IEC 61000-4-5:2005
(Main)Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test
IEC 61000-4-5:2005 relates to the immunity requirements, test methods, and range of recommended test levels for equipment to unidirectional surges caused by overvoltages from switching and lightning transients. Several test levels are defined which relate to different environment and installation conditions. These requirements are developed for and are applicable to electrical and electronic equipment. The object of this standard is to establish a common reference for evaluating the immunity of electrical and electronic equipment when subjected to surges. The test method documented in this part of IEC 61000 describes a consistent method to assess the immunity of an equipment or system against a defined phenomenon. This standard defines:
- a range of test levels;
- test equipment;
- test setups;
- test procedures.
The task of the described laboratory test is to find the reaction of the EUT under specified operational conditions, to surge voltages caused by switching and lightning effects at certain threat levels. It is not intended to test the capability of the EUT's insulation to withstand high-voltage stress. Direct injections of lightning currents, i.e, direct lightning strikes, are not considered in this standard. It has the status of a basic EMC publication in accordance with IEC Guide 107.
The contents of the corrigendum of October 2009 have been included in this copy.
Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 4-5: Techniques d'essai et de mesure - Essai d'immunité aux ondes de choc
La CEI 61000-4-5:2005 se rapporte aux exigences d'immunité pour les matériels, aux méthodes d'essai et à la gamme des niveaux d'essai recommandés, vis-à-vis des ondes de choc unidirectionnelles provoquées par des surtensions dues aux transitoires de foudre et de man uvres. Elle définit plusieurs niveaux d'essai se rapportant à différentes conditions d'environnement et d'installation. Ces exigences sont développées pour les matériels électrique et électronique et leur sont applicables. Cette norme a pour objet d'établir une référence commune dans le but d'évaluer l'immunité des matériels électriques et électroniques, quand ils sont soumis à des ondes de choc. La méthode d'essai documentée dans cette partie de la CEI 61000 décrit une méthode logique en vue d'évaluer l'immunité d'un équipement ou d'un système vis-à-vis d'un phénomène donné. Cette norme définit:
- une gamme de niveaux d'essai;
- le matériel d'essai;
- les montages d'essai;
- les procédures d'essai.
L'essai de laboratoire décrit ici a pour but de déterminer la réaction de l'EST, dans des conditions opérationnelles spécifiées, aux surtensions d'origine atmosphérique ou dues à des man uvres, pour certains niveaux de menace. Il n'est pas destiné à évaluer la capacité de l'isolation à supporter des tensions élevées. Les injections directes de courants de foudre, par exemple les coups de foudre directs, ne sont pas prises en compte par cette norme. Cette norme a le statut de publication fondamentale en CEM en accord avec le Guide 107 de la CEI.
Le contenu du corrigendum d'octobre 2009 a été pris en considération dans cet exemplaire.
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INTERNATIONAL IEC
STANDARD 61000-4-5
Second edition
2005-11
BASIC EMC PUBLICATION
Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 4-5:
Testing and measurement techniques –
Surge immunity test
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Part 4-5:
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61000-4-5 IEC:2005 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7
INTRODUCTION.11
1 Scope and object.13
2 Normative references .13
3 Terms and definitions .15
4 General .21
4.1 Power system switching transients .21
4.2 Lightning transients .21
4.3 Simulation of the transients .21
5 Test levels.23
6 Test instrumentation.23
6.1 1,2/50 µs combination wave generator .23
6.2 10/700 µs combination wave generator .31
6.3 Coupling/decoupling networks .37
7 Test setup .63
7.1 Test equipment .63
7.2 Test setup for tests applied to EUT power ports .63
7.3 Test setup for tests applied to unshielded unsymmetrical interconnection
lines .63
7.4 Test setup for tests applied to unshielded symmetrical interconnections
communication lines.65
7.5 Test setup for tests applied to high speed communications lines .65
7.6 Test setup for tests applied to shielded lines .65
7.7 Test setup to apply potential differences .71
7.8 EUT mode of operation .71
8 Test procedure .73
