IEC 61000-4-15:1997

NORME CEI
INTERNATIONALE
61000-4-15
Edition 1.1
2003-02
Edition 1:1997 consolidée par l'amendement 1:2003
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 4:
Techniques d’essai et de mesure –
Section 15: Flickermètre – Spécifications
fonctionnelles et de conception
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Numéro de référence
CEI 61000-4-15:1997+A1:2003(F)

Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de

60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.

Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les

amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2

indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant

l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2

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ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
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• Catalogue des publications de la CEI
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en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications
remplacées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published
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NORME CEI
INTERNATIONALE
61000-4-15
Edition 1.1
2003-02
Edition 1:1997 consolidée par l'amendement 1:2003
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 4:
Techniques d’essai et de mesure –
Section 15: Flickermètre – Spécifications
fonctionnelles et de conception

 IEC 2003 Droits de reproduction réservés
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
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– 2 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION .6

1 Domaine d’application et objet. 8

2 Références normatives . 8

3 Description de l’instrument .10

3.1 Généralités .10

3.2 Module 1 – Adaptateur de tension d’entrée et circuit de vérification de l’étalonnage 10

3.3 Module 2 – Démodulateur quadratique .12
3.4 Modules 3 et 4 – Filtres de pondération, élévation au carré et lissage.12
3.5 Module 5 – Evaluation statistique en temps réel .12
3.6 Sorties .14
4 Spécifications .16
4.1 Réponse analogique .16
4.2 Transformateur d’entrée.18
4.3 Adaptateur de tension .20
4.4 Générateur interne de vérification de l’étalonnage .20
4.5 Démodulateur quadratique .20
4.6 Filtres de pondération .20
4.7 Réponse globale d’entrée en sortie de module 3 .22
4.8 Sélecteur de gammes .22
4.9 Elévateur au carré et filtre passe-bas de lissage.24
4.10 Procédure générale d’analyse statistique.24
4.11 Limites de fonctionnement de l’appareil en température et humidité.26
5 Essais de performances.26
6 Spécifications d’essai de type et d’étalonnage .28
6.1 Généralités .28
6.2 Essais d’isolement et de compatibilité électromagnétique (provisoire).28
6.3 Essais climatiques .30
Annexe A (normative) Techniques d’amélioration de la précision de l’évaluation du flicker .40
Annexe B (informative) Signification de ΔV/V et du nombre de variations de tension .44
Bibliographie .46
Figure 1 – Schéma fonctionnel du flickermètre de la CEI.36
Figure 2 – Représentation schématique de la méthode «permanence à un niveau donné» .38

Figure B.1 − Variation de tension rectangulaire ΔV/V = 40 %, 8,8 Hz, 17,6 variations/seconde .44
Tableau 1 – Réponse normalisée d’un flickermètre pour des fluctuations sinusoïdales
de la tension (amplitude relative de la fluctuation de tension d’entrée ΔV/V pour une
unité de perceptibilité en sortie 5) .16
Tableau 2 – Réponse normalisée d’un flickermètre pour des fluctuations rectangulaires
de la tension (amplitude relative de la fluctuation de tension d’entrée ΔV/V pour une
unité de perceptibilité en sortie 5) .18
Tableau 3 – Plage des tensions d’entrée assignées .18
Tableau 4 – Relation entre les valeurs du sélecteur de gammes et les niveaux de sensation.24
Tableau 5 – Spécifications d’essais pour la classification du flickermètre .26
Tableau 6 – Essais d’isolement pour l’entrée et les raccordements à la source d’alimentation .32
Tableau 7 – Essais pour l’évaluation de l’immunité aux perturbations électromagnétiques.32
Tableau 8 − Valeurs indicatives des paramètres de lampes.22

– 4 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –

Partie 4: Techniques d’essai et de mesure –

Section 15: Flickermètre – Spécifications fonctionnelles

et de conception
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61000-4-15 a été établie par le sous-comité 77A: Phénomènes
basse fréquence, du comité d’études 77 de la CEI: Compatibilité électromagnétique.
Elle constitue la section 15 de la partie 4 de la série CEI 61000. Elle a le statut de publication
fondamentale en CEM en accord avec le guide 107 de la CEI.
La présente version consolidée de la CEI 61000-4-15 comprend la première édition (1997)
[documents 77A/180/FDIS et 77A/190/RVD et son amendement 1 (2003) [documents
77A/389/FDIS et 77A/399/RVD.
Le contenu technique de cette version consolidée est donc identique à celui de l'édition de

base et à son amendement; cette version a été préparée par commodité pour l'utilisateur.
Elle porte le numéro d'édition 1.1.
Une ligne verticale dans la marge indique où la publication de base a été modifiée par
l’amendement 1.
L’annexe A fait partie intégrante de cette norme.
L'annexe B est donnée uniquement à titre d'information.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication de base et de son amendement ne sera
pas modifié avant 2006. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
– 6 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

INTRODUCTION
La CEI 61000-4 fait partie de la série des normes 61000 de la CEI, selon la répartition

suivante:
Partie 1: Généralités
Considérations générales (introduction, principes fondamentaux)

Définitions, terminologie
Partie 2: Environnement
Description de l’environnement

Classification de l’environnement
Niveaux de compatibilité
Partie 3: Limites
Limites d’émission
Limites d’immunité (dans la mesure où elles ne relèvent pas des comités de produit)
Partie 4: Techniques d’essai et de mesure
Techniques de mesure
Techniques d’essai
Partie 5: Guides d’installation et d’atténuation
Guide d’installation
Partie 6: Normes génériques
Méthodes et dispositifs d’atténuation
Partie 9: Divers
Chaque partie est, à son tour, subdivisée en sections qui seront publiées soit sous forme de
normes internationales soit sous forme de rapports techniques.
Ces sections de la CEI 61000-4 seront publiées dans un ordre chronologique et numérotées en
conséquence.
– 8 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –

Partie 4: Techniques d’essai et de mesure –

Section 15: Flickermètre – Spécifications fonctionnelles

et de conception
1 Domaine d’application et objet

La présente section de la CEI 61000-4 traite des spécifications fonctionnelles et de conception
d’un appareil mesurant le flicker, destiné à indiquer le niveau correct de perception du flicker
du flux lumineux (le flicker) pour toutes les formes d’ondes de fluctuation de la tension
rencontrées dans la pratique. On y présente des informations permettant de construire un tel
instrument. Une méthode d’évaluation de la sévérité du flicker est fournie à partir des résultats
obtenus avec des flickermètres en conformité avec cette norme.
Cette section s’appuie en partie sur les travaux du Groupe de Travail « Perturbations » de
l’Union Internationale de l’Electrothermie (UIÉ), en partie sur les travaux d’IEEE et en partie
sur les travaux effectués au sein de la CEI. Dans cette section, les spécifications du
flickermètre ne concernent que des mesures effectuées sous 230 V, 50 Hz et des mesures
effectuées sous 120 V, 60 Hz; les spécifications concernant d’autres tensions et d’autres
fréquences sont à l’étude.
L’objet de la présente section est de fournir les informations nécessaires à la conception et à
la réalisation d’un flickermètre analogique ou numérique. Il ne spécifie pas les valeurs limites
tolérables du flicker.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non
datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60068-2-1:1990, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai A: Froid
CEI 60068-2-2:1974, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essais B: Chaleur sèche
CEI 60068-2-3:1969, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai Ca: Essai continu de
chaleur humide
CEI 60068-2-14:1984, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai N: Variations de
température
CEI 61000-4-2:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 2: Essai d’immunité aux décharges électrostatiques
CEI 61000-4-3:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 3: Essai d’immunité aux champs électromagnétiques rayonnés aux
fréquences radioélectriques
CEI 61000-4-4:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 4: Essais d’immunité aux transitoires électriques rapides en salves

– 10 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

CEI 61000-4-5:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 5: Essai d’immunité aux ondes de choc

CEI 61000-4-6:1996, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 6: Immunité aux perturbations conduites, induites par les champs

radioélectriques
CEI 61000-4-8:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 8: Essai d’immunité au champ magnétique à la fréquence du réseau

CEI 61000-4-9:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 9: Essai d’immunité au champ magnétique impulsionnel

