ISO 24622:2022 Störfestigkeit Kran-Steuerung
ISO 24622:2022 „Krane – Anforderungen an die Störfestigkeit von Steuerungssystemen“ legt EMV-Anforderungen fest: Strahlung 30 V/m, ESD 8 kV/15 kV, Burst 2 kV/5 kHz, Surge 1 kV/2 kV, Schutzart IP54/55 sowie geschirmte Kabel.
Technische Anforderungen an die EMV
Steuerungssysteme sind in industriellen Umgebungen vielfältigen elektromagnetischen Störungen ausgesetzt. Eine Strahlungsfestigkeit von 30 V/m (80 MHz–1 GHz) gewährleistet einen stabilen Betrieb auch in der Nähe starker Störquellen wie Frequenzumrichtern und Motoren. Die Prüfung mit 8 kV Kontaktentladung und 15 kV Luftentladung simuliert die elektrostatische Entladung bei Berührung des Bedienpanels und darf kein Reset auslösen. Burst-Impulse mit 2 kV bei 5 kHz bilden Schalthandlungen nach und dürfen die Steuerlogik nicht beeinträchtigen. Stoßspannungen (Surge) von 1 kV/2 kV simulieren Blitzeinschläge, ohne das Stromversorgungsmodul zu beschädigen. Die EMV-Prüfungen werden im reflexionsarmen Raum durchgeführt: Strahlungstest mit Antenne, ESD-Test mit Entladepistole und Burst-Test mit Koppelzange – alle Prüfungen werden einzeln bestanden.
Schutzarten und Leitungsverlegung
Der Schaltschrank ist im Innenbereich mit Schutzart IP54 und im Außenbereich mit IP55 ausgeführt. Der Abstand zwischen Stromleitungen und Steuerleitungen beträgt mindestens 300 mm, um elektromagnetische Kopplungen zu vermeiden. Als Verbindungskabel kommen geschirmte Twisted-Pair-Kabel zum Einsatz, die in einem Metallschlauch verlegt und in Abständen von maximal 500 mm befestigt werden. Der Erdungswiderstand darf 4 Ohm nicht überschreiten. Abschließend wird die EMV-Verträglichkeit vor Ort durch Prüfungen verifiziert.
| EMCProjekt | Klasse |
|---|---|
| Strahlung | 30V/m 80M~1GHz |
| Elektrostatik | 8kVKontakt/15kVLuft |
| Transiente | 2kV/5kHz |
| Überspannung | 1kV/2kV |
| Netzfrequenz-Magnetfeld | 30A/m |
| Verdrahtungsanforderungen | Inhalt |
|---|---|
| Abstand | Antrieb-Steuerung>=300mm |
| Kabel | Geschirmte verdrillte Leitung+Metallschlauch |
| Erdung | <=4Ohm |
Die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) ist ein zentraler Bestandteil der Typprüfung des Steuerungssystems. Sämtliche Prüfungen sind in einem akkreditierten EMV-Labor durchzuführen. Die Störfestigkeitsprüfung gegen abgestrahlte Felder erfolgt in einer Absorberhalle. Dabei wird über Antennen im Frequenzbereich von 80 MHz bis 1 GHz eine Feldstärke von 30 V/m auf alle Oberflächen und Kabel des Steuerungssystems eingestrahlt. Während der Prüfung muss das Steuerungssystem seinen Arbeitszustand zuverlässig beibehalten, ohne Fehlfunktionen oder Resets. Für die Prüfung der elektrostatischen Entladung (ESD) wird ein Entladungspistole an allen berührbaren Metallflächen (Schaltschrankfront, Bedienpult, Taster) eingesetzt – Kontaktentladung mit 8 kV und Luftentladung mit 15 kV, jeweils mindestens 10 Entladungen pro Prüfpunkt. Bei der Prüfung schneller transienter Störgrößen werden über eine Koppelzange Impulsgruppen von 2 kV / 5 kHz auf die Steuer- und Signalkabel eingekoppelt. Das Steuerungssystem von Kelude hat die vollständige EMV-Typprüfung bestanden und ist damit für den zuverlässigen Einsatz im industriellen Umfeld qualifiziert.