8.1 Laboratory reference conditions .73
8.2 Application of the surge in the laboratory.73
9 Evaluation of test results .75
10 Test report.77
Annex A (informative) Selection of generators and test levels .79
Annex B (informative) Explanatory notes .83
Annex C (informative) Considerations for achieving immunity for equipment
connected to low voltage power systems .91
Bibliography.95
Figure 1 – Simplified circuit diagram of the combination wave generator (1,2/50 µs –
8/20 µs) .25
Figure 2 – Waveform of open-circuit voltage (1,2/50 µs) at the output of the generator
with no CDN connected (waveform definition according to IEC 60060-1).29
61000-4-5 IEC:2005 – 5 –
Figure 3 – Waveform of short-circuit current (8/20 µs) at the output of the generator
with no CDN connected (waveform definition according to IEC 60060-1).29
Figure 4 – Simplified circuit diagram of the combination wave generator (10/700 µs –
5/320 µs) according to ITU K series standards.31
Figure 5 – Waveform of open-circuit voltage (10/700 µs) (waveform definition
according to IEC 60060-1) .33
Figure 6 – Waveform of the 5/320 µs short-circuit current waveform (definition
according to IEC 60060-1) .35
Figure 7 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c./d.c. lines; line-to-line
coupling (according to 7.2).37
Figure 8 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c./d.c. lines; line-to-
ground coupling (according to 7.2).39
Figure 9 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c. lines (3 phases); line
L3 to line L1 coupling (according to 7.2) .41
Figure 10 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c. lines (3 phases); line
L3 to ground coupling (according to 7.2) .43
Figure 11 – Example of test set up for unshielded unsymmetrical interconnection lines;
line-to-line and line-to-ground coupling (according to 7.3), coupling via capacitors .45
Figure 12 – Example of test setup for unshielded unsymmetrical interconnection lines;
line-to-line and line-to-ground coupling (according to 7.3), coupling via arrestors.47
Figure 13 – Example of test setup for unshielded unsymmetrical interconnection lines;
line-to-line and line-to-ground coupling (according to 7.3), coupling via a clamping
circuit.49
Figure 14 – Example of test setup for unshielded symmetrical interconnection lines
(communication lines); lines-to-ground coupling (according to 7.4), coupling via
arrestors .51
Figure 15 – Example of a coupling/decoupling network for symmetrical high speed
communication lines using the 1,2/50 µs surge .53
Figure 16 – Example of test setup for tests applied to shielded lines (according to 7.6)
and to apply potential differences (according to 7.7) .67
Figure 17 – Example of test setup for tests applied to shielded lines grounded only at
one end (according to 7.6) and to apply potential differences (according to 7.7) .69
Figure 18 – Coupling method and test setup for tests applied to shielded lines and to
apply potential differences, especially in configurations with multiple shielded cable
wiring.71
Table 1 – Test levels.23
Table 2 – Definitions of the waveform parameters 1,2/50 µs – 8/20 µs.27
Table 3 – Relationship between peak open-circuit voltage and peak short-circuit
current .27
Table 4 – Definitions of the waveform parameters 10/700 µs – 5/320 µs .35
Table 5 – Relationship between peak open-circuit voltage and peak short-circuit current.35
Table 6 – Voltage waveform specification at the EUT port of the coupling/decoupling
network.57
Table 7 – Current waveform specification at the EUT port of the coupling/decoupling
network.57
Table A.1 – Selection of the test levels (depending on the installation conditions) .81
61000-4-5 IEC:2005 – 7 –
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) –
Part 4-5 : Testing and measurement techniques –
Surge immunity test
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of 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, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). 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. 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 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 IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National
...
NORME CEI
INTERNATIONALE 61000-4-5
Deuxième édition
2005-11
PUBLICATION FONDAMENTALE EN CEM
Compatibilité électromagnétique (CEM) –
Partie 4-5:
Techniques d'essai et de mesure –
Essai d’immunité aux ondes de choc
Cette version française découle de la publication d’origine
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Les numéros de page manquants sont ceux des pages
supprimées.
