1. Крупнейшим международным событием явилось принятие ЕЭС в 1989 году Директивы ЭМС, которая претерпела ряд корректировок в последующие годы; в частности, в 2000 г. был сформулирован так называемый "новый подход". Цель Директивы ЭМС - унифицировать свойства помехоэмиссии и помехоустойчивости в странах Евросоюза (некий аналог правил дорожного движения).
2. Суть Директивы ЭМС:
- Область применения; заявление о существенных требованиях.
- Метод, с использованием которого можно реализовать существенные требования.
- Способ, с использованием которого можно осуществить доказательство соответствия; знак соответствия – СЄ.
- Допустимые переходные условия.
- Защитная процедура по удалению негодной продукции с рынка.
3. В основе директивы ЭМС лежит идея параметрического разделения уровней эмиссии помех источниками и чувствительности к помехам рецепторов (рис.1).
Рис. 1. Интервалы ЭМС
Рис. 2 Пути к достижению соответствия
Организации, ответственные за подготовку стандартов по ЭМС
для целей Директивы ЭМС
МЭК – Международная электротехническая комиссия;
ККЭМС – консультативный комитет по ЭМС;
СИСПР – Международный специальный комитет по радиопомехам;
СЕНЕЛЕК – Европейский комитет по стандартизации в области электротехники;
ЕТСИ – Европейский институт телекоммуникационных стандартов;
СЕН – Европейская организация по стандартизации;
ТК – технический комитет; ПК подкомитет; РГ – рабочая группа; ЕН – европейский стандарт; ЕТС – стандарт разработан институтом ЕТСИ
· Международная электротехническая комиссия (МЭК) образована в 1906 г. В 1999 г. включала 41 страну. Состоит из технических комитетов (ТК), среди которых полностью занимаются ЭМС два ТК: ТК 77 и СИСПР (Международный специальный комитет по радиопомехам, аббревиатура от французского названия ТК). Оба эти комитета содержат подкомитеты (ТК 77 содержит 3 ПК: ПК 77 А - низкочастотные электромагнитные явления, ПК 77 В - высокочастотные электромагнитные явления, ПК 77 С - устойчивость к электромагнитным импульсам высотного ядерного взрыва); СИСПР - 8 ПК). ТК 77 и ПК 77 содержат рабочие группы.
· Главным результатом ТК 77 и СИСПР являются стандарты под названием МЭК 61000-Х и СИСПР - ХХ. Эти стандарты вбирают в себя достижения людей на момент составления стандартов. Методы и средства измерений помех, испытаний на помехоустойчивость, нормативы, методики - всё это можно найти в стандартах по ЭМС. Стандартов огромное количество, и они постоянно находятся в развитии. Если все сделано по стандартам, но ЭМС не выполняется, значит, стандарты не подходят к конкретному случаю, или они требуют уточнения. Курс "ЭМС и СЗ" - это введение к пониманию стандартов. В изучении стандартов есть проблема: зачастую отсутствует пояснение, каким образом получен тот или иной норматив.
Рис. 3 Структура ТК 77 МЭК
· СЕНЕЛЕК (Европейский комитет по стандартизации в области электротехники) - разрабатывает стандарты для реализации Директивы ЭМС. Стандарты ЕН 55011,ЕН 55014, ЕН 55022.
· ЕТСИ (Европейский институт телекоммуникационных стандартов) тоже частично связан с разработкой стандартов ЭМС для телекоммуникационного оборудования.
Сейчас для соблюдения существенных требований Директивы ЭМС в Европе применяется около 140 стандартов. В их число входят 80 ЕN и свыше 50 ETS стандартов. Для приложений к различным условиям используются уровни жесткости испытаний. В уровнях жесткости содержится значительная доля субъективизма. Вопрос адекватности при испытаниях на помехозащищенность не закрыт.