CEI 61000-4-11:1994, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 11: Essais d’immunité aux creux de tension, coupures brèves et
variations de tension
CEI 61000-4-12:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 12: Essai d’immunité aux ondes oscillatoires
CEI 61010-1:1990, Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation,
et de laboratoire – Partie 1: Prescriptions générales
CEI 61326-1:1997, Matériels électriques de mesure de commande et de laboratoire –
Prescriptions relatives à la CEM – Partie 1: Prescriptions générales
CEI 61326-10, – Matériels électriques de mesure de commande et de laboratoire – Prescriptions
relatives à la compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 10: Prescriptions particulières
*
pour les matériels utilisés sur des sites industriels
3 Description de l’instrument
3.1 Généralités
La description ci-dessous concerne principalement une installation analogique.
L’architecture du flickermètre est illustrée par le bloc diagramme de la figure 1. On peut la
diviser en deux parties réalisant chacune l’une des tâches suivantes:
– simulation de la réponse de la chaîne lampe-oeil-cerveau;
– analyse statistique, en temps réel, du signal du flicker et présentation des résultats.
La première tâche est réalisée par les modules 2, 3 et 4 de la figure 1 et la seconde par le

module 5.
3.2 Module 1 – Adaptateur de tension d’entrée et circuit de vérification de l’étalonnage
Ce module contient un générateur de signaux utilisé pour vérifier l’étalonnage du flickermètre
sur le site, ainsi qu’un circuit d’adaptation de tension qui ramène à un niveau interne de
référence la valeur moyenne de la valeur efficace du fondamental de la tension d’entrée. Les
mesures de flicker, exprimées par un rapport donné en pourcentage, peuvent être effectuées,
de cette manière, indépendamment du niveau réel de la tension d’entrée. Des prises sur le
transformateur d’entrée fixent les gammes convenables de la tension d’entrée afin de
maintenir le signal d’entrée de l’adaptateur de tension à l’intérieur de la plage requise.
––––––––
*
A publier.
– 12 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

3.3 Module 2 – Démodulateur quadratique

Le rôle de ce module est de restituer la fluctuation de la tension en élevant au carré la tension

d’entrée ramenée au niveau de référence, simulant ainsi le comportement de la lampe.

3.4 Modules 3 et 4 – Filtres de pondération, élévation au carré et lissage

Le module 3 se compose de deux filtres en cascade et d’un sélecteur de gamme de mesures,

qui peut être placé avant ou après le circuit du filtre sélectif.

Le premier filtre élimine la composante continue de la tension de sortie du démodulateur
quadratique ainsi que la composante d’ondulation résiduelle dont la fréquence est double de
celle du réseau.
Le second filtre est un filtre de pondération qui simule la combinaison de la réponse spectrale
d’une lampe à remplissage de gaz inerte à filament bi-spirale (60 W – 230 V et/ou 60 W –
120 V) avec la réponse de l’œil humain pour des fluctuations sinusoïdales de tension.
La fonction de transfert repose pour chaque fréquence sur le seuil de perceptibilité ressenti par
50 % des personnes soumises à l’expérience.
NOTE Une lampe à filament servant de référence pour les réseaux 100 V aurait une réponse en fréquence
différente et nécessiterait donc un réglage du filtre de pondération. Les caractéristiques des lampes à décharge
sont totalement différentes; leur prise en compte nécessiterait des modifications plus profondes de cette norme.
Le module 4 est composé d’un étage quadratique et d’un filtre passe-bas du premier ordre. La
sensation humaine de flicker à travers le système lampe-oeil-cerveau est simulée par la
réponse non linéaire combinée des modules 2, 3 et 4.
Seul le module 3 est basé sur la courbe limite de perceptibilité des fluctuations sinusoïdales de
tension; la pondération correcte des variations non sinusoïdales et aléatoires est obtenue par
un choix convenable de la fonction complexe de transfert des modules 3 et 4. A cet effet, on a
aussi vérifié que le fonctionnement de cet appareil est correct pour des signaux rectangulaires
périodiques ainsi qu’avec des signaux transitoires.
La sortie du module 4 représente la sensation instantanée de flicker.
3.5 Module 5 – Evaluation statistique en temps réel
Le module 5 contient un microprocesseur qui effectue l’analyse du niveau de flicker, en temps
réel, permettant ainsi le calcul direct des paramètres significatifs de l’évaluation.
Une interface appropriée permet la présentation des résultats et leur enregistrement. Elle sera
utilisée lors de l’application de méthodes de mesures de la sévérité du flicker par une analyse
statistique. Cette analyse statistique, effectuée en temps réel par le module 5, doit être
conduite en subdivisant l’amplitude du signal de niveau du flicker en un nombre approprié de
classes. Le signal de niveau du flicker est échantillonné à une fréquence constante.

Chaque fois qu’une valeur adéquate est atteinte, on incrémente d’une unité le compteur de la
classe correspondante. On obtient, de cette manière, la fonction de distribution des
échantillons du signal d’entrée. En choisissant une fréquence d’échantillonnage égale à au
moins deux fois la fréquence maximale du flicker, le résultat final, au terme de la période de
mesure, représente la distribution de la durée du niveau de flicker dans chaque classe. En
additionnant le contenu des compteurs de toutes les classes et en exprimant le total de chaque
classe par rapport au total général, on obtient la fonction de densité de probabilité des niveaux
de flicker.
A partir de cette fonction, on obtient la fonction de probabilité cumulative utilisée dans la
méthode statistique d’analyse de la durée pendant laquelle un niveau donné est atteint. La
figure 2 illustre schématiquement la méthode d’analyse statistique limitée à 10 catégories, pour
simplifier la présentation.
– 14 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

La fonction de probabilité cumulée utilisée permet d’obtenir des valeurs statistiques signifi-
catives comme la moyenne, l’écart type, le niveau de flicker dépassé pendant un pourcentage

de temps donné, ou inversement, le pourcentage de temps pendant lequel un niveau déterminé

de flicker a été dépassé.
La période d’observation est définie par deux intervalles de temps ajustables: T et T .
court long
L’intervalle T définit le temps total d’observation. Il est toujours un multiple de l’intervalle court:
long
(T = n × T )
long court
Dans le cas du traitement de données en temps réel, dès la fin de chacun des intervalles

courts, l’analyse statistique de l’intervalle suivant commence, tandis que les résultats de
l’intervalle terminé sont disponibles en sortie. De cette manière, les analyses de n T sont
court
disponibles pour une période d’observation donnée T ainsi que les résultats de l’intervalle
long
total. Il convient que les relevés de la fonction de probabilité cumulative soient effectués de
préférence en utilisant une échelle de répartition gaussienne standard.
3.6 Sorties
3.6.1 Généralités
Le bloc diagramme du flickermètre représenté à la figure 1 comporte plusieurs sorties situées entre
les modules 1 et 5. Les sorties marquées d’un astérisque ne sont pas indispensables mais
peuvent permettre une pleine utilisation des potentialités de l’instrument pour les recherches
portant sur la fluctuation de tension. Ultérieurement, d’autres sorties optionnelles pourront être
envisagées.
3.6.2 Sortie 1
Le but de la sortie facultative 1 et du mesureur de valeur efficace associé est de permettre de
suivre l’évolution de la forme de la fluctuation de tension à partir des variations de la valeur
efficace de la tension d’entrée. Cela peut être réalisé par élévation au carré, par intégration entre
les passages par zéro de chaque alternance et par extraction de la racine carrée du signal.
En vue d’observer de petites variations de tension avec une résolution satisfaisante, il convient
de procéder à une compensation de la composante continue.
3.6.3 Sortie 2
La sortie 2 est facultative. Elle est principalement destinée au contrôle de la réponse du
module 3 et à son réglage.
3.6.4 Sortie 3
La sortie 3 est facultative. Elle donne une indication linéaire instantanée de la variation de tension
relative ΔV/V exprimée en pourcentage équivalent à une modulation d’onde sinusoïdale de 8,8 Hz.
Cette sortie est utile pour permettre la sélection de la gamme de mesure convenable.
3.6.5 Sortie 4
La sortie 4 est facultative. Elle donne l’intégrale sur 1 min de la sensation instantanée du
flicker.
3.6.6 Sortie 5
La sortie 5 est obligatoire. Elle représente la sensation de flicker instantanée et peut être
reproduite sur un enregistreur à rouleau de papier si on veut une évaluation immédiate du
flicker sur le site ou, dans le cas de mesures de longue durée, sur une bande magnétique pour
un traitement ultérieur.
– 16 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

3.6.7 Sortie 6
La sortie 6 du module 5 est obligatoire. Elle est connectée à une interface série numérique

utilisée pour une imprimante et un enregistreur magnétique à bande. Des relevés analogiques

de la fonction de probabilité cumulative peuvent être obtenus directement à partir de ce module

en utilisant une interface de conversion numérique-analogique supplémentaire.