Numéro de référence
CEI 61000-4-5:2005(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
Informations supplémentaires sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI
afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
liste des publications parues, sont également disponibles par l’intermédiaire de:
• Site web de la CEI (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/searchpub) vous permet
de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des
recherches textuelles, par comité d’études ou date de publication. Des informations
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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Essai d’immunité aux ondes de choc
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procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
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– 2 – 61000-4-5 CEI:2005
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.6
INTRODUCTION.10
1 Domaine d'application et objet.12
2 Références normatives.12
3 Termes et définitions .14
4 Généralités.20
4.1 Transitoires de manœuvre sur les réseaux électriques .20
4.2 Transitoires de foudre .20
4.3 Simulation des transitoires .20
5 Niveaux d'essai .22
6 Instrumentation d'essai.22
6.1 Générateur d'ondes combinées 1,2/50 µs.22
6.2 Générateur d'ondes combinées 10/700 µs.30
6.3 Réseaux de couplage/découplage .36
7 Montage d'essai .62
7.1 Matériel d'essai .62
7.2 Montage d'essai pour les essais pratiqués sur les accès alimentation de
l'EST .62
7.3 Montage d'essai pour les essais pratiqués sur les lignes d'interconnexion
non symétriques et non blindées .62
7.4 Montage d'essai pour les essais pratiqués sur les lignes d'interconnexion ou
de télécommunications symétriques non blindées .64
7.5 Montage d'essai pour les essais pratiqués sur les lignes de communications
à grande vitesse.64
7.6 Montage d'essai pour les essais pratiqués sur les lignes blindées .64
7.7 Montage d'essai pour l'application de différences de potentiel.70
7.8 Mode de fonctionnement de l'EST .70
8 Procédure d'essai.72
8.1 Conditions de référence en laboratoire .72
8.2 Application de l'onde de choc en laboratoire.72
9 Evaluation des résultats d’essai .74
10 Rapport d’essai .76
Annexe A (informative) Choix des générateurs et des niveaux d'essai .78
Annexe B (informative) Notes explicatives .82
Annexe C (informative) Considérations en vue d'obtenir l'immunité pour les
équipements connectés aux systèmes d'alimentation à basse tension.90
Bibliographie.94
Figure 1 – Schéma de principe du circuit du générateur d'ondes combinées
(1,2/50 µs – 8/20 µs) .24
Figure 2 – Forme d'onde de tension en circuit ouvert (1,2/50 µs) en sortie du générateur
sans RCD connecté (définition de la forme d'onde selon la CEI 60060-1) .28
– 4 – 61000-4-5 CEI:2005
Figure 3 – Forme d'onde en courant de court-circuit (8/20 µs) en sortie du générateur
sans RCD connecté (définition de la forme d'onde selon la CEI 60060-1) .28
Figure 4 – Schéma de principe du circuit du générateur d'ondes combinées (10/700 µs
– 5/320 µs) conformément aux normes de la série K de l'UIT .30
Figure 5 – Forme d'onde de tension en circuit ouvert (10/700 µs) (définition de la forme
d'onde selon la CEI 60060-1) .32
Figure 6 – Forme d'onde de courant de court-circuit 5/320 µs (définition selon la
CEI 60060-1).34
Figure 7 – Exemple de montage d'essai de ligne à couplage capacitif sur lignes à
c.a./c.c.; couplage entre fils (conformément à 7.2).36
Figure 8 – Exemple de montage d'essai de ligne à couplage capacitif sur lignes à
c.a./c.c.; couplage entre un fil et la terre (conformément à 7.2.38
Figure 9 – Exemple de montage d'essai à couplage capacitif sur lignes à c.a.
(triphasé); couplage entre la phase L3 et la phase L1 (conformément à 7.2) .40
Figure 10 – Exemple de montage d'essai à couplage capacitif sur lignes à c.a.
(triphasé); couplage entre la phase L3 et la terre (conformément à 7.2) .42
Figure 11 – Exemple de montage d'essai pour lignes d'interconnexion non blindées;
couplage entre fils de ligne ou entre un fil et la terre (conformément à 7.3),
couplage par condensateurs.44
Figure 12 – Exemple de montage d'essai pour lignes d'interconnexion non symétriques
et non blindées; couplage entre fils de ligne ou entre un fil et la terre
(conformément à 7.3), couplage par parafoudres.46
Figure 13 – Exemple de montage d'essai pour lignes d'interconnexion non symétriques
et non blindées; couplage entre fils de ligne ou entre un fil et la terre
(conformément à 7.3), couplage par circuit de clampage .48
Figure 14 – Exemple de montage d'essai pour lignes non blindées utilisées de façon
symétrique (lignes de communications); couplage entre fils de ligne et la terre
(conformément à 7.4), couplage par parafoudres.50
Figure 15 – Exemple de réseau de couplage/découplage pour lignes de
communications symétriques à grande vitesse utilisant l'onde de choc 1,2/50 µs .52
Figure 16 – Exemple de montage d'essai pour les essais pratiqués sur les lignes
blindées (conformément à 7.6) et pour appliquer des différences de potentiel
(conformément à 7.7) .66
Figure 17 – Exemple de montage d'essai pour les essais pratiqués sur les lignes
blindées mises à la terre à une seule extrémité (conformément à 7.6) et pour
appliquer les différences de potentiel (conformément à 7.7) .68
Figure 18 – Méthode de couplage et installation d'essai pour essais appliqués aux
lignes blindées et pour appliquer les différences de potentiel, spécialement dans
des configurations avec câblage par câbles blindés multiples.70
Tableau 1 – Niveaux d'essai .22
Tableau 2 – Définitions des paramètres des formes d'ondes 1,2/50 µs – 8/20 µs .26
Tableau 3 – Relations entre tension de crête en circuit ouvert et courant crête de
court-circuit .26
Tableau 4 – Définitions des paramètres des formes d'ondes 10/700 µs – 5/320 µs .34
Tableau 5 – Relations entre tension de crête en circuit ouvert et courant crête de
court-circuit .34
Tableau 6 – Spécification de la forme d'onde de la tension à l'accès EST du réseau de
couplage/découplage.56
Tableau 7– Spécification de la forme d'onde du courant du réseau de
couplage/découplage.56
Tableau A.1 – Choix des niveaux d'essai (en fonction des conditions d'installation).80
– 6 – 61000-4-5 CEI:2005
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE (CEM) –
Partie 4-5: Techniques d'essai et de mesure –
Essai d'immunité aux ondes de choc
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) 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, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). 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 de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI s
...