В России стандартизацией, сертификацией продукции, аккредитацией испытательных лабораторий и центров, метрологией и государственным надзором занимался Госстандарт в лице его органов и специализированных институтов. В связи с международными требованиями по разделению указанных функций между независимыми организациями происходит реформирование этой структуры и разделение полномочий. Наблюдается сближение подходов различных стран в области организации сертификации продукции. Технический регламент по ЭМС совместно с Федеральным законом «О техническом регулировании» образует правовые основы обеспечения ЭМС в России. Порядок регулирования в этой области будет приближаться к положениям Директивы Совета ЕС 89/336.
Существенные требования по электромагнитной совместимости в Техническом регламенте установлены в следующей форме: Технические средства должны быть изготовлены таким образом, чтобы электромагнитные помехи, создаваемые ими, не превышали уровня, обеспечивающего функционирование других технических средств в соответствии с назначением. Технические средства также должны иметь достаточный уровень собственной устойчивости к электромагнитным помехам, обеспечивающий их функционирование в соответствии с назначением. Электромагнитные помехи в электрических сетях общего назначения (качество электроэнергии) не должны превышать уровня, обеспечивающего функционирование в соответствии с назначением технических средств, получающих питание от этих сетей.
Рассмотрим подробнее отмеченные моменты.
Важная особенность стандартов в области ЭМС состоит в необходимости координации на международном уровне. Это относится не только к унификации номенклатуры нормируемых показателей и конкретных стандартных значений, но и к унификации методик тестирования. В настоящее время в связи с известными процессами международной экономической интеграции вопросы унификации национальных стандартов приобретают важнейшее значение. Ведется планомерная работа в этом направлении (процесс получил название «гармонизация стандартов»).
Используемая в мировой практике система стандартизации параметров ЭМС в настоящее время охватывает большинство категорий технических средств, определяя стандартные требования в части уровней создаваемых помех и восприимчивости к ним. Сложившаяся (и продолжающая развиваться) система стандартизации включает Международную и национальную (стандарты стран) документацию. Как национальное, так и международное регулирование в области ЭМС может быть классифицировано на обязательное и добровольное. Международная нормативно-техническая документация (НТД) в области ЭМС в настоящее время, как правило, имеет рекомендательный характер для большинства охватываемых ею ситуаций. Тем не менее, для отдельных групп аппаратуры и параметров ЭМС существуют нормативные требования, обязательные либо для всех стран, либо для стран с объединенной экономикой, например Европейского Союза (ЕС)). Национальная документация стран предусматривает обязательное применение, а национальные стандарты имеют силу закона.
Рассмотрим несколько подробнее особенности международного и национального нормирования показателей ЭМС различных средств.
Интернациональный характер проблемы ЭМС определяет необходимость в координированной технической политике в области ЭМС, в том числе при стандартизации показателей ЭМС.
Вопросы регулирования, а также нормирования показателей ЭМС широкого круга аппаратуры охватываются деятельностью ряда международных организаций:
• Международный союз электросвязи (МСЭ) является учреждением ООН. В области ЭМС деятельность МСЭ, в основном, заключается в различных вопросах распределения радиовещательного ресурса. В круг его интересов также входят вопросы обеспечения условий, при которых на территориях стран - членов МСЭ - не превышается допустимый уровень радиопомех. МСЭ имеет в своем составе ряд комитетов с четко оговоренной направленностью их работы. Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ) изучает технические и эксплуатационные вопросы применительно к радиотелекоммуникационным системам. Международный консультативный комитет по радио (MKKP) в сферу своей деятельности включает регламентацию таких параметров как полосы пропускания, отклонение частоты, уровни побочных излучений и др.
• Международная электротехническая комиссия (МЭК), основанная в 1906 г., представляет одну из ведущих международных организаций, обобщающую опыт по ослаблению индустриальных радиопомех от различного оборудования. В составе МЭК имеется ряд комитетов и подкомитетов, занимающихся различными видами электротехнического и электронного оборудования. Так, администрации МЭК подчиняется СИСПР (Международного специального комитета по радиопомехам), созданному в 1934 г. и являющегося членом МЭК с 1950 г. Задача этого комитета состоит в разработке международных нормативов в области подавления радиопомех. В сфере интересов СИСПР находятся следующие вопросы: оборудование и методы измерения радиопомех, предельные нормы на уровне радиопомех, предельные нормы на уровни восприимчивости вещательных и телевизионных приемников. В своей деятельности СИСПР тесно сотрудничает с национальными профильными организациями, а также с рядом международных организаций, в том числе национальными комитетами МЭК, Европейским союзом радиовещания, Международной организацией радио и телевещания, международным союзом железнодорожного транспорта, МККР и др.