Bei der EMV-gerechten Konstruktion hat die Qualität des Erdungssystems entscheidenden Einfluss auf die Störfestigkeit. Die Erdung im Schaltschrank ist als Sternpunkt auszuführen: Alle Schirmungen und das Schaltschrankgehäuse werden an einem einzigen Erdungspunkt zusammengeführt und von dort zur Erdungsanlage geführt. Der Erdungswiderstand darf 4 Ohm nicht überschreiten. Der Querschnitt des Erdungsleiters ist nach dem Fehlerstrom zu bemessen und muss mindestens 16 mm² Kupferleiter betragen. Die Schirmung der Signalkabel ist einseitig zu erden – am Schaltschrank, nicht am Sensor – um Erdschleifen zu vermeiden. Auf der Ausgangsseite des Frequenzumrichters sind eine Ausgangsdrossel und ein EMV-Filter zu installieren, um die Abstrahlung von Oberschwingungen zu reduzieren. Das Steuerungssystem von Kelude ist durchgängig nach den Prinzipien der EMV-gerechten Konstruktion aufgebaut.
Häufige Fragen zur EMV-Typprüfung
F: Warum schreibt ISO 24622:2022 eine Strahlungsprüfung mit 30 V/m vor, bei der ESD jedoch 8 kV Kontakt- und 15 kV Luftentladung?
A: Die Strahlungsprüfung mit 30 V/m (80 MHz bis 1 GHz) bildet die elektromagnetischen Störfelder ab, die in der industriellen Umgebung typischerweise von Frequenzumrichtern, Motoren und Schützen ausgehen, und deckt damit das übliche industrielle EMV-Umfeld ab. Die Kontaktentladung mit 8 kV simuliert die Entladung beim direkten Berühren der Schaltschrankoberfläche durch das Bedienpersonal, die Luftentladung mit 15 kV die Entladung bei Annäherung der Hand ohne direkten Kontakt. Elektrostatische Entladungen können Fehlfunktionen oder Resets im Steuerungssystem auslösen.
F: Wie tragen Verkabelung und Schutzart zur Störfestigkeit des Steuerungssystems bei?
A: Stromkabel und Steuerkabel werden getrennt verlegt, mit einem Abstand von mindestens 300 mm, um elektromagnetische Kopplungen zu vermeiden. Die Kabel sind als geschirmtes Twisted-Pair-Kabel ausgeführt und in Metallschläuchen verlegt, die im Abstand von maximal 500 mm befestigt werden. An den Schaltschrankdurchführungen kommen wasserdichte IP68-Verbindungen zum Einsatz. Der Schaltschrank ist zuverlässig geerdet; der Erdungswiderstand von maximal 4 Ohm stellt eine niederohmige Rückführung für die EMV sicher. Die Schutzart des Schaltschranks beträgt IP54 im Innenbereich und IP55 im Außenbereich.
F: Welche Prüfverfahren umfasst die EMV-Typprüfung?
A: Die Strahlungsprüfung erfolgt in der Absorberhalle mit Antennen und 30 V/m Feldstärke im Durchlauf. Die ESD-Prüfung wird mit dem Entladungspistole an allen berührbaren Metallflächen durchgeführt – 8 kV Kontaktentladung, 15 kV Luftentladung, jeweils mindestens 10 Entladungen pro Punkt. Für die Prüfung schneller transienter Störgrößen wird eine kapazitive Koppelzange mit 2 kV / 5 kHz verwendet, jeweils 2 Minuten für positive und negative Polarität. Die Stoßspannungsprüfung erfolgt über ein Koppelnetzwerk mit 1 kV Leitung-Leitung und 2 kV Leitung-Erde. Während der gesamten Prüfung darf das Steuerungssystem keine Fehlfunktionen oder Resets aufweisen.
F: Wie ist die EMV-Konfiguration des Steuerungssystems von Kelude aufgebaut?
A: Kelude konstruiert die elektrische Steuerung für Krane nach der Norm ISO 24622. Der Schaltschrank ist in Schutzart IP54/IP55 ausgeführt. Die Verkabelung erfolgt mit geschirmten Twisted-Pair-Kabeln in Metallschläuchen. Zur Ausstattung gehören EMV-Filter, Drosseln und Überspannungsschutz. Das System hat die vollständige EMV-Typprüfung bestanden und gewährleistet damit einen stabilen Betrieb im industriellen elektromagnetischen Umfeld.
