I E C 61 0 -4-9 ® Edition 2.0 201 6-07 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE BASIC EMC PUBLICATION PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM E l ectrom ag n eti c com pati bi l i ty (E M C ) – Part 4-9 : Tes ti n g an d m eas u rem en t tech n i q u es – I m pu l s e m ag n eti c fi el d i m m u n i ty tes t C om pati bi l i té él ectrom ag n éti q u e (C E M ) – Parti e 4-9 : Tech n i q u es d ' es s et d e m es u re – E s s d ' i m m u n i té au ch am p IEC 61 000-4-9:201 6-07(en-fr) m ag n éti q u e i m pu l s i on n el Copyright International Electrotechnical Commission colour in sid e TH I S P U B L I C ATI O N I S C O P YRI G H T P RO TE C T E D C o p yri g h t © I E C , G e n e va , S w i tze rl a n d All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about IEC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or your local IEC member National Committee for further information Droits de reproduction réservés Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur Si vous avez des questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Abou t th e I E C The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes International Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab o u t I E C p u b l i c a ti o n s The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published I E C C atal og u e - webs tore i ec ch /catal og u e E l ectroped i a - www el ectroped i a org The stand-alone application for consulting the entire bibliographical information on IEC International Standards, Technical Specifications, Technical Reports and other documents Available for PC, Mac OS, Android Tablets and iPad The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing 20 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary (IEV) online I E C pu bl i cati on s s earch - www i ec ch /s earch pu b I E C G l os s ary - s td i ec ch /g l os s ary The advanced search enables to find IEC publications by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, replaced and withdrawn publications 65 000 electrotechnical terminology entries in English and French extracted from the Terms and Definitions clause of IEC publications issued since 2002 Some entries have been collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and CISPR I E C J u st P u bl i s h ed - webs tore i ec ch /j u s u bl i s h ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C C u s to m er S ervi ce C en tre - webs tore i ec ch /cs c If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch A propos d e l ' I E C La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des Normes internationales pour tout ce qui a trait l'électricité, l'électronique et aux technologies apparentées A propos d es p u bl i cati on s I E C Le contenu technique des publications IEC est constamment revu Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié C atal og u e I E C - webs tore i ec ch /catal og u e Application autonome pour consulter tous les renseignements bibliographiques sur les Normes internationales, Spécifications techniques, Rapports techniques et autres documents de l'IEC Disponible pour PC, Mac OS, tablettes Android et iPad Rech erch e d e pu bl i cati o n s I E C - www i ec ch /s earch p u b La recherche avancée permet de trouver des publications IEC en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, comité d’études,…) Elle donne aussi des informations sur les projets et les publications remplacées ou retirées I E C J u st P u bl i s h ed - webs tore i ec ch /j u s u bl i s h ed Restez informé sur les nouvelles publications IEC Just Published détaille les nouvelles publications parues Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email Copyright International Electrotechnical Commission E l ectroped i a - www el ectroped i a org Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et électriques Il contient 20 000 termes et définitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes ộquivalents dans langues additionnelles Egalement appelé Vocabulaire Electrotechnique International (IEV) en ligne G l os s re I E C - s td i ec ch /g l os s ary 65 000 entrées terminologiques électrotechniques, en anglais et en franỗais, extraites des articles Termes et Dộfinitions des publications IEC parues depuis 2002 Plus certaines entrées antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC S ervi ce C l i en ts - webs tore i ec ch /cs c Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions contactez-nous: csc@iec.ch I E C 61 0 -4-9 ® Edition 2.0 201 6-07 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE colour in sid e BASIC EMC PUBLICATION PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM E l ectrom ag n eti c com pati bi l i ty (E M C ) – P art 4-9 : Tes ti n g an d m eas u rem en t tech n i q u es – I m pu l s e m ag n eti c fi el d i m m u n i ty tes t C om pati bi l i té él ectrom ag n éti q u e (C E M ) – Parti e 4-9 : Tech n i q u e s d ' es s et d e m es u re – E s s d ' i m m u n i té au ch am p m ag n éti q u e i m pu l s i on n el INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 33.1 00.20 ISBN 978-2-8322-3502-7 Warn i n g ! M ake s u re th at you ob tai n ed th i s pu bl i cati on from an au th ori zed d i s tri bu tor Atten ti on ! Veu i l l ez vou s as s u rer q u e vou s avez o bten u cette pu bl i cati on vi a u n d i s tri b u teu r ag réé ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission Copyright International Electrotechnical MarqueCommission déposée de la Commission Electrotechnique Internationale –2– I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 CONTENTS FOREWORD I NTRODUCTI ON Scope and object Normative references Terms, definitions and abbreviated terms Terms and definitions Abbreviated terms General 1 Test levels 1 Test instrumentation General Combination wave generator 2.1 General 2.2 Performance characteristics of the generator 2.3 Calibration of the generator I nduction coil 3.1 Field distribution 3.2 Characteristics of the standard induction coils of m × m and m × 2, m Calibration of the test system Test setup Test equipment Verification of the test instrumentation Test setup for impulse magnetic field applied to a table-top EUT Test setup for impulse magnetic field applied to a floor standing EU T 7 Test setup for impulse magnetic field applied in-situ 8 Test procedure General Laboratory reference conditions 2.1 Climatic conditions 2.2 Electromagnetic conditions Execution of the test 9 Evaluation of test results 20 Test report 20 Annex A (informative) Characteristics of non standard induction coils 22 A General 22 A Determination of the coil factor 22 A 2.1 General 22 A 2.2 Coil factor measurement 22 A 2.3 Coil factor calculation 23 A Magnetic field measurement 23 A Verification of non standard induction coils 24 Annex B (informative) I nformation on the field distribution of standard induction coils 25 B General 25 B m × m induction coil 25 Copyright International Electrotechnical Commission I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 –3– m × 2, m induction coil with reference ground plane 26 m × 2, m induction coil without reference ground plane 28 (informative) Selection of the test levels 29 (informative) Measurement uncertainty (MU) considerations 31 General 31 Legend 31 Uncertainty contributors to the surge current and to the surge magnetic field measurement uncertainty 32 D.4 Uncertainty of surge current and surge magnetic field calibration 32 D General 32 D Front time of the surge current 32 D Peak of the surge current and magnetic field 34 D 4 Duration of the current impulse 35 D Further MU contributions to time measurements 36 D Rise time distortion due to the limited bandwidth of the measuring system 36 D I mpulse peak and width distortion due to the limited bandwidth of the measuring system 37 D.5 Application of uncertainties in the surge generator compliance criterion 38 Annex E (informative) Mathematical modelling of surge current waveforms 39 E General 39 E Normalized time domain current surge (8/20 µ s) 39 Annex F (informative) Characteristics using two standard induction coils 42 F General 42 F Particular requirements for calibration 42 F Field distribution of the double induction coil arrangement 43 Annex G (informative) 3D numerical simulations 45 G General 45 G Simulations 45 G Comments 45 Bibliography 53 B B Annex C Annex D D.1 D.2 D.3 Figure – Simplified circuit diagram of the combination wave generator Figure – Waveform of short-circuit current (8/20 µ s) at the output of the generator with the µ F capacitor in series Figure – Example of a current measurement of standard induction coils Figure – Example of test setup for table-top equipment showing the vertical orthogonal plane Figure – Example of test setup for floor standing equipment showing the horizontal orthogonal plane Figure – Example of test setup for floor standing equipment showing the vertical orthogonal plane Figure – Example of test