Wabenfenster und Rohrdurchführungen.- 3.2.4.3 EMV-Dichtungen.- 3.2.4.4 Leitfähige Kunststoffe.- 3.2.4.5 Beispiele von Abschirmkabinen und abgeschirmten Räumen.- 3.2.5 Literatur.- 3.3 Verkabelung und Filterung.- 3.3.1 Einleitung.- 3.3.2 Verkabelung.- 3.3.2.1 Galvanische Einkopplung.- 3.3.2.2 Induktive Einkopplung.- 3.3.2.3 Kapazitive Einkopplung.- 3.3.2.4 Elektromagnetische Strahlungskopplung.- 3.3.2.5 Kopplungswiderstand/Transferimpedanz.- 3.3.2.6 Ferritbeschichtete Kabel.- 3.3.2.7 Einfluß der Schirmerdung bei ein-/zweiseitiger Erdung.- 3.3.2.8 Verkabelungsregeln.- 3.3.2.8.1 Kabelkategorien.- 3.3.2.8.2 Verlegungsplanung.- 3.3.2.8.3 Leitungsverlegung.- 3.3.2.8.4 Anschlußtechnik für Leitungen.- 3.3.3 Filterung.- 3.3.3.1 Filter an den Grenzen verschiedener EMV-Zonen.- 3.3.3.2 Filter in Datenleitungen.- 3.3.3.3 Filterverhalten.- 3.3.3.3.1 Einfügungsdämpfung.- 3.3.3.3.2 Filter für Quellen- und Lastimpedanz ? 50 ?.- 3.3.3.3.3 Wichtige Filtermerkmale.- 3.3.3.4 Bauelemente gegen Überspannungen.- 3.3.3.5 EMI-Filter..- 3.3.3.5.1 Filterdegradation durch fehlerhafte Montage.- 3.3.3.5.2 Sicherheitsgesichtspunkte.- 3.3.3.5.3 Filterwirkung bei Pulsbelastung.- 3.3.3.6 Filter-?ardware“.- 3.3.3.7 Verlagerung der Filterung.- 3.3.3.8 Beispiel eines ungünstigen Filterverhaltens.- 3.3.3.9 Zusammenfassung zu den EMI-Filtern.- 3.3.4 Zusammenfassung.- 3.3.5 Literatur.- 3.4 Schutzschaltungen zur Begrenzung von Überspannungen.- 3.4.1 Einleitung.- 3.4.2 Schutzmaßnahmen gegen transiente Störungen.- 3.4.2.1 Schutzmaßnahmen gegen Störungen durch ESD.- 3.4.2.2 Schutzmaßnahmen gegen leitungsgeführte Störungen (nichtlineare Schutzschaltungen).- 3.4.3 Zusammenfassung.- 3.4.4 Literatur.- 4. EMV in verschiedenen Anwendungsbereichen.- 4.1 Störfestigkeit in der Automatisierungstechnik.- 4.1.1 Einleitung.- 4.1.2 Grundsätzliche Arten der Verkopplung.- 4.1.2.1 Galvanische Verkopplung.- 4.1.2.2 Induktive Verkopplung.- 4.1.2.3 Kapazitive Verkopplung.- 4.1.2.4 Wellenkopplung zwischen elektrisch langen Leitungen.- 4.1.3 Entkopplung, prinzipiell.- 4.1.3.1 Entkopplung, galvanisch.- 4.1.3.2 Entkopplung, induktiv.- 4.1.3.3 Entkopplung, kapazitiv.- 4.1.3.4 Entkopplung, Leitungswellen.- 4.1.3.5 Entkopplung durch große leitende Flächen.- 4.1.3.6 Leitungsschirme.- 4.1.4 Konkrete Entkopplung interner Störsignale (interne EMV).- 4.1.4.1 Galvanische Verkopplung zwischen Teilsystemen unterschiedlicher Leistung.- 4.1.4.2 Galvanische Verkopplungen innerhalb des digitalen Signalverarbeitungsteils.- 4.1.4.3 Hochfrequente Signalübertragung.