Результатом работы МСЭ, МЭК, СИСПР и их комитетов является ряд документов: стандарты МЭК, рекомендации технических комитетов (работа СИСПР отражается в документах, известных под названием «Публикации»).
Стандарты МЭК и публикации СИСПР являются выражением международного опыта в соответствующей области и имеют рекомендательный характер. Страны, члены МЭК, должны стремиться к согласованию национальных стандартов со стандартами МЭК. Стандарты МЭК не могут заменять собой действующие национальные стандарты и иные нормативные документы. Рекомендации МККР также не носят обязательный характер. Однако в большинстве стран стандарты МЭК и рекомендации СИСПР берутся за основу при создании или пересмотре национальных стандартов, насколько позволяют условия каждой страны. На национальном уровне они используются при проведении национальной технической политики в области ЭМС, в том числе при разработке документов, имеющих законную силу.
Для ряда направлений деятельности международные нормативные документы имеют обязательный характер. В первую очередь это относится к региональной технической политике стран, входящих в экономические и политические союзы. Так, тесно сотрудничающая с СИСПР международная организация - Европейский комитет по разработке электротехнических нормативов (CENELEC) охватывает своей деятельностью страны ЕС. Задачей ее является разработка согласующих нормативов, в том числе по ЭМС, принимаемых потом в качестве не только рекомендаций, но и Европейских норм. Так, с 31.12.1991 г. действует Директива 89/336/ЕЕС, которой предусматривается обязательная сертификация по параметрам ЭМС продукции, поступающей на рынки стран ЕЭС.
Другая группа нормативной документации международного характера, имеющей обязательный характер, относится к ряду конкретных областей деятельности. Среди этих документов следует назвать нормы Международной организации гражданской авиации (ИКАО) - документ ДО-160 с требованиями к уровням помех от оборудования и восприимчивости к помехам.
Национальная нормативная документация,
национальные организации по стандартизации параметров ЭМС
Национальная нормативная документация создается и используется отдельными странами в соответствии с проводимой технической политикой и национальными особенностями. Национальная нормативная документация имеет обязательный характер. Как правило, национальное нормирование в области ЭМС следует мировым тенденциям и в максимально возможной мере соответствует Международным стандартам и рекомендациям. Тем не менее, существуют и определенные отличия. В первую очередь это относится к странам с развитым военно-техническим комплексом. В этих странах существуют, по крайней мере, три группы нормативной документации в области ЭМС, относящиеся:
- к различной продукции гражданского назначения широкого применения;
- военной технике;
- определенным группам изделий.
Эти группы стандартов имеют значительные отличия. Основными отличиями военных стандартов является следующее:
- Военные стандарты, как правило, относятся к ситуации, когда большое количество разнородных приборов устанавливается в одном помещении небольшого объема (например, на самолете). Это обстоятельство вынуждает обеспечивать работоспособность оборудования в более жестких условиях. Соответственно ужесточаются нормативные требования к уровням создаваемых помех и восприимчивости к НЭМП. В частности, в военных стандартах регламентируется уровень излучаемых индустриальных помех на меньших расстояниях от источников, по сравнению с аналогичными требованиями к гражданской аппаратуре;
- Более жесткий характер значений нормируемых показателей в ряде случаев приводит к необходимости использования отличающихся методов измерений и измерительной аппаратуры;
- По сравнению с аналогичными требованиями к аппаратуре гражданского применения военные стандарты характеризуются более широким кругом нормируемых параметров ЭМС, а также в ряде случаев использование иных параметров, характеризующих уровни создаваемых помех и подверженность их действию. В частности, в ряде военных стандартов предусматривается контроль пиковых значений индустриальных помех, в то время как в большинстве общегражданских стандартов используется рекомендованный СИСПР усредненный показатель - квазипиковое значение напряжения или напряженности поля.