setup using the proximity method Figure A.1 – Rectangular induction coil with sides a + b and c 23 Figure A.2 – Example of verification setup for non standard induction coils 24 Figure B.1 – + dB isoline for the magnetic field strength (magnitude) in the x-y plane for the m × m induction coil 25 Copyright International Electrotechnical Commission –4– I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 Figure B.2 – + dB and –3 dB isolines for the magnetic field strength (magnitude) in the x - z plane for the m × m induction coil 26 Figure B.3 – + dB isoline for the magnetic field strength (magnitude) in the x - z plane for the m × 2, m induction coil with reference ground plane 27 Figure B.4 – + dB and -3 dB isolines for the magnetic field strength (magnitude) in the x-y plane for the m × 2,6 m induction coil with reference ground plane 27 Figure B.5 – + dB isoline for the magnetic field strength (magnitude) in the x - y plane for the m × 2, m induction coil without reference ground plane 28 Figure B.6 – + dB and –3 dB isolines for the magnetic field strength (magnitude) in the x - z plane for the m × 2, m induction coil without reference ground plane 28 Figure E.1 – Normalized current surge (8/20 µ s): Width time response Tw 40 Figure E.2 – Normalized current surge (8/20 µ s): Rise time response Tr 40 Figure E.3 – Current surge (8/20 µ s): Spectral response with ∆ f = kHz 41 Figure F.1 – Example of a test system using double standard induction coils 42 Figure F.2 – + 3dB isoline for the magnetic field strength (magnitude) in the x - y plane for the double induction coil arrangement (0,8 m spaced) 44 Figure F.3 – + dB and –3 dB isolines for the magnetic field strength (magnitude) in the x - z plane for the double induction coil arrangement (0,8 m spaced) 44 Figure G.1 – Current and H-field in the centre of the m × m induction coil 46 Figure G.2 – Hx -field along the side of m × m induction coil in A/m 46 Figure G.3 – Hx -field in direction x perpendicular to the plane of the m × m induction coil 47 Figure G.4 – Hx -field along the side in dB for the m × m induction coil 47 Figure G.5 – Hx -field along the diagonal in dB for the m × m induction coil 48 Figure G.6 – Hx -field plot on y - z plane for the m × m induction coil 48 Figure G.7 – Hx -field plot on x - y plane for the m × m induction coil 49 Figure G.8 – Hx -field along the vertical middle line in dB for the m × 2, m induction coil 49 Figure G.9 – Hx -field 2D plot on y - z plane for the m × 2,6 m induction coil 50 Figure G.1 – Hx -field 2D plot on x - y plane at z = 0, m for the m × 2,6 m induction coil 50 Figure G.1 – H elmholtz setup: Hx -field and 2D plot for two m × m induction coils, 0, m spaced 51 Figure G.1 – H elmholtz setup: Hx -field and 2D plot for two m × m induction coils, 0, m spaced 52 Table – Test levels 1 Table – Definitions of the waveform parameters 8/20 µ s Table – Specifications of the waveform time parameters of the test system Table – Specifications of the waveform peak current of the test system Table D – Example of uncertainty budget for surge current front time ( Tf) 33 Table D – Example of uncertainty budget for the peak of surge current ( IP ) 34 Table D – Example of uncertainty budget for current impulse width ( Td ) 35 Table D – α factor (see equation (D.1 0)) of different unidirectional impulse responses corresponding to the same bandwidth of system B 37 Table D – β factor (equation (D.1 4)) of the standard current surge waveform 38 Table F.1 – Specifications of the waveform peak current of this test system 43 Copyright International Electrotechnical Commission I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 –5– I NTERNATIONAL ELECTROTECHNI CAL COMMI SSI ON E L E C T RO M AG N E T I C C O M P AT I B I L I T Y ( E M C ) – P a rt - : T e s t i n g a n d m e a s u re m e n t t e c h n i q u e s – I m p u l s e m a g n e t i c fi e l d i m m u n i t y t e s t FOREWORD ) The I ntern ati onal El ectrotechnical Commi ssi on (I EC) is a worl d wid e org anizati on for standard izati on comprisi ng all nati onal electrotech nical committees (I EC N ational Comm ittees) Th e object of I EC i s to promote i nternati on al co-operati on on al l q u esti ons cernin g standard izati on i n the el ectrical and el ectronic fi el ds To this end an d in ad di ti on to other acti vi ti es, I EC pu blish es I nternati onal Stan d ards, Technical Speci fi cati ons, Technical Reports, Pu bl icly Avail abl e Specificati ons (PAS) and Gu i d es (hereafter referred to as “I EC Pu blicati on(s)”) Their preparati on is entru sted to technical committees; any I EC N ati onal Committee i nterested i n the subject d eal t wi th may parti ci pate i n thi s preparatory work I nternati onal , governmental and n ongovernm ental organizations l iaisi ng wi th the I EC al so participate i n this preparati on I EC coll aborates cl osel y wi th th e I n ternational Organizati on for Stand ard izati on (I SO) i n accordan ce wi th cond i ti ons d etermined by agreement between th e two org anizati ons 2) Th e form al d ecision s or ag reements of I EC on technical m atters express, as n earl y as possibl e, an i nternati onal consensus of opi ni on on the rel evan t su bjects si nce each technical committee has represen tati on from all i nterested I EC N ati onal Commi ttees 3) I EC Pu blications have th e form of recommend ati ons for internati onal u se and are accepted by I EC N ati onal Comm ittees i n th at sense While all reasonabl e efforts are mad e to ensu re that the technical conten t of I EC Pu blicati ons is accu rate, I EC cann ot be hel d responsi bl e for the way in wh i ch they are used or for an y misin terpretati on by any end u ser 4) I n ord er to promote i nternational u ni formi ty, I EC N ati onal Commi ttees u nd ertake to appl y I EC Publicati ons transparen tl y to the maximum extent possibl e i n thei r nati onal and regi on al pu blicati ons Any d i vergence between an y I EC Pu bl icati on and the correspond i ng nati onal or region al publi cation shal l be cl earl y i ndi cated in the l atter 5) I EC i tsel f d oes n ot provi d e any attestation of conformity I nd epend ent certi ficati on bodies provi d e conformity assessment services an d , in some areas, access to I EC marks of conformi ty I EC i s not responsi bl e for an y services carried ou t by i nd epend en t certi fication bodi es 6) All users sh ould ensu re that they h ave the l atest edi ti on of this pu blicati on 7) N o li abili ty shal l attach to I EC or i ts di rectors, empl oyees, servan ts or agents in clu di ng i nd ivi du al experts and members of i ts technical commi ttees and I EC N ati on al Committees for an y person al i nju ry, property d amage or other d amage of any natu re whatsoever, wh eth er di rect or i nd i rect, or for costs (i nclud i ng l egal fees) an d expenses arising ou t of the pu bli cati on, use of, or rel iance u pon, this I EC Pu bl ication or any oth er I EC Pu blicati ons 8) Attention is d rawn to the N orm ative references cited i n this pu bl icati on U se of the referenced pu blicati ons is i ndi spensabl e for the correct appli cati on of this publicati on 9) Attention is d rawn to th e possibili ty that some of the el ements of thi s I EC Pu bl icati on may be the su bj ect of patent ri ghts I EC sh al l not be held responsi bl e for i d en ti fyi ng any or all su ch patent ri ghts I nternational Standard I EC 61 000-4-9 has been prepared by subcommittee 77B: High frequency phenomena, of I EC technical committee 77: Electromagnetic compatibility I t forms Part 4-9 of the I EC 61 000 series I t has the status of a basic EMC publication in accordance with I EC Guide 07 This second edition cancels and replaces the first edition published in 993 and Amendment : 2000 This edition constitutes a technical revision This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition: a) new Annex B on induction coil field distribution; b) new Annex D on measurement uncertainty; c) new Annex E on mathematical modeling of surge waveform; Copyright International Electrotechnical Commission –6– I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 d) new Annex F on characteristics using two standard induction coils; e) new Annex G on 3D numerical simulations; f) coil factor calculation and calibration using current measurement have been addressed in this edition The text of this standard is based on the following documents: CDV Report on voti ng 77B/728/CDV 77B/745A/RVC Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on voting indicated in the above table This publication has been drafted in accordance with the ISO/I EC Directives, Part A list of all parts in the I EC 61 000 series, published under the general title Electromagnetic compatibility (EMC) , can be found on the IEC website The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until the stability date indicated on the I EC website under "http: //webstore iec.ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be • • • • reconfirmed, withdrawn, replaced by a revised edition, or amended I M P O R T AN T – T h e ' c o l o u r i n s i d e ' th a t it c o n ta i n s u n d e rs t a n d i n g c o l o u r p ri n t e r Copyright International Electrotechnical Commission of c o l o u rs i ts wh i ch co n te n ts l og o a re U s e rs on t h e c o ve r p a g e o f t h i s c o n s i d e re d sh ou l d to t h e re fo re be p u b l i ca ti o n u s e fu l p ri n t th i s fo r i n d i c a te s th e d ocu m en t c o rre c t using a I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 –7– I NTRODUCTION I EC 61 000 is published in separate parts according to the following structure: P a rt : G e n e l General considerations (introduction, fundamental principles) Definitions, terminology P a rt : E n vi ro n m e n t Description of the environment Classification of the environment Compatibility levels P a rt : Li m i ts Emission limits I mmunity limits (insofar as they not fall under the responsibility of the product committees) P a rt : T e s t i n g a n d m e a s u re m e n t t e c h n i q u e s Measurement techniques Testing techniques P a rt : I n s ta l l a ti o n an d m i ti g a ti o n g u i d e l i n e s I nstallation guidelines Mitigation methods and devices P a rt : G e n e ri c s t a n d a rd s P a rt : M i s ce l l an e ou s Each part is further subdivided into several parts, published either as international standards or as technical specifications or technical reports, some of which have already been published as sections Others will be published with the part number followed by a dash and a second number identifying the subdivision (example: I EC 61 000-6-1 ) This part is an international standard which gives immunity requirements and test procedures related to "pulse magnetic field" Copyright International Electrotechnical Commission –8– I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 E L E C T RO M AG N E T I C C O M P AT I B I L I T Y ( E M C ) – P a rt - : T e s t i n g a n d m e a s u re m e n t t e c h n i q u e s – I m p u l s e m a g n e t i c fi e l d i m m u n i t y t e s t S cope an d obj ect This part of I EC 61 000 specifies the immunity requirements, test methods, and range of recommended test levels for equipment subjected to impulse magnetic disturbances mainly encountered in: – – – – industrial installations, power plants, railway installations, medium voltage and high voltage sub-stations The applicability of this standard to equipment installed in different locations is determined by the presence of the phenomenon, as specified in Clause This standard does not consider disturbances due to capacitive or inductive coupling in cables or other parts of the field installation Other I EC standards dealing with conducted disturbances cover these aspects The object of this standard is to establish a common reference for evaluating the immunity of electrical and electronic equipment when subjected to impulse magnetic fields The test method documented in this part of I EC 61 000 describes a consistent method to assess the immunity of an equipment or system against a defined phenomenon N OTE As d escribed in I EC Gu i d e 07, thi s i s a basic EMC pu blicati on for u se by prod u ct committees of th e I EC As al so stated i n Gu i d e 07, th e I EC prod u ct commi ttees are responsi ble for d etermi ning whether this i mmu ni ty test stand ard is appl i ed or n ot, an d i f appli ed , they are responsi bl e for d etermini ng the appropriate test l evels and performance cri teri a TC 77 and i ts su b-commi ttees are prepared to co-operate wi th prod u ct commi ttees i n the eval u ati on of the val u e of particul ar i mmu nity test levels for thei r prod ucts This standard defines: – – – – a range of test levels; test equipment; test setups; test procedures The task of the described laboratory test is to find the reaction of the equipment under test (EUT) under specified operational conditions to impulse magnetic fields caused by switching and lightning effects N o rm a t i v e re fe re n c e s The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application For dated references, only the edition cited applies For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies I EC 60050 (all parts), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) (available at www.electropedia org) Copyright International Electrotechnical Commission – 98 – I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 Annexe F (informative) Caractéristiques utilisant deux bobines d'induction normalisées F.1 Généralités L'Annexe F donne un exemple de bobines de Helmholtz utilisant deux bobines d'induction normalisées de m × m connectées en parallèle au générateur d'ondes combinées Cette double bobine d'induction peut être utilisée pour obtenir un champ plus homogène et soumettre essai des EUT plus importants Le volume d'essai des doubles bobines d'induction normalisées de m 0, m est défini l'Article F.3 F.2 × m espacées de Exigences particulières en matière d'étalonnage Les caractéristiques de ce système d'essai peuvent être étalonnées l'aide d'une mesure du courant décrite la Figure F.1 I l convient de mesurer le courant dans les deux bobines, et il convient qu'ils soient identiques Le courant de sortie peut être vérifié avec le générateur connecté aux deux bobines d'induction normalisées Pour satisfaire la spécification donnée au Tableau pour la bobine d'induction normalisée de m × m, un condensateur externe (1 µ F par exemple) en série peut être exigé Le condensateur peut être incorporé dans le générateur La connexion est assurée par des conducteurs torsadés de section appropriée jusqu'à m de long Il convient d'utiliser des longueurs de câble identiques pour alimenter les deux bobines et assurer une bonne distribution du courant Il convient de vérifier le courant dans les deux bobines pour que l'orientation du champ H soit la même Oscill oscope i i Sond e d e cou rant d e l 'atténu ateu r Générateu r d 'on d es d e choc i ≈ i Longu eu r ég al e d e tou s l es câbl es M il ieu d es d eux bobi nes IEC Figure F.1 – Exemple de système d'essai utilisant des bobines d'induction doubles normalisées Copyright International Electrotechnical Commission I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 – 99 – Les spécifications données au Tableau F peuvent être vérifiées pour tous les niveaux d'essai applicables Tableau F.1 – Spécifications du courant de crête de forme d'onde de ce système d'essai Niveau d'essai Courant de crête I ± % dans chaque bobine Xa non applicabl e non applicabl e 06 31 064 Spéci al /0, 94 A N OTE La val eu r 0, 94 est le facteu r de bobin e mesu ré et si mu l é au mi li eu d es d eu x bobi nes N OTE U n gén érateu r d 'ond es combi nées avec d es capacités supéri eu res d 'ali mentati on él ectri q ue cell es exi gées pou r l es n iveau x d 'essai d e l 'I EC 61 000-4-5 peu t s'avérer nécessai re pou r procéd er au x essais aux ni veau x d 'essai ou X a "X" peu t être un n iveau su périeu r, in féri eu r ou i ntermédi re au x au tres ni veau x Le niveau d oi t être spécifi é d ans la spéci fi cati on correspond ante d e l 'éq ui pem ent Si un transformateur de courant (sonde) est utilisé pour mesurer le courant de court-circuit, il convient de le choisir de sorte que la saturation du noyau magnétique ne se produise pas I l convient que la fréquence de coupure basse (-3 dB) de la sonde soit inférieure 00 Hz I l convient de procéder l'étalonnage avec une sonde de courant et un oscilloscope ou autre instrument de mesure équivalent d'une largeur de bande minimale de MHz F.3 Distribution du champ de la disposition de bobine d'induction double L'Article F.3 donne des informations relatives la taille maximale d'un EUT et son emplacement dans la disposition de bobine double Selon la partie principale de la norme, l'EUT doit se trouver l'intérieur d'un volume, dans lequel l'amplitude de l'intensité du champ magnétique est dans la limite de ± dB de l'intensité du champ, au centre de la disposition de bobine double Pour les calculs du champ, la section finie des conducteurs de bobine est ignorée (approximation de fils fins) Les calculs ont été réalisés pour deux bobines d'induction normalisées de m × m espacées de 0,8 m Les isolignes + dB et –3 dB pour l'intensité du champ magnétique (amplitude) sont présentées la Figure F pour le plan x-y et la Figure F.3 pour le plan x-z La taille maximale de l'EUT est la suivante: largeur × longueur × hauteur = 0, m × 0, m × , m Copyright International Electrotechnical Commission – 00 – I EC 61 000-4-9: 201 Taill e maxi male d e l’ EU T (l argeu r × l ongu eu r = 0, m Pl an Plan z y pou r x-y z = + 0, m z =0m +3 d B x-y pou r IEC 201 × 0, m) –3 d B x Plan x-y pou r z = –0, m dB +3 d B IEC F i g u re F – I s o l i g n e pl an x- y + d B p o u r l ' i n te n s i té d u c h a m p m a g n é ti q u e ( a m p l i tu d