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ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie
et les microfilms, sans l'accord écrit de la CEI ou du Comité national de la CEI du pays du demandeur.
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ICS 33.100.20 ISBN 2-8318-8371-7
– 2 – 61000-4-5 © IEC:2005
CONTENTS
FOREWORD.4
INTRODUCTION.6
1 Scope and object.7
2 Normative references .7
3 Terms and definitions .8
4 General .11
4.1 Power system switching transients .11
4.2 Lightning transients .11
4.3 Simulation of the transients .11
5 Test levels.12
6 Test instrumentation.12
6.1 1,2/50 µs combination wave generator .12
6.2 10/700 µs combination wave generator .16
6.3 Coupling/decoupling networks .19
7 Test setup .32
7.1 Test equipment .32
7.2 Test setup for tests applied to EUT power ports .32
7.3 Test setup for tests applied to unshielded unsymmetrical interconnection
lines .32
7.4 Test setup for tests applied to unshielded symmetrical interconnections
communication lines.33
7.5 Test setup for tests applied to high speed communications lines .33
7.6 Test setup for tests applied to shielded lines .33
7.7 Test setup to apply potential differences .36
7.8 EUT mode of operation .36
8 Test procedure .37
8.1 Laboratory reference conditions .37
8.2 Application of the surge in the laboratory.37
9 Evaluation of test results .38
10 Test report.39
Annex A (informative) Selection of generators and test levels .40
Annex B (informative) Explanatory notes .42
Annex C (informative) Considerations for achieving immunity for equipment
connected to low voltage power systems .46
Bibliography.48
Figure 1 – Simplified circuit diagram of the combination wave generator (1,2/50 µs –
8/20 µs) .13
Figure 2 – Waveform of open-circuit voltage (1,2/50 µs) at the output of the generator
with no CDN connected (waveform definition according to IEC 60060-1).15
61000-4-5 © IEC:2005 – 3 –
Figure 3 – Waveform of short-circuit current (8/20 µs) at the output of the generator
with no CDN connected (waveform definition according to IEC 60060-1).15
Figure 4 – Simplified circuit diagram of the combination wave generator (10/700 µs –
5/320 µs) according to ITU K series standards.16
Figure 5 – Waveform of open-circuit voltage (10/700 µs) (waveform definition
according to IEC 60060-1) .17
Figure 6 – Waveform of the 5/320 µs short-circuit current waveform (definition
according to IEC 60060-1) .18
Figure 7 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c./d.c. lines; line-to-line
coupling (according to 7.2).19
Figure 8 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c./d.c. lines; line-to-
ground coupling (according to 7.2).20
Figure 9 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c. lines (3 phases); line
L3 to line L1 coupling (according to 7.2) .21
Figure 10 – Example of test setup for capacitive coupling on a.c. lines (3 phases); line
L3 to ground coupling (according to 7.2) .22
Figure 11 – Example of test set up for unshielded unsymmetrical interconnection lines;
line-to-line and line-to-ground coupling (according to 7.3), coupling via capacitors .23
Figure 12 – Example of test setup for unshielded unsymmetrical interconnection lines;
line-to-line and line-to-ground coupling (according to 7.3), coupling via arrestors.24
Figure 13 – Example of test setup for unshielded unsymmetrical interconnection lines;
line-to-line and line-to-ground coupling (according to 7.3), coupling via a clamping
circuit.25
Figure 14 – Example of test setup for unshielded symmetrical interconnection lines
(