Наиболее жестким национальным стандартом в области ЭМС является американский стандарт MIL-STD-461/462, относящийся к приборам и изделиям военной промышленности США. Первая его версия появилась в 1960 г., современная - MIL-STD-461/462 в настоящее время является наиболее полным сборником стандартов в области ЭМС (охватывает более 20 параметров ЭМС). Опыт использования стандарта MIL-STD-461/462 активно используется другими странами наряду с международными рекомендациями и стандартами.
Особенности стандартов для конкретных групп изделий определяются главным образом их спецификой, которая заключается в целевом назначении изделий, так и в некоторых случаях повышенным уровнем требований к определенным показателям, в том числе показателям ЭМС. Национальные стандарты, относящиеся к этой группе, в основном соответствуют Международным стандартам и рекомендациям, в ряде случаев при их разработке используется опыт военного нормирования согласно MIL-STD-461/462. Примерами стандартов этой группы служат нормы Американского общества инженеров автомобильной промышленности и транспорта (SAE) - SAE JIII3A, американские стандарты для медицинского оборудования MDS-201-0004 и др.
Созданием и внедрением в практику стандартов ЭМС на национальном уровне занимаются специальные правительственные органы стран. Подготовленные и принятые стандарты становятся обязательными к исполнению на всей территории страны для охватываемых ими групп изделий. Этими органами являются: в США - федеральная комиссия по связи (FCC), в Германии - VDE и т.д. В России вопросы стандартизации являются прерогативой Госстандарта РФ. Основную координирующую роль в стандартизации в области ЭМС играет Государственный центр стандартизации, сертификации и метрологического обеспечения в области ЭМС при ВНИИстандарт Российской Федерации (ГЦМО ЭМС), в состав которого входят Технический комитет и ряд подкомитетов по направлениям техники (радиотехника, средства управления, электронная техника, индустриальные помехи и др.).
Национальная нормативная документация в области ЭМС, действующая в настоящее время на территории РФ, представлена следующими группами:
• Государственные стандарты для гражданской продукции. Действуют как стандарты СССР (они обозначаются ГОСТ (номер) - (год принятия)), стандарты РФ, принятые после 1999 г. (обозначаемые ГОСТ Р(номер) - (год принятия)). В настоящее время действует значительное число ГОСТов, относящихся как к устройствам общего применения, так и к определенным группам изделий. Например, уровни допускаемых индустриальных помех регламентирует ряд стандартов: ГОСТ Р 50033-92, ГОСТ Р 50007-92, ГОСТ 29195-91 и др. ГОСТ 22579-86 регламентирует, в том числе, параметры ЭМС радиостанций с однополосной модуляцией сухопутной подвижной связи, ГОСТ 28279-89 - параметры ЭМС электрооборудования автомобилей и автомобильной бытовой радиоэлектронной аппаратуры и т.д.
• Государственные стандарты, относящиеся к параметрам ЭМС аппаратуры военного назначения, принадлежат соответствующей группе технических средств. В обозначении стандарта присутствует буква «В» (ГОСТ РВ (номер) - (год)).
• Нормы ГКРЧ. В настоящее время не утратили силу нормативные документы, выпущенные в Советском Союзе Государственной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ СССР). Нормы ГКРЧ относятся к продукции широкого круга применения и охватывают параметры, характеризующие радиоизлучения передатчиков, и источники индустриальных помех. Так, Нормы 19-86 и 18-85 - регламентируют ширину полосы частот, внеполосные излучения и побочные излучения радиопередатчиков гражданского назначения; Нормы 14-77 - избирательность телевизионных приемников; Нормы 1-72, 1А-77.... 15-78 и другие - уровни допускаемых индустриальных помех от аппаратуры различного назначения и т.д.