4 Spécifications
4.1 Réponse analogique
La réponse analogique globale prise au niveau de la sortie du module 4 par rapport à l’entrée
de l’instrument est donnée respectivement dans les tableaux 1 et 2 pour des fluctuations de
tension sinusoïdales et rectangulaires. L’obtention de la valeur 1 à partir du module 4
correspond au seuil de perceptibilité humain de référence du flicker. La réponse est centrée à
8,8 Hz dans le cas d’une modulation sinusoïdale. Les tableaux 1 et 2 donnent des valeurs pour
les réseaux 120 V/60 Hz et 230 V/50 Hz.
La précision prescrite est atteinte si les valeurs d’entrée, dans le cas d’une modulation
sinusoïdale ou rectangulaire, sont dans les limites de ± 5 % des valeurs présentées sous forme
de tableaux pour une valeur de sortie égale à une unité de perceptibilité.
Tableau 1 – Réponse normalisée d’un flickermètre pour des fluctuations
sinusoïdales de la tension
(amplitude relative de la fluctuation de tension d’entrée ΔV/V
pour une unité de perceptibilité en sortie 5)
Fluctuation de tension Fluctuation de tension
% %
Hz Hz
Lampe 120 V Lampe 230 V Lampe 120 V Lampe 230 V
réseau 60 Hz réseau 50 Hz réseau 60 Hz réseau 50 Hz
0,5 2,457 2,340 10,0 0,339 0,260
1,0 1,463 1,432 10,5 0,355 0,270
1,5 1,124 1,080 11,0 0,374 0,282
2,0 0,940 0,882 11,5 0,394 0,296
2,5 0,814 0,754 12,0 0,420 0,312
3,0 0,716 0,654 13,0 0,470 0,348
3,5 0,636 0,568 14,0 0,530 0,388
4,0 0,569 0,500 15,0 0,593 0,432
4,5 0,514 0,446 16,0 0,662 0,480

5,0 0,465 0,398 17,0 0,737 0,530
5,5 0,426 0,360 18,0 0,815 0,584
6,0 0,393 0,328 19,0 0,897 0,640
6,5 0,366 0,300 20,0 0,981 0,700
7,0 0,346 0,280 21,0 1,071 0,760
7,5 0,332 0,266 22,0 1,164 0,824
8,0 0,323 0,256 23,0 1,262 0,890
8,8 0,321 0,250 24,0 1,365 0,962
9,5 0,330 0,254 25,0 1,472 1,042
33,33 Essai non 2,130
prescrit
40,0 4,424 Essai non
prescrit
– 18 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

Tableau 2 – Réponse normalisée d’un flickermètre
pour des fluctuations rectangulaires de la tension
(amplitude relative de la fluctuation de tension d’entrée ΔV/V

pour une unité de perceptibilité en sortie 5)

Fluctuation de tension Fluctuati
...

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61000-4-15
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1997-11
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
BASIC EMC PUBLICATION
BASIC EMC PUBLICATION
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 4:
Techniques d’essai et de mesure –
Section 15: Flickermètre – Spécifications
fonctionnelles et de conception
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 4:
Testing and measurement techniques –
Section 15: Flickermeter – Functional and
design specifications
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61000-4-15:1997
Numéros des publications Numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from the 1st January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.

Publications consolidées Consolidated publications

Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications

la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication
publication de base incorporant l’amendement 1, et la incorporating amendment 1 and the base publication

publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de Information relating to the date of the reconfirmation of
reconfirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à ces révisions, à l'établis- Information on the revision work, the issue of revised
sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de IEC National Committees and from the following
la CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Accès en ligne* On-line access*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation of the single sheets
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.

Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant The attention of readers is drawn to the end pages of
à la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
publications de la CEI préparées par le comité by the technical committee which has prepared the
d'études qui a établi la présente publication. present publication.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61000-4-15
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1997-11
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
BASIC EMC PUBLICATION
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 4:
Techniques d’essai et de mesure –
Section 15: Flickermètre – Spécifications
fonctionnelles et de conception
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 4:
Testing and measurement techniques –
Section 15: Flickermeter – Functional and
design specifications
 IEC 1997 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
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– 2 – 61000-4-15 © CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION . 6

Articles
1 Domaine d’application et objet. 8

2 Références normatives . 8

3 Description de l’instrument . 10

3.1 Généralités . 10
3.2 Bloc 1 – Adaptateur de tension d’entrée et circuit de vérification de l’étalonnage . 12
3.3 Bloc 2 – Démodulateur quadratique. 12
3.4 Blocs 3 et 4 – Filtres de pondération, élévation au carré et lissage . 12
3.5 Bloc 5 – Evaluation statistique en temps réel. 12
3.6 Sorties. 14
4 Spécifications . 16
4.1 Réponse analogique . 16
4.2 Transformateur d’entrée. 18
4.3 Adaptateur de tension . 20
4.4 Générateur interne de vérification de l’étalonnage . 20
4.5 Démodulateur quadratique . 22
4.6 Filtres de pondération . 22
4.7 Réponse globale d’entrée en sortie de bloc 3 . 22
4.8 Sélecteur de gammes . 22
4.9 Elévateur au carré et filtre passe-bas de lissage. 24
4.10 Procédure générale d’analyse statistique. 24
4.11 Limites de fonctionnement de l’appareil en température et humidité. 26
5 Essais de performances. 26
6 Spécifications d’essai de type et d’étalonnage . 28
6.1 Généralités . 28
6.2 Essais d’isolement et de compatibilité électromagnétique (provisoire). 28
6.3 Essais climatiques . 30

Figures
1 Diagramme fonctionnel du flickermètre UIE. 36
2 Représentation schématique de la méthode «permanence à un niveau donné» . 38
Annexe A – Techniques d’amélioration de la précision de l’évaluation du flicker . 40

61000-4-15 © IEC:1997 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

INTRODUCTION . 7

Clause
1 Scope and object . 9

2 Normative references. 9

3 Description of the instrument. 11

3.1 General . 11
3.2 Block 1 – Input voltage adaptor and calibration checking circuit . 13
3.3 Block 2 – Square law demodulator . 13
3.4 Blocks 3 and 4 – Weighting filters, squaring and smoothing. 13
3.5 Block 5 – On-line statistical analysis. 13
3.6 Outputs. 15
4 Specification . 17
4.1 Analogue response . 17
4.2 Input transformer . 19
4.3 Voltage adaptor . 21
4.4 Internal generator for calibration checking. 21
4.5 Squaring demodulator . 23
4.6 Weighting filters. 23
4.7 Overall response from input to output of block 3 . 23
4.8 Range selector. 23
4.9 Squaring multiplier and sliding mean filter . 25
4.10 General statistical analysis procedure . 25
4.11 Temperature and humidity operating range of the instrument. 27
5 Performance testing. 27
6 Type test and calibration specifications . 29
6.1 General . 29
6.2 Insulation and electromagnetic compatibility tests (provisional). 29
6.3 Climatic tests . 31

Figures
1 Functional diagram of UIE flickermeter. 37
2 Basic illustration of the time-at-level method. 39
Annex A – Techniques to improve accuracy of flicker evaluation . 41

– 4 – 61000-4-15 © CEI:1997
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

–––––––––
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –

Partie 4: Techniques d’essai et de mesure –

Section 15: Flickermètre – Spécifications fonctionnelles

et de conception
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61000-4-15 a été établie par le sous-comité 77A: Phénomènes
basse fréquence, du comité d’études 77 de la CEI: Compatibilité électromagnétique.
Elle constitue la section 15 de la partie 4 de la série CEI 61000. Elle a le statut de publication
fondamentale en CEM en accord avec le guide 107 de la CEI.
Le texte de cette norme est basé sur les documents suivants:

FDIS Rapport de vote
77A/180/FDIS 77A/190/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l’approbation de cette norme.
L’annexe A fait partie intégrante de cette norme.

61000-4-15 © IEC:1997 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

––––––––
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –

Part 4: Testing and measurement techniques –

Section 15: Flickermeter – Functional and

design specifications
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61000-4-15 has been prepared by subcommittee 77A: Low-
frequency phenomena, of IEC technical committee 77: Electromagnetic compatibility.
It forms section 15 of part 4 of the IEC 61000 series. It has the status of a basic EMC
publication in accordance with IEC guide 107.
The text of this standard is based on the following documents:

FDIS Report on voting
77A/180/FDIS 77A/190/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annex A forms an integral part of this standard.