e ) d a n s l e p o u r l a d i s p o s i ti o n d e b o b i n e d ' i n d u c ti o n d ou bl e (es pacée d e , m Tail l e maxi male d e l’ EU T (l argeu r × hau teu r = 0, m × , m) –3 d B z +3 d B y x dB Pl an x-z pou r y =0m IEC F i g u re F – I s o l i g n e s d an s l e pl an Copyright International Electrotechnical Commission x-z + d B e t –3 d B p o u r l ' i n t e n s i t é d u c h a m p m a g n é t i q u e ( a m p l i t u d e ) p ou r l a d i s p os i ti on d e bo b i n e d ' i n d u cti o n d ou b l e (es p acée d e , m ) I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 – 01 – Annexe G (informative) Simulations numériques 3D G.1 Généralités Dans l'Annexe G, des informations sont données concernant les distributions de champ H l'intérieur et l'extérieur des bobines, dans le cadre d'essais réalisés l'aide de simulations numériques 3D dans le domaine temporel (résultats dynamiques) et le domaine fréquentiel (tracé numérique 2D du champ H ) en complément des tracés 2D de l'Annexe B (résultats statiques) G.2 Simulations Les simulations des Figures G.1 G sont réalisées comme suit: • Les bobines sont excitées par une source de courant idéale (voir le symbole "accès") dont • • • • la forme d'onde mathématique est telle que définie l'Annexe E de la présente norme et normalisée A Deux conducteurs de forme extrêmes de la bobine sont pris en compte: l'un rectangulaire de cm × cm (présenté l'Annexe G) et un fil rond de mm de rayon (les résultats ne sont pas indiqués par souci de concision) Des mailles par défaut sont utilisées pour accélérer le calcul des tracés de la Figure G et de la Figure G Pour les autres figures, des mailles optimisées sont utilisées pour une meilleure précision L'amplitude de champ H est indiquée par Hx i , où x indique que la composante de champ H étudiée est parallèle l'axe x , alors que l'indice i correspond la position de sonde de champ H entre le centre de la boucle et la dernière position extrême Les tracés du champ H 2D sont calculés une fréquence de MHz, dB se rapportant A/m G.3 Commentaires Les commentaires suivants ont été pris en compte en fonction des figures • La forme d'onde de champ H calculée est identique celle de la source de courant de la • • • • • • bobine Très peu de différences peuvent être notées avec des formes d'onde de champ H calculées avec deux formes de conducteur extrêmes pour la même taille de bobine Au centre des bobines, le facteur de bobine d'induction est respectivement de 0,90 m -1 et 0,65 m -1 pour les bobines carrées et rectangulaires ce qui, d'un point de vue pratique, ne dépend pas de la forme du conducteur de bobine I l est également confirmé par des simulations transitoires que la variation du champ H est inférieure + dB pour les zones présentées l'Annexe B I l est indiqué et quantifié que le champ H augmente rapidement lorsque la sonde utilisée pour le calcul du champ H approche les conducteurs de la bobine La valeur du champ H l'extérieur de la boucle est d'environ 20 dB 40 dB (1 /1 /1 00) inférieure celle du champ au centre de la boucle I l convient d'en tenir compte pour la méthode d'essai de proximité Pour la disposition de bobine d'induction double, espacée de 0,6 m (montage de Helmoltz), le facteur de bobine au centre d'une bobine et entre les deux bobines est Copyright International Electrotechnical Commission – 02 – I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 respectivement de: ,1 m -1 et ,20 m -1 Si l'espacement est de 0,8 m, le facteur est respectivement de: , 07 m -1 et 0, 94 m -1 Cou rant (A) ,0 0, 10 20 Tem ps 10 Ch amp H (A/m) 20 ( 30 40 50 30 40 50 µ s) –0, –1 , IEC N OTE L'amplitu d e du ch amp Hx l 'intéri eu r d e la boucl e est n égative en raison des d i recti ons d e son d e choisi es Figure G.1 – Courant et champ H au centre de la bobine d'induction de m × m 0m Y Z 0, m H X Champ H (A/m) Extéri eu r –1 –2 –3 ,2 m I ntéri eu r 0, 0, 0, 0, Distance (m) ,0 ,2 IEC Figure G.2 – Champ Hx le long de la bobine d'induction de m × m, en A/m Copyright International Electrotechnical Commission I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 – 03 – 0m Champ H (A/m) Y Z X H ,0 m –0, –1 , 0 Distance (m) 2, m IEC Figure G.3 – Champ Hx dans le sens x perpendiculaire au plan de la bobine d'induction de m × m 10 0m 0, m Y H Z Zone ± d B –5 Cond u cteu r ∆ H (d B) –1 X –1 0, 0, 0, 0, 0, Distance d (m) 0, 0, 0, ∆ H (d B) = 20 log (| Hd | ) – 20 log (| Hd = 0m | ) 0, m IEC Figure G.4 – Champ Hx le long du côté, en