- 4.1.5 Konkrete Entkopplung gegen Störbeeinflussungen aus der Umwelt (externe EMV).- 4.1.5.1 Maßnahmen an Störquellen.- 4.1.5.2 Maßnahmen an den Verkopplungs-Schnittstellen.- 4.1.5.3 Bezugspunkt; Topologie, konstruktive Maßnahmen.- 4.1.6 Zusammenfassung.- 4.1.6.1 Maßnahmen zur geräteinternen Störfestigkeit.- 4.1.6.2 Maßnahmen zur Störfestigkeit gegenüber externen Einwirkungen.- 4.2 Besonderheiten der EMV in der Informationstechnik.- 4.2.1 Einleitung.- 4.2.2 Signalschnittstellen, Übertragungsverfahren.- 4.2.2.1 Beidseitig auf Erde bezogene Signalübertragung.- 4.2.2.2 Erdfreie, jedoch beidseitig potentialgebundene Signalübertragung.- 4.2.2.3 Potentialgetrennte, jedoch unsymmetrische Signalübertragung.- 4.2.2.4 Symmetrische Signalübertragung.- 4.2.3 Einkopplungen in koaxiale Busse.- 4.2.3.1 Niederfrequente Einkopplungen in triaxiale Systeme (Beispiel ETHERNET).- 4.2.3.2 Einkopplung von Sprüngen in triaxiale Systeme (Beispiel ETHERNET).- 4.3.3.3 Schirmungslücken; Lücken im Koax-System.- 4.2.3.4 Frequenzspektrum von Schützeinkopplungen in Koax-Kabel.- 4.2.4 Symmetrische Übertragung (Feldbusse).- 4.2.5 Leitungsschirme bei elektrisch langen Anordnungen.- 4.2.6 Primäre Verkopplung, Koppelfaktor; Entkopplung.- 4.2.7 Optische Busse, Netze.- 4.2.8 Signal-Dämpfung, -Verzerrung; Übertragungsgrenzen.- 4.2.9 Leiterplatten-Busse.- 4.2.10 Zusammenfassung.- 4.2.11 Literatur.- 4.3 Besonderheiten der EMV in der Energietechnik.- 4.3.1 Einleitung.- 4.3.2 Störungen im Energieversorgungsnetz.- 4.3.2.1 Dauerstörer.- 4.3.2.2 Kurzzeitstörungen.- 4.3.2.3 Spektren.- 4.3.3 Netzverhalten.- 4.3.4 Entstörung.- 4.3.5 Vorschriften.- 4.3.6 Literatur.- 4.4 Besonderheiten der EMV in der Kfz-Technik.- 4.4.1 Belastung der elektronischen Komponenten durch Schwankungen, Überspannungen und Kurzzeitunterbrechungen der Spannungsversorgung.- 4.4.2 Fern-Entstörung.- 4.4.2.1 Grenzwerte.- 4.4.2.2 Nachweis.- 4.4.3 Eigen-Entstörung.- 4.4.3.1 Grenzwerte.- 4.4.3.2 Nachweis.- 4.4.3.3 Hinweise für die Funk-Entstörung.- 4.4.4 Störfestigkeit der elektronischen Komponenten gegen hochfrequente elektromagnetische Störsignale.- 4.4.4.1 HF-Abstrahlungen von Feststationen.- 4.4.4.2 HF-Abstrahlungen von Antennen des eigenen Fahrzeuges.- 4.4.4.3 Elektromagnetische Felder von Mobilstationen und von Handsprechfunkgeräten.- 4.4.4.4 HF-Felder von Radar- und Richtfunkanlagen.- 4.4.4.5 Störfestigkeitsgrenzwerte und Meßverfahren.- 4.4.5 Literatur.- 5. EMV-Meßtechnik.- 5.1 Überblick.- 5.1.1 Einleitung.- 5.1.2 Frequenzspektrum.- 5.1.3 Wege elektromagnetischer Kopplungen.- 5.1.4 Eigenschaften der Störsignale.