– 6 – 61000-4-15 © CEI:1997
INTRODUCTION
La CEI 61000-4 fait partie de la série des normes 61000 de la CEI, selon la répartition

suivante:
Partie 1: Généralités
Considérations générales (introduction, principes fondamentaux)

Définitions, terminologie
Partie 2: Environnement
Description de l’environnement

Classification de l’environnement

Niveaux de compatibilité
Partie 3: Limites
Limites d’émission
Limites d’immunité (dans la mesure où elles ne relèvent pas des comités de produit)
Partie 4: Techniques d’essai et de mesure
Techniques de mesure
Techniques d’essai
Partie 5: Guides d’installation et d’atténuation
Guide d’installation
Partie 6: Normes génériques
Méthodes et dispositifs d’atténuation
Partie 9: Divers
Chaque partie est, à son tour, subdivisée en sections qui seront publiées soit sous forme de
normes internationales soit sous forme de rapports techniques.
Ces sections de la CEI 61000-4 seront publiées dans un ordre chronologique et numérotées en
conséquence.
61000-4-15 © IEC:1997 – 7 –
INTRODUCTION
IEC 61000-4 is a part of the IEC 61000 series, according to the following structure:

Part 1: General
General consideration (introduction, fundamental principles)

Definitions, terminology
Part 2: Environment
Description of the environment

Classification of the environment

Compatibility levels
Part 3: Limits
Emission limits
Immunity limits (in so far as they do not fall under the responsibility of the product
committees)
Part 4: Testing and measurement techniques
Measurement techniques
Testing techniques
Part 5: Installation and mitigation guidelines
Installation guidelines
Mitigation methods and devices
Part 6: Generic standards
Part 9: Miscellaneous
Each part is further subdivided into sections which are to be published either as International
Standards or as technical reports.
These sections of IEC 61000-4 will be published in chronological order and numbered
accordingly.
– 8 – 61000-4-15 © CEI:1997
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –

Partie 4: Techniques d’essai et de mesure –

Section 15: Flickermètre – Spécifications fonctionnelles

et de conception
1 Domaine d’application et objet

La présente section de la CEI 61000-4 traite des spécifications fonctionnelles et de conception
d’un appareil mesurant le flicker, destiné à indiquer le niveau correct de perception du flicker
du flux lumineux (le flicker) pour toutes les formes d’ondes de fluctuation de la tension
rencontrées dans la pratique. On y présente des informations permettant de construire un tel
instrument. Une méthode d’évaluation de la sévérité du flicker est fournie à partir des résultats
obtenus avec des flickermètres en conformité avec cette norme.
La présente section s’appuie sur les spécifications préparées par le comité d’étude
«Perturbations» de l’Union Internationale d’Electrothermie (UIE) publiées en 1992. En
conséquence, les spécifications du flickermètre figurant dans cette section ne concernent que
des mesures effectuées sous 230 V et 50 Hz; les spécifications se rapportant à d’autres
tensions et d’autres fréquences sont à l’étude.
L’objet de la présente section est de fournir les informations nécessaires à la conception et à
la réalisation d’un flickermètre analogique ou numérique. Il ne spécifie pas les valeurs limites
tolérables du flicker.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente section de la CEI 61000-4.
Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente section de la
CEI 61000-4 sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l’ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60068-2-1:1990, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai A: Froid
CEI 60068-2-2:1974, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essais B: Chaleur sèche

CEI 60068-2-3:1969, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai Ca: Essai continu de
chaleur humide
CEI 60068-2-14:1984, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai N: Variations de
température
CEI 61000-3-3:1994, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 3: Limites – Section 3:
Limitation des fluctuations de tension et du flicker dans les réseaux basse tension pour les
équipements ayant un courant appelé ≤ 16 A

61000-4-15 © IEC:1997 – 9 –
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –

Part 4: Testing and measurement techniques –

Section 15: Flickermeter – Functional and

design specifications
1 Scope and object
This section of IEC 61000-4 gives a functional and design specification for flicker measuring
apparatus intended to indicate the correct flicker perception level for all practical voltage
fluctuation waveforms. Information is presented to enable such an instrument to be
constructed. A method is given for the evaluation of flicker severity on the basis of the output of
flickermeters complying with this standard.
This section is based on specifications prepared by the “Disturbances” working group of the
International Union for Electroheat (UIE) and published in 1992. Consequently the flickermeter
specifications in this section relate only to measurements of 230 V, 50 Hz inputs; specifications
for other voltages and other frequencies are under consideration.
The object of this section is to provide basic information for the design and the instrumentation
of an analogue or digital flicker measuring apparatus. It does not give tolerance limit values of
flicker severity.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this section of IEC 61000-4. At the time of publication, the editions
indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to
agreements based on this section of IEC 61000-4 are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent edition of the normative documents indicated below. Members of
IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60068-2-1:1990, Environmental testing – Part 2: Tests – Tests A: Cold
IEC 60068-2-2:1974, Environmental testing – Part 2: Tests – Tests B: Dry heat
IEC 60068-2-3:1969, Environmental testing – Part 2: Tests – Test Ca: Damp heat, steady state

IEC 60068-2-14:1984, Environmental testing – Part 2: Tests – Test N: Change of temperature
IEC 61000-3-3:1994, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3: Limits – Section 3:
Limitation of voltage fluctuations and flicker in low-voltage supply systems for equipment with
rated current ≤ 16 A
– 10 – 61000-4-15 © CEI:1997
CEI 61000-4-2:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 2: Essai d’immunité aux décharges électrostatiques

CEI 61000-4-3:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 3: Essai d’immunité aux champs électromagnétiques rayonnés aux

fréquences radioélectriques
CEI 61000-4-4:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 4: Essais d’immunité aux transitoires électriques rapides en salves

CEI 61000-4-5:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 5: Essai d’immunité aux ondes de choc

CEI 61000-4-6:1996, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 6: Immunité aux perturbations conduites, induites par les champs
radioélectriques
CEI 61000-4-8:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 8: Essai d’immunité au champ magnétique à la fréquence du réseau
CEI 61000-4-9:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 9: Essai d’immunité au champ magnétique impulsionnel
CEI 61000-4-11:1994, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 11: Essais d’immunité aux creux de tension, coupures brèves et
variations de tension
CEI 61000-4-12:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 12: Essai d’immunité aux ondes oscillatoires
CEI 61010-1:1990, Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation,
et de laboratoire – Partie 1: Prescriptions générales
CEI 61326-1:1997, Matériels électriques de mesure de commande et de laboratoire –
Prescriptions relatives à la CEM – Partie 1: Prescriptions générales
CEI 61326-10,  Matériels électriques de mesure de commande et de laboratoire –
Prescriptions relatives à la compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 10: Prescriptions
*
particulières pour les matériels utilisés sur des sites industriels
3 Description de l’instrument
3.1 Généralités
La description ci-dessous concerne principalement une installation analogique.
L’architecture du flickermètre est illustrée par le bloc diagramme de la figure 1. On peut la
diviser en deux parties réalisant chacune l’une des tâches suivantes:
– simulation de la réponse de la chaîne lampe-oeil-cerveau;
– analyse statistique, en temps réel, du signal du flicker et présentation des résultats.
La première tâche est réalisée par les blocs 2, 3 et 4 de la figure 1 et la seconde par le bloc 5.
––––––––
*
A publier.
61000-4-15 © IEC:1997 – 11 –
IEC 61000-4-2:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 2: Electrostatic discharge immunity test

IEC 61000-4-3:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 3: Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test

IEC 61000-4-4:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 4: Electrical fast transient/burst immunity test

IEC 61000-4-5:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 5: Surge immunity test

IEC 61000-4-6:1996, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 6: Immunity to conducted disturbances induced by radio-frequency fields
IEC 61000-4-8:1993, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 8: Power frequency magnetic field immunity test
IEC 61000-4-9:1993, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 9: Pulse magnetic field immunity test
IEC 61000-4-11:1994, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 11: Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests
IEC 61000-4-12:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 12: Oscillatory waves immunity test
IEC 61010-1:1990, Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and
laboratory use – Part 1: General requirements
IEC 61326-1:1997, Electrical equipment for measurement, control and laboratory use –
Electromagnetic compatibility (EMC) requirements – Part 1: General requirements
IEC 61326-10,  Electrical equipment for measurement, control and laboratory use –
Electromagnetic compatibility (EMC) requirements – Part 10: Particular requirements for
*
equipment used in industrial locations
3 Description of the instrument
3.1 General
The description given below is based on an analogue implementation.
The flickermeter architecture is described by the block diagram of figure 1, and can be divided
into two parts, each performing one of the following tasks:
– simulation of the response of the lamp-eye-brain chain;
– on-line statistical analysis of the flicker signal and presentation of the results.
The first task is performed by blocks 2, 3 and 4 of figure 1, while the second task is
accomplished by block 5.
––––––––
*
To be published.
– 12 – 61000-4-15 © CEI:1997
3.2 Bloc 1 – Adaptateur de tension d’entrée et circuit de vérification de l’étalonnage

Ce bloc contient un générateur de signaux utilisé pour vérifier l’étalonnage du flickermètre sur

le site, ainsi qu’un circuit d’adaptation de tension qui ramène à un niveau interne de référence

la valeur moyenne de la valeur efficace du fondamental de la tension d’entrée. Les mesures de
flicker, exprimées par un rapport donné en pourcentage, peuvent être effectuées, de cette
manière, indépendamment du niveau réel de la tension d’entrée. Des prises sur le

transformateur d’entrée fixent les gammes convenables de la tension d’entrée afin de

maintenir le signal d’entrée de l’adaptateur de tension à l’intérieur de la plage requise.