dB, de la bobine d'induction normalisée de m × m Copyright International Electrotechnical Commission – 04 – I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 ,1 m H 0, 71 m 10 Zon e ± d B –20 Y Z –1 Con d u cteu r 0m ∆ H (d B) X –30 0, 0, 0, Distance 0, d ,0 ,2 (m) ∆ H (d B) = 20 log (| Hd | ) – 20 log (| Hd = 0m | ) IEC Figure G.5 – Champ Hx le long de la diagonale, en dB, de la bobine d'induction de m × m Champ H (f = , 0e + 006; x = 0) _1 (crête) N ormale au plan d e cou pe Posi ti on d u pl an d e cou pe Composant 2D maximu m (A/m) Fréq u en ce Type d e mise l 'échell e : : : : : : , 0, 0 X 3, 78 d B 000 000 Ampl itu d e y z x IEC Figure G.6 – Tracé du champ Hx sur le plan y- z pour la bobine d'induction de m × m Copyright International Electrotechnical Commission I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 – 05 – Tracé maxi mal (crête) N ormale au plan d e cou pe Posi ti on d u pl an d e cou pe Com posant 2D maximu m (A/m) Fréq u ence Type d e mise l 'échell e : : : : : : 0, 0, 0, X 0, 05 d B 000 000 Ampl itu d e y z x IEC Figure G.7 – Tracé du champ Hx sur le plan x- y pour la bobine d'induction de m × m 2, m 10 ∆ H (d B) 2, m H ,0 m Zone ± d B –1 0 0, 0, , , 2, Distance d (m) 2, ∆ H (d B) = 20 log (| Hd | ) – 20 log (| Hd = 0m | ) Y 0m Z X IEC Figure G.8 – Champ Hx le long de la ligne médiane verticale, en dB, de la bobine d'induction de m × 2,6 m Copyright International Electrotechnical Commission – 06 – I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 Tracé maxi mal (crête) N ormale au plan d e cou pe Positi on d u pl an d e cou pe Composant 2D m aximu m (A/m) Fréq u ence Type d e mise l'échell e : : : : : : , 0, 0 X 7, dB 000 000 Ampl itu d e y x z IEC Fi gu re G – Tracé 2D d u ch amp Hx su r l e plan y - z pou r l a bobi n e d 'i n du cti on d e m × 2, m Cham p H (f = , 0e + 006; z = 0, 5) _1 (crête) N ormale au plan d e cou pe Posi ti on d u pl an d e cou pe Composant 2D m aximu m (A/m) Fréq u ence Type d e mise l 'éch ell e : : : : : : 0, 0, 0, X 9, 403 d B 000 000 Ampl itu d e y z x IEC Fi gu re G – Tracé 2D du champ Hx su r le plan x - y z = 0, m pou r la bobi n e d'i nd u cti on de m × 2, m Copyright International Electrotechnical Commission I EC 61 000-4-9: 201 y z I EC 201 – 07 – (m ilieu d 'une bobi ne) = –1 , 77 A/m (m ilieu d e deu x bobi nes) = –1 , 202 A/m; Di fférence = 0, 025 A/m Hx Hx x y z Cham p H (f x = , 0e + 006; y = I 2) _1 [1 0, 0] + [1 0, 0] (crête) N orm ale au plan d e cou pe Posi ti on d u pl an d e cou pe Composant 2D maximu m (A/m ) Fréq u en ce Type d e mise l 'échell e : : : : : : 0, , 0, X 9, 756 d B 000 000 Ampl itu d e Figure G.1 – Montage de Helmholtz: Champ Hx et tracé 2D pour deux bobines d'induction de m × m, espacées de 0,6 m Copyright International Electrotechnical Commission IEC – 08 – y z I EC 61 000-4-9: 201 IEC 201 (mili eu d 'une bobi ne) = –1 , 066 A/m (mili eu de deu x bobi nes) = –0, 941 A/m; Di fférence = 0, 25 A/m Hx Hx x y z Champ H (f = , 0e + 006; y = I 2) _1 [1 0, 0] + [1 0, 0] (crête) N ormale au plan d e cou pe Posi ti on d u pl an d e cou pe Composan t 2D maximu m (A/m) Fréq u en ce Type d e mise l 'échell e : : : : : : 0, , 0, X 9, 465 d B 000 000 Ampl itu d e Figure G.1 – Montage de Helmholtz: Champ Hx et tracé 2D pour deux bobines d'induction de m × m, espacées de 0,8 m Copyright International Electrotechnical Commission x IEC I EC 61 000-4-9: 201 I EC 201 – 09 – Bibliographie I EC TR 61 000-1 -6:201 2, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 1-6: General – Guide to the assessment of measurement uncertainty (disponible en anglais seulement) I EC 61 000-4-5, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4-5: Techniques d'essai et de mesure – Essai d'immunité aux ondes de choc IEC Guide 07, Compatibilité électromagnétique - Guide pour la rédaction des publications sur la compatibilité électromagnétique I EEE Std C62.45-2002, IEEE Recommended Practice on Surge Testing for Equipment Connected to Low-Voltage (1000 V and Less) AC Power Circuits (disponible en anglais seulement) Copyright International Electrotechnical Commission Copyright International Electrotechnical Commission Copyright International Electrotechnical Commission INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSI ON 3, rue de Varembé PO Box 31 CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel: + 41 22 91 02 1 Fax: + 41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Copyright International Electrotechnical Commission