- 5.1.5 Erfassung und Nachbildung von Störsignalen.- 5.1.6 Prüfverfahren.- 5.1.6.1 Genormte Prüfverfahren.- 5.1.6.2 Orientierende Meßmethoden.- 5.1.7 Literatur.- 5.2 Störaussendungsmessungen.- 5.2.1 Allgemeines.- 5.2.2 Störaussendungen auf Leitungen.- 5.2.3 Störaussendungen über Felder.- 5.2.4 Störstrahlungsleistung.- 5.2.5 Funkstörleistung.- 5.2.6 Prüfablauf.- 5.2.7 Meßunsicherheiten/Reproduzierbarkeit.- 5.2.7.1 Meßfehler nach VDE 0877.- 5.2.7.2 Reproduzierbarkeit.- 5.2.8 Meßeinrichtungen.- 5.2.8.1 Freifeld-Meßgelände.- 5.2.8.2 Geschirmte Kabine/Absorber-Kabine.- 5.2.9 Meßgeräte.- 5.2.9.1 Funkstörmeßempfänger.- 5.2.9.2 Netznachbildungen.- 5.2.9.3 Tastkopf.- 5.2.9.4 Stromzange (HF-Stromwandler).- 5.2.9.5 Absorptions-Meßwandlerzange.- 5.2.9.6 Meßspule.- 5.2.9.7 Meßantennen.- 5.2.10 Beispiel eines EMV-Meßlabors.- 5.2.11 Zusammenfassung.- 5.2.12 Literatur.- 5.3 Störfestigkeitsmessungen.- 5.3.1 Einleitung.- 5.3.1.1 Überblick.- 5.3.1.2 Störgrößen.- 5.3.1.3 Simulation der Störgrößen.- 5.3.2 Meßverfahren Störfestigkeit.- 5.3.2.1 Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen.- 5.3.2.2 Störfestigkeit gegen elektromagnetische Felder.- 5.3.2.3 Störfestigkeit gegen die Entladung statischer Elektrizität.- 5.3.3 Meßgeräte.- 5.3.3.1 Übersicht.- 5.3.3.2 Meßsender und Prüfgeneratoren.- 5.3.3.3 Leistungsverstärker.- 5.3.3.4 Ankoppel-Netzwerke.- 5.3.3.5 Sendeantennen und Wellenleiter.- 5.3.3.6 Feldstärke-Meßsonden.- 5.3.4 Ausrüstung eines modernen Meßlabors für Störfestigkeitsmessungen.- 5.3.4.1 Allgemeines.- 5.3.4.2 Geschirmte Kabinen/Absorberhallen.- 5.3.4.3 Störfestigkeitsmeßplätze.- 5.3.5 Zusammenfassung.- 5.3.6 Literatur.- 6. Normung auf dem Gebiet der EMV.- 6.1 Übersicht zur EMV-Normung.- 6.2 Nationale EMV-Normung.- 6.2.1 Nationale EMV-Normung für zivile Anwendungen.- 6.2.2 Nationale EMV-Normung für militärische Anwendung.- 6.3 Internationale EMV-Normung.- 6.4 EG-Richtlinien und Europäische Normung zur EMV.- 6.4.1 EMV-Rahmenrichtlinie der EG.- 6.4.2 EMV-Gesetz.- 6.5 Struktur der EMV-Europa-Normen.- 6.5.1 Basic Standards.- 6.5.2 Generic Standards.- 6.5.2.1 Wohnbereiche, Bürobereiche und Leichtindustrie.- 6.5.2.2 Industriegebiet.- 6.5.3 Product/Product Family Standards.- 6.5.4 Europa-Normen zur Funk-Entstörung.- 6.6 Normenübersicht.- 6.6.1 Definitionen.- 6.6.2 Programme und Verfahren.- 6.6.3 Aufbau- und Konstruktionsrichtlinien.- 6.6.4 Grenzwerte.- 6.6.5 Prüf- und Meßverfahren.- 6.6.6 Meßgeräte und Meßeinrichtungen.- 6.6.7 Gefährdung.- 6.7 Literatur.

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