NOTE – Pour les instruments numériques, la tension peut être adaptée en multipliant la tension d’entrée
instantanée par 230 V, divisée par la tension d’entrée réelle moyennée sur 60 s.

3.3 Bloc 2 – Démodulateur quadratique
Le rôle de ce bloc est de restituer la fluctuation de la tension en élevant au carré la tension
d’entrée ramenée au niveau de référence, simulant ainsi le comportement de la lampe.
3.4 Blocs 3 et 4 – Filtres de pondération, élévation au carré et lissage
Le bloc 3 se compose de deux filtres en cascade et d’un sélecteur de gamme de mesures, qui
peut être placé avant ou après le circuit du filtre sélectif.
Le premier filtre élimine la composante continue de la tension de sortie du démodulateur
quadratique ainsi que la composante d’ondulation résiduelle dont la fréquence est double de
celle du réseau.
Le second filtre est un filtre de pondération qui simule la combinaison de la réponse spectrale
d’une lampe à remplissage de gaz inerte à filament bi-spirale (60 W – 230 V) avec la réponse
de l’oeil humain pour des fluctuations sinusoïdales de tension. La fonction de transfert repose
pour chaque fréquence sur le seuil de perceptibilité ressenti par 50 % des personnes soumises
à l’expérience.
NOTE – Une lampe à filament servant de référence pour les réseaux 100-130 V aurait une réponse en
fréquence différente et nécessiterait donc un réglage du filtre de pondération. Les caractéristiques des lampes à
décharge sont totalement différentes; leur prise en compte nécessiterait des modifications plus profondes de
cette norme.
Le bloc 4 est composé d’un étage quadratique et d’un filtre passe-bas du premier ordre. La
sensation humaine de flicker à travers le système lampe-oeil-cerveau est simulée par la
réponse non linéaire combinée des blocs 2, 3 et 4.
Seul le bloc 3 est basé sur la courbe limite de perceptibilité des fluctuations sinusoïdales de
tension; la pondération correcte des variations non sinusoïdales et aléatoires est obtenue par
un choix convenable de la fonction complexe de transfert des blocs 3 et 4. A cet effet, on a

aussi vérifié que le fonctionnement de cet appareil est correct pour des signaux rectangulaires
périodiques ainsi qu’avec des signaux transitoires.
La sortie du bloc 4 représente la sensation instantanée de flicker.
3.5 Bloc 5 – Evaluation statistique en temps réel
Le bloc 5 contient un microprocesseur qui effectue l’analyse du niveau de flicker, en temps
réel, permettant ainsi le calcul direct des paramètres significatifs de l’évaluation.
Une interface appropriée permet la présentation des résultats et leur enregistrement. Elle sera
utilisée lors de l’application de méthodes de mesures de la sévérité du flicker par une analyse
statistique. Cette analyse statistique, effectuée en temps réel par le bloc 5, doit être conduite
en subdivisant l’amplitude du signal de niveau du flicker en un nombre approprié de classes.
Le signal de niveau du flicker est échantillonné à une fréquence constante.

61000-4-15 © IEC:1997 – 13 –
3.2 Block 1 – Input voltage adaptor and calibration checking circuit

This block contains a signal generator to check the calibration of the flickermeter on site and a

voltage adapting circuit that scales the mean r.m.s. value of the input mains frequency voltage

down to an internal reference level. In this way flicker measurements can be made

independently of the actual input carrier voltage level and expressed as a per cent ratio. Taps

on the input transformer establish suitable input voltage ranges to keep the input signal to the

voltage adaptor within its permissible range.

NOTE – In digital instruments the voltage adaption may be performed by multiplying the instantaneous input voltage

by 230 V divided by the actual input voltage averaged over 60 s.

3.3 Block 2 – Square law demodulator

The purpose of this block is to recover the voltage fluctuation by squaring the input voltage
scaled to the reference level, thus simulating the behaviour of a lamp.
3.4 Blocks 3 and 4 – Weighting filters, squaring and smoothing
Block 3 is composed of a cascade of two filters and a measuring range selector, which can
precede or follow the selective filter circuit.
The first filter eliminates the d.c. and double mains frequency ripple components of the
demodulator output.
The second filter is a weighting filter block that simulates the frequency response to sinusoidal
voltage fluctuations of a coiled filament gas-filled lamp (60 W – 230 V) combined with the
human visual system. The response function is based on the perceptibility threshold found at
each frequency by 50 % of the persons tested.
NOTE – A reference filament lamp for 100-130 V systems would have a different frequency response and would
require a corresponding adjustment of the weighting filter. The characteristics of discharge lamps are totally
different, and substantial modifications to this standard would be necessary if they were taken into account.
Block 4 is composed of a squaring multiplier and a first order low-pass filter. The human flicker
sensation via lamp, eye and brain is simulated by the combined non-linear response of blocks
2, 3 and 4.
Block 3 alone is based on the borderline perceptibility curve for sinusoidal voltage fluctuations;
the correct weighting of non-sinusoidal and stochastic fluctuations is achieved by an
appropriate choice of the complex transfer function for blocks 3 and 4. Accordingly the correct
performance of the model has also been checked with periodic rectangular signals as well as
with transient signals.
The output of block 4 represents the instantaneous flicker sensation.

3.5 Block 5 – On-line statistical analysis
Block 5 incorporates a microprocessor that performs an on-line analysis of the flicker level,
thus allowing direct calculation of significant evaluation parameters.
A suitable interface allows data presentation and recording. The use of this block is related to
methods of deriving measurements of flicker severity by statistical analysis. The statistical
analysis, performed on line by block 5 shall be made by subdividing the amplitude of the flicker
level signal into a suitable number of classes. The flicker level signal is sampled at a constant
rate.
– 14 – 61000-4-15 © CEI:1997
Chaque fois qu’une valeur adéquate est atteinte, on incrémente d’une unité le compteur de la
classe correspondante. On obtient, de cette manière, la fonction de distribution des

échantillons du signal d’entrée. En choisissant une fréquence d’échantillonnage égale à au

moins deux fois la fréquence maximale du flicker, le résultat final, au terme de la période de

mesure, représente la distribution de la durée du niveau de flicker dans chaque classe. En

additionnant le contenu des compteurs de toutes les classes et en exprimant le total de chaque

classe par rapport au total général, on obtient la fonction de densité de probabilité des niveaux

de flicker.
A partir de cette fonction, on obtient la fonction de probabilité cumulative utilisée dans la

méthode statistique d’analyse de la durée pendant laquelle un niveau donné est atteint. La

figure 2 illustre schématiquement la méthode d’analyse statistique limitée à 10 catégories, pour

simplifier la présentation.
La fonction de probabilité cumulée utilisée permet d’obtenir des valeurs statistiques
significatives comme la moyenne, l’écart type, le niveau de flicker dépassé pendant un
pourcentage de temps donné, ou inversement, le pourcentage de temps pendant lequel un
niveau déterminé de flicker a été dépassé.
La période d’observation est définie par deux intervalles de temps ajustables: T et T .
court long
L’intervalle T définit le temps total d’observation. Il est toujours un multiple de l’intervalle
long
court:
(T = n × T )
long court
Dans le cas du traitement de données en temps réel, dès la fin de chacun des intervalles
courts, l’analyse statistique de l’intervalle suivant commence, tandis que les résultats de
l’intervalle terminé sont disponibles en sortie. De cette manière, les analyses de n T sont
court
disponibles pour une période d’observation donnée T ainsi que les résultats de l’intervalle
long
total. Il convient que les relevés de la fonction de probabilité cumulative soient effectués de
préférence en utilisant une échelle de répartition gaussienne standard.
3.6 Sorties
3.6.1 Généralités
Le bloc diagramme du flickermètre représenté à la figure 1 comporte plusieurs sorties situées
entre les blocs 1 et 5. Les sorties marquées d’un astérisque ne sont pas indispensables mais
peuvent permettre une pleine utilisation des potentialités de l’instrument pour les recherches
portant sur la fluctuation de tension. Ultérieurement, d’autres sorties optionnelles pourront être
envisagées.
3.6.2 Sortie 1
Le but de la sortie facultative 1 et du mesureur de valeur efficace associé est de permettre de
suivre l’évolution de la forme de la fluctuation de tension à partir des variations de la valeur
efficace de la tension d’entrée. Cela peut être réalisé par élévation au carré, par intégration
entre les passages par zéro de chaque alternance et par extraction de la racine carrée du
signal.
En vue d’observer de petites variations de tension avec une résolution satisfaisante, il convient
de procéder à une compensation de la composante continue.
3.6.3 Sortie 2
La sortie 2 est facultative. Elle est principalement destinée au contrôle de la réponse du bloc 3
et à son réglage.
61000-4-15 © IEC:1997 – 15 –
Every time that the appropriate value occurs, the counter of the corresponding class is
incremented by one. In this way, the frequency distribution function of the input values is

obtained. By choosing a scanning frequency of at least twice the maximum flicker frequency,

the final result at the end of the measuring interval represents the distribution of flicker level

duration in each class. Adding the content of the counters of all classes and expressing the

count of each class relative to the total gives the probability density function of the flicker

levels.
From this function is obtained the cumulative probability function used in the time-at-level

statistical method. Figure 2 schematically represents the statistical analysis method, limited for

simplicity of presentation to 10 classes.