• Отраслевые стандарты (ОСТ). Отраслевыми стандартами определяются номенклатура и значения нормируемых параметров ЭМС на уровне ведомства (министерство, отрасль и т.д.). Отраслевые стандарты имеют силу только в границах ведомственной подчиненности. При этом значения нормируемых показателей, согласно ОСТ не могут не соответствовать показателям ГОСТ для аппаратуры аналогичного назначения. Как правило, отраслевыми стандартами либо регламентируются показатели, не охваченные системой ГОСТ, либо они содержат более жесткие требования к параметрам ЭМС для аппаратуры в соответствующей отрасли. Обозначение отраслевых стандартов: ОСТ (N,) - (N2) - (год принятия). Примерами ОСТ являются ОСТ 1- 00406-80, регламентирующий общие требования ЭМС комплексов радиоэлектронного оборудования самолетов и вертолетов, ОСТ 5. 8134-71 регламентирующий характеристики судовых экранированных кабелей и т.д.
• Стандарты предприятий. В рамках конкретных предприятий, фирм, осуществляющих производство и (или) эксплуатацию электротехнического и радиоэлектронного оборудования, могут существовать стандарты предприятия (обозначаемые СТП (N) - (год)), Сфера действия этого вида НТД ограничивается данной организацией. Стандарты предприятий должны в безусловном порядке соответствовать ГОСТ, нормам ГКРЧ, ОСТ в отношении нормируемых ими показателей. Но они могут предусматривать либо более жесткие нормы, либо включать в число нормируемых другие показатели, не регламентированные на более высоком уровне иерархии.
Сертификация технических средств по требованиям ЭМС
Сертификация любой продукции является одной из действенных мер, гарантирующих достаточные потребительские свойства и безопасность использования, а также способствующих повышению ее конкурентоспособности. Сертифицированные по основным показателям, в том числе по требованиям ЭМС, товары приобретают преимущества при реализации на рынке. Поэтому развитию системы сертификации продукции уделяется большое внимание. Более того, реализация и реклама продукции, для которой предусмотрена обязательная сертификация, запрещается законодательно, а нарушения караются экономическими санкциями. Таким образом, в настоящее время для большинства стран прохождение сертификации является обязательным условием как для продукции, производимой внутри страны, так и импортируемой.
Сертификация продукции по требованиям ЭМС осуществляется в РФ в соответствии с Федеральными законами «О защите прав потребителей», «О поставках продукции и товаров для государственных нужд», «О сертификации продукции и услуг» и др. Система сертификации продукции в РФ создавалась поэтапно. В 1990 г. Госстандарт СССР ввел в действие руководящий документ РД 50-697-90 и ГОСТ 28690-90. В 1991 г. введен ГОСТ 29037-91 «Электромагнитная совместимость технических средств. Сертификационные испытания».
Сертификация продукции (технических средств) по требованиям ЭМС проводится с целью подтверждения ее показателей требованиям полной совокупности нормативных документов, относящихся к продукции данного вида. Центральным органом, ответственным за сертификацию продукции по требованиям ЭМС в РФ, определен Государственный центр стандартизации, сертификации и метрологического обеспечения в области ЭМС (ПДМО ЭМС). Установлен порядок получения сертификатов. Сертификационные испытания проводятся децентрализованными ответственными органами сертификации, использующими установленные схемы ее проведения, принятые в международной практике и обеспечивающие необходимую доказательность сертификации.
Непосредственно испытание продукции на соответствие нормативным требованиям в области ЭМС проводят специальные аккредитованные испытательные лаборатории, которые, в свою очередь, проходят необходимые процедуры аккредитации в соответствии со стандартными правилами (РД 50-697, «Системы сертификации ГОСТ Р») и вносятся в Госреестр испытательных лабораторий «Системы сертификации ГОСТ Р». Технические средства, прошедшие обязательную сертификацию, по требованиям ЭМС приобретают соответствующий документ и право маркировки продукции специальным знаком соответствия СЄ.
Литература
1. ЭМС для разработчиков продукции / Т.Уилльямс – М.: Издательский Дом «Технологии», 2003 г. – 540 с.
2. Седельников Ю.Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств: Учебное пособие. - Казань: ЗАО "Новое знание", 2006. - 304 с.