From the cumulative probability function, significant statistical values can be obtained such as
mean, standard deviation, flicker level being exceeded for a given percentage of time or,
alternatively, the percentage of time that an assigned flicker level has been exceeded.
The observation period is defined by two adjustable time intervals: T and T .
short long
The long interval defines the total observation time and is always a multiple of the short
interval:
(T = n × T )
long short
For on-line processing, immediately after conclusion of each short time interval, the statistical
analysis of the next interval is started and the results for the expired interval are made
available for output. In this way, n short time analyses will be available for a given observation
period T together with the results for the total interval. Cumulative probability function plots
long
should preferably be made by using a Gaussian normal distribution scale.
3.6 Outputs
3.6.1 General
The flickermeter diagram in figure 1 shows a number of outputs between blocks 1 and 5. The
outputs marked with an asterisk are not essential, but may allow a full exploitation of the
instrument potential for the investigation of voltage fluctuations. Further optional outputs may
be considered.
3.6.2 Output 1
The aim of optional output 1 and its associated r.m.s. voltmeter is to display the voltage
fluctuation waveform in terms of changes in r.m.s. value of the input voltage. This can be
achieved by squaring, integrating between zero crossings on each half-cycle and square-

rooting the signal.
In order to observe small
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Partie 4:
Techniques d’essai et de mesure –
Section 15: Flickermètre – Spécifications
fonctionnelles et de conception
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 4:
Testing and measurement techniques –
Section 15: Flickermeter – Functional and
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Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 4:
Techniques d’essai et de mesure –
Section 15: Flickermètre – Spécifications
fonctionnelles et de conception
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 4:
Testing and measurement techniques –
Section 15: Flickermeter – Functional and
design specifications
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utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, form or by any means, electronic or mechanical, including
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– 2 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION .6

1 Domaine d’application et objet. 8

2 Références normatives . 8

3 Description de l’instrument .10

3.1 Généralités .10

3.2 Module 1 – Adaptateur de tension d’entrée et circuit de vérification de l’étalonnage 10

3.3 Module 2 – Démodulateur quadratique .12
3.4 Modules 3 et 4 – Filtres de pondération, élévation au carré et lissage.12
3.5 Module 5 – Evaluation statistique en temps réel .12
3.6 Sorties .14
4 Spécifications .16
4.1 Réponse analogique .16
4.2 Transformateur d’entrée.18
4.3 Adaptateur de tension .20
4.4 Générateur interne de vérification de l’étalonnage .20
4.5 Démodulateur quadratique .20
4.6 Filtres de pondération .20
4.7 Réponse globale d’entrée en sortie de module 3 .22
4.8 Sélecteur de gammes .22
4.9 Elévateur au carré et filtre passe-bas de lissage.24
4.10 Procédure générale d’analyse statistique.24
4.11 Limites de fonctionnement de l’appareil en température et humidité.26
5 Essais de performances.26
6 Spécifications d’essai de type et d’étalonnage .28
6.1 Généralités .28
6.2 Essais d’isolement et de compatibilité électromagnétique (provisoire).28
6.3 Essais climatiques .30
Annexe A (normative) Techniques d’amélioration de la précision de l’évaluation du flicker .40
Annexe B (informative) Signification de ΔV/V et du nombre de variations de tension .44
Bibliographie .46
Figure 1 – Schéma fonctionnel du flickermètre de la CEI.36
Figure 2 – Représentation schématique de la méthode «permanence à un niveau donné» .38

Figure B.1 − Variation de tension rectangulaire ΔV/V = 40 %, 8,8 Hz, 17,6 variations/seconde .44
Tableau 1 – Réponse normalisée d’un flickermètre pour des fluctuations sinusoïdales
de la tension (amplitude relative de la fluctuation de tension d’entrée ΔV/V pour une
unité de perceptibilité en sortie 5) .16
Tableau 2 – Réponse normalisée d’un flickermètre pour des fluctuations rectangulaires
de la tension (amplitude relative de la fluctuation de tension d’entrée ΔV/V pour une
unité de perceptibilité en sortie 5) .18
Tableau 3 – Plage des tensions d’entrée assignées .18
Tableau 4 – Relation entre les valeurs du sélecteur de gammes et les niveaux de sensation.24
Tableau 5 – Spécifications d’essais pour la classification du flickermètre .26
Tableau 6 – Essais d’isolement pour l’entrée et les raccordements à la source d’alimentation .32
Tableau 7 – Essais pour l’évaluation de l’immunité aux perturbations électromagnétiques.32
Tableau 8 − Valeurs indicatives des paramètres de lampes.22

61000-4-15 © IEC:1997+A1:2003 – 3 –

CONTENTS
FOREWORD . 5

INTRODUCTION .7

1 Scope and object . 9

2 Normative references. 9

3 Description of the instrument.11

3.1 General .11

3.2 Block 1 – Input voltage adaptor and calibration checking circuit .11

3.3 Block 2 – Square law demodulator .13
3.4 Blocks 3 and 4 – Weighting filters, squaring and smoothing.13
3.5 Block 5 – On-line statistical analysis.13
3.6 Outputs.15
4 Specification .17
4.1 Analogue response .17
4.2 Input transformer .19
4.3 Voltage adaptor .21
4.4 Internal generator for calibration checking .21
4.5 Squaring demodulator .21
4.6 Weighting filters.21
4.7 Overall response from input to output of block 3 .23
4.8 Range selector.23
4.9 Squaring multiplier and sliding mean filter .25
4.10 General statistical analysis procedure .25
4.11 Temperature and humidity operating range of the instrument.27
5 Performance testing.27
6 Type test and calibration specifications .29
6.1 General .29
6.2 Insulation and electromagnetic compatibility tests (provisional).29
6.3 Climatic tests .31
Annex A (normative) Techniques to improve accuracy of flicker evaluation.41
Annex B (informative) Meaning of ΔV/V and number of voltage changes .45
Bibliography .47
Figure 1 – Functional diagram of IEC flickermeter.37
Figure 2 – Basic illustration of the time-at-level method.39

Figure B.1 − Rectangular voltage change ΔV/V = 40 %, 8,8 Hz, 17,6 changes/second .45
Table 1 – Normalized flickermeter response for sinusoidal voltage fluctuations (input
relative voltage fluctuation ΔV/V for one unit of perceptibility at output 5).17
Table 2 – Normalized flickermeter response for rectangular voltage fluctuations (input
relative voltage fluctuation ΔV/V for one unit of perceptibility at output 5).19
Table 3 – Ranges of rated input voltage.19
Table 4 – Relationship between the range selector values and sensation levels .25
Table 5 − Test specification for flickermeter classifier .27
Table 6 – Insulation tests for input and power supply connection.33
Table 7 – Immunity assessment tests to electromagnetic interference.33
Table 8 – Indicative values for the parameters of lamps .23

– 4 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –

Partie 4: Techniques d’essai et de mesure –

Section 15: Flickermètre – Spécifications fonctionnelles

et de conception
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61000-4-15 a été établie par le sous-comité 77A: Phénomènes
basse fréquence, du comité d’études 77 de la CEI: Compatibilité électromagnétique.
Elle constitue la section 15 de la partie 4 de la série CEI 61000. Elle a le statut de publication
fondamentale en CEM en accord avec le guide 107 de la CEI.
La présente version consolidée de la CEI 61000-4-15 comprend la première édition (1997)
[documents 77A/180/FDIS et 77A/190/RVD et son amendement 1 (2003) [documents
77A/389/FDIS et 77A/399/RVD.
Le contenu technique de cette version consolidée est donc identique à celui de l'édition de

base et à son amendement; cette version a été préparée par commodité pour l'utilisateur.
Elle porte le numéro d'édition 1.1.
Une ligne verticale dans la marge indique où la publication de base a été modifiée par
l’amendement 1.
L’annexe A fait partie intégrante de cette norme.
L'annexe B est donnée uniquement à titre d'information.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication de base et de son amendement ne sera
pas modifié avant 2006. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61000-4-15 © IEC:1997+A1:2003 – 5 –

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –

Part 4: Testing and measurement techniques –

Section 15: Flickermeter – Functional and

design specifications
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61000-4-15 has been prepared by subcommittee 77A: Low-
frequency phenomena, of IEC technical committee 77: Electromagnetic compatibility.
It forms section 15 of part 4 of the IEC 61000 series. It has the status of a basic EMC
publication in accordance with IEC guide 107.
This consolidated version of IEC 61000-4-15 consists of the first edition (1997) [documents
77A/180/FDIS and 77A/190/RVD and its amendment 1 (2003) [documents 77A/389/FDIS and
77A/399/RVD.
The technical content is therefore identical to the base edition and its amendment and has
been prepared for user convenience.
It bears the edition number 1.1.
A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by
amendment 1.
Annex A forms an integral part of this standard.
Annex B is for information only.
The committee has decided that the contents of the base publication and its amendment will
remain unchanged until 2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

INTRODUCTION
La CEI 61000- 4 fait partie de la s érie des normes 61000 de la CEI, selon la répartition

suivante:
Partie 1: Généralités
Considérations générales (introduction, principes fondamentaux)

Définitions, terminologie
Partie 2: Environnement
Description de l’environnement

Classification de l’environnement
Niveaux de compatibilité
Partie 3: Limites
Limites d’émission
Limites d’immunité (dans la mesure où elles ne relèvent pas des comités de produit)
Partie 4: Techniques d’essai et de mesure
Techniques de mesure
Techniques d’essai
Partie 5: Guides d’installation et d’atténuation
Guide d’installation
Partie 6: Normes génériques
Méthodes et dispositifs d’atténuation
Partie 9: Divers
Chaque partie est, à son tour, subdivisée en sections qui seront publiées soit sous forme de
normes internationales soit sous forme de rapports techniques.
Ces sections de la CEI 61000-4 seront publiées dans un ordre chronologique et numérotées en
conséquence.
61000-4-15 © IEC:1997+A1:2003 – 7 –

INTRODUCTION
IEC 61000-4 is a part of the IEC 61000 series, according to the following structure:

Part 1: General
General consideration (introduction, fundamental principles)

Definitions, terminology
Part 2: Environment
Description of the environment

Classification of the environment
Compatibility levels
Part 3: Limits
Emission limits
Immunity limits (in so far as they do not fall under the responsibility of the product
committees)
Part 4: Testing and measurement techniques
Measurement techniques
Testing techniques
Part 5: Installation and mitigation guidelines
Installation guidelines
Mitigation methods and devices
Part 6: Generic standards
Part 9: Miscellaneous
Each part is further subdivided into sections which are to be publis hed either as International
Standards or as technical reports.
These sections of IEC 61000- 4 will be publis hed in chronological order and numbered
accordingly.
– 8 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –

Partie 4: Techniques d’essai et de mesure –

Section 15: Flickermètre – Spécifications fonctionnelles

et de conception
1 Domaine d’application et objet

La présente section de la CEI 61000-4 traite des spécifications fonctionnelles et de conception
d’un appareil mesurant le flicker, destiné à indiquer le niveau c orrect de perception du flicker
du flux lumineux (le flicker) pour toutes les formes d’ondes de f luctuation de la tens ion
rencontrées dans la pratique. On y présente des informations permettant de construire un tel
instrument. Une méthode d’évaluation de la sévérité du flicker est fournie à partir des résultats
obtenus avec des flickermètres en conformité avec cette norme.
Cette section s’appuie en partie sur les travaux du Groupe de Travail « Perturbations » de
l’Union Internationale de l’Electrothermie (UIÉ), en partie sur les travaux d’IEEE et en partie
sur les travaux effectués au s ein de la CEI. Dans cette section, les spécifications du
flickermètre ne concernent que des mesures effectuées sous 230 V, 50 Hz et des mesures
effectuées sous 120 V, 60 Hz; les spécifications concernant d’autres tensions et d’autr es
fréquences sont à l’étude.
L’objet de la présente section est de fournir les informations nécessaires à la conception et à
la réalisation d’un flickermètre analogique ou num érique. Il ne s pécifie pas les valeurs limites
tolérables du flicker.
2 Références normatives
Les documents de r éférence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non
datées, la der nière édition du doc ument de r éférence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60068-2-1:1990, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai A: Froid
CEI 60068-2-2:1974, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essais B: Chaleur sèche
CEI 60068-2-3:1969, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai Ca: Essai continu de
chaleur humide
CEI 60068-2-14:1984, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai N: Variations de
température
CEI 61000-4-2:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 2: Essai d’immunité aux décharges électrostatiques
CEI 61000-4-3:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 3: Essai d’immunité aux champs électromagnétiques rayonnés aux
fréquences radioélectriques
CEI 61000-4-4:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 4: Essais d’immunité aux transitoires électriques rapides en salves

61000-4-15 © IEC:1997+A1:2003 – 9 –

ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –

Part 4: Testing and measurement techniques –

Section 15: Flickermeter – Functional and

design specifications
1 Scope and object
This section of IEC 61000-4 gives a functional and design specification for flicker measuring
apparatus intended to indicate the c orrect flicker perception level f or all pr actical voltage
fluctuation waveforms. Information is presented to enable s uch an ins trument to be
constructed. A method is given for the evaluation of flicker severity on the basis of the output of
flickermeters complying with this standard.
This section is based partly on work by the “Disturbances” Working Group of the International
Union for Electroheat (UIE), partly on work of the IEEE, and partly on work within IEC itself.
The flickermeter specifications in this section relate only to measurements of 230 V, 50 Hz
inputs and 120 V, 60 Hz inputs; specifications for other voltages and other frequencies are
under consideration.
The object of this section is to provide basic information for the design and the instrumentation
of an analogue or digital flicker measuring apparatus. It does not give tolerance limit values of
flicker severity.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For
dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of
the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60068-2-1:1990, Environmental testing – Part 2: Tests – Tests A: Cold
IEC 60068-2-2:1974, Environmental testing – Part 2: Tests – Tests B: Dry heat
IEC 60068-2-3:1969, Environmental testing – Part 2: Tests – Test Ca: Damp heat, steady state
IEC 60068-2-14:1984, Environmental testing – Part 2: Tests – Test N: Change of temperature

IEC 61000-4-2:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 2: Electrostatic discharge immunity test
IEC 61000-4-3:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 3: Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test
IEC 61000-4-4:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 4: Electrical fast transient/burst immunity test

– 10 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

CEI 61000-4-5:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 5: Essai d’immunité aux ondes de choc

CEI 61000-4-6:1996, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 6: Immunité aux perturbations conduites, induites par les champs

radioélectriques
CEI 61000-4-8:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 8: Essai d’immunité au champ magnétique à la fréquence du réseau

CEI 61000-4-9:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et

de mesure – Section 9: Essai d’immunité au champ magnétique impulsionnel

CEI 61000-4-11:1994, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 11: Essais d’immunité aux creux de tension, coupures brèves et
variations de tension
CEI 61000-4-12:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai et
de mesure – Section 12: Essai d’immunité aux ondes oscillatoires
CEI 61010-1:1990, Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation,
et de laboratoire – Partie 1: Prescriptions générales
CEI 61326-1:1997, Matériels électriques de mesure de commande et de laboratoire –
Prescriptions relatives à la CEM – Partie 1: Prescriptions générales
CEI 61326-10, – Matériels électriques de mesure de commande et de laboratoire – Prescriptions
relatives à la compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 10: Prescriptions particulières
*
pour les matériels utilisés sur des sites industriels
3 Description de l’instrument
3.1 Généralités
La description ci-dessous concerne principalement une installation analogique.
L’architecture du flickermètre est illustrée par le bloc diagramme de la f igure 1. On peut la
diviser en deux parties réalisant chacune l’une des tâches suivantes:
– simulation de la réponse de la chaîne lampe-oeil-cerveau;
– analyse statistique, en temps réel, du signal du flicker et présentation des résultats.
La première tâche est réalisée par les modules 2, 3 et 4 de la figure 1 et la seconde par le

module 5.
3.2 Module 1 – Adaptateur de tension d’entrée et circuit de vérification de l’étalonnage
Ce module contient un générateur de signaux utilisé pour vérifier l’étalonnage du flickermètre
sur le s ite, ainsi qu’un c ircuit d’adaptation de tens ion qui r amène à un niveau inter ne de
référence la valeur moyenne de la valeur efficace du fondamental de la tension d’entrée. Les
mesures de flicker, exprimées par un rapport donné en pourcentage, peuvent être effectuées,
de cette manière, indépendamment du niveau r éel de la tens ion d’entrée. Des prises sur le
transformateur d’entrée fixent les gammes convenables de la tens ion d’entrée afin de
maintenir le signal d’entrée de l’adaptateur de tension à l’intérieur de la plage requise.
––––––––
*
A publier.
61000-4-15 © IEC:1997+A1:2003 – 11 –

IEC 61000-4-5:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 5: Surge immunity test

IEC 61000-4-6:1996, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 6: Immunity to conducted disturbances induced by radio-frequency fields

IEC 61000-4-8:1993, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 8: Power frequency magnetic field immunity test

IEC 61000-4-9:1993, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 9: Pulse magnetic field immunity test
IEC 61000-4-11:1994, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 11: Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests
IEC 61000-4-12:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 12: Oscillatory waves immunity test
IEC 61010-1:1990, Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and
laboratory use – Part 1: General requirements
IEC 61326-1:1997, Electrical equipment for measurement, control and laboratory use –
Electromagnetic compatibility (EMC) requirements – Part 1: General requirements
IEC 61326-10, – Electrical equipment for measurement, control and laboratory use – Electro-
magnetic compatibility (EMC) requirements – Part 10: Particular requirements for equipment
*
used in industrial locations
3 Description of the instrument
3.1 General
The description given below is based on an analogue implementation.
The flickermeter architecture is described by the block diagram of figure 1, and can be divided
into two parts, each performing one of the following tasks:
– simulation of the response of the lamp-eye-brain chain;
– on-line statistical analysis of the flicker signal and presentation of the results.

The first task is performed by blocks 2, 3 and 4 of figure 1, w hile the s econd task is
accomplished by block 5.
3.2 Block 1 – Input voltage adaptor and calibration checking circuit
This block contains a signal generator to check the calibration of the flickermeter on site and a
voltage adapting circuit that scales the mean r.m.s. value of the input mains frequency voltage
down to an internal reference level. In this way flicker measurements can be m ade
independently of the actual input carrier voltage level and ex pressed as a per cent ratio. Taps
on the input transformer establish suitable input voltage ranges to keep the input signal to the
voltage adaptor within its permissible range.
––––––––
*
To be published.
– 12 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

3.3 Module 2 – Démodulateur quadratique

Le rôle de ce module est de restituer la fluctuation de la tension en élevant au carré la tension

d’entrée ramenée au niveau de référence, simulant ainsi le comportement de la lampe.

3.4 Modules 3 et 4 – Filtres de pondération, élévation au carré et lissage

Le module 3 se compose de deux filtres en cascade et d’un sélecteur de gamme de mesures,

qui peut être placé avant ou après le circuit du filtre sélectif.

Le premier filtre élimine la c omposante continue de la tens ion de s ortie du dém odulateur
quadratique ainsi que la c omposante d’ondulation résiduelle dont la f réquence est double de
celle du réseau.
Le second filtre est un filtre de pondération qui simule la combinaison de la réponse spectrale
d’une lampe à remplissage de gaz inerte à filament bi-spirale (60 W – 230 V et/ou 60 W –
120 V) avec la r éponse de l’œil hum ain pour des fluctuations sinusoïdales de tension.
La fonction de transfert repose pour chaque fréquence sur le seuil de perceptibilité ressenti par
50 % des personnes soumises à l’expérience.
NOTE Une lampe à filament servant de réf érence pour l es réseaux 100 V aurait une répons e en f réquence
différente et nécessiterait donc un réglage du filtre de pondération. Les caractéristiques des lampes à décharge
sont totalement différentes; leur prise en compte nécessiterait des modifications plus profondes de cette norme.
Le module 4 est composé d’un étage quadratique et d’un filtre passe-bas du premier ordre. La
sensation humaine de flicker à tr avers le s ystème lampe-oeil-cerveau est simulée par la
réponse non linéaire combinée des modules 2, 3 et 4.
Seul le module 3 est basé sur la courbe limite de perceptibilité des fluctuations sinusoïdales de
tension; la pondération correcte des variations non sinusoïdales et aléatoires est obtenue par
un choix convenable de la fonction complexe de transfert des modules 3 et 4. A c et effet, on a
aussi vérifié que le fonctionnement de cet appareil est correct pour des signaux rectangulaires
périodiques ainsi qu’avec des signaux transitoires.
La sortie du module 4 représente la sensation instantanée de flicker.
3.5 Module 5 – Evaluation statistique en temps réel
Le module 5 contient un microprocesseur qui effectue l’analyse du niveau de f licker, en temps
réel, permettant ainsi le calcul direct des paramètres significatifs de l’évaluation.
Une interface appropriée permet la présentation des résultats et leur enregistrement. Elle sera
utilisée lors de l’application de méthodes de mesures de la sévérité du flicker par une analyse
statistique. Cette analyse statistique, effectuée en tem ps réel par le m odule 5, doit êtr e
conduite en subdivisant l’amplitude du signal de niveau du flicker en un nombre approprié de

classes. Le signal de niveau du flicker est échantillonné à une fréquence constante.
Chaque fois qu’une valeur adéquate est atteinte, on incrémente d’une unité le c ompteur de la
classe correspondante. On obtient, de cette manière, la f onction de dis tribution des
échantillons du signal d’entrée. En choisissant une fréquence d’échantillonnage égale à au
moins deux fois la fréquence maximale du flicker, le résultat final, au terme de la période de
mesure, représente la distribution de la dur ée du niveau de f licker dans chaque classe. En
additionnant le contenu des compteurs de toutes les classes et en exprimant le total de chaque
classe par rapport au total général, on obtient la fonction de densité de probabilité des niveaux
de flicker.
A partir de c ette fonction, on obtient la f onction de pr obabilité cumulative utilisée dans la
méthode statistique d’analyse de la dur ée pendant laquelle un niveau donné est atteint. La
figure 2 illustre schématiquement la méthode d’analyse statistique limitée à 10 catégories, pour
simplifier la présentation.
61000-4-15 © IEC:1997+A1:2003 – 13 –

3.3 Block 2 – Square law demodulator

The purpose of this block is to recover the voltage f luctuation by squaring the input voltage

scaled to the reference level, thus simulating the behaviour of a lamp.

3.4 Blocks 3 and 4 – Weighting filters, squaring and smoothing

Block 3 is composed of a cascade of two filters and a measuring range selector, which can

precede or follow the selective filter circuit.

The first filter eliminates the d.c. and double m ains frequency ripple components of the

demodulator output.
The second filter is a weighting filter block that simulates the frequency response to sinusoidal
voltage fluctuations of a coiled filament gas-filled lamp (60 W – 230 V and/or 60 W – 120 V)
combined with the human visual system. The response function is based on the perceptibility
threshold found at each frequency by 50 % of the persons tested.
NOTE A reference filament lamp for 100 V systems would have a different frequency response and would require
a corresponding adjustment of the weighting filter. The characteristics of discharge lamps are totally different, and
substantial modifications to this standard would be necessary if they were taken into account.
Block 4 is composed of a squaring multiplier and a first order low-pass filter. The human flicker
sensation via lamp, eye and brain is simulated by the combined non-linear response of blocks
2, 3 and 4.
Block 3 alone is based on the borderline perceptibility curve for sinusoidal voltage fluctuations;
the correct weighting of non-sinusoidal and s tochastic fluctuations is achieved by an
appropriate choice of the complex transfer function for blocks 3 and 4. Accordingly the correct
performance of the model has also been checked with periodic rectangular signals as well as
with transient signals.
The output of block 4 represents the instantaneous flicker sensation.
3.5 Block 5 – On-line statistical analysis
Block 5 incorporates a microprocessor that performs an on-line analysis of the flicker level,
thus allowing direct calculation of significant evaluation parameters.
A suitable interface allows data presentation and recording. The use of this block is related to
methods of deriving measurements of flicker severity by statistical analysis. The statistical
analysis, performed on line by block 5 shall be made by subdividing the amplitude of the flicker
level signal into a suitable number of classes. The flicker level signal is sampled at a constant

rate.
Every time that the appr opriate value oc curs, the c ounter of the c orresponding class is
incremented by one. In this way, the f requency distribution function of the input values is
obtained. By choosing a scanning frequency of at least twice the maximum flicker frequency,
the final result at the end of the measuring interval represents the distribution of flicker level
duration in each class. Adding the c ontent of the counters of all classes and expressing the
count of each class relative to the total gives the probability density function of the f licker
levels.
From this function is obtained the cumulative probability function used in the time-at-level
statistical method. Figure 2 schematically represents the statistical analysis method, limited for
simplicity of presentation to 10 classes.

– 14 – 61000-4-15 © CEI:1997+A1:2003

La fonction de probabilité cumulée utilisée permet d’obtenir des valeurs statistiques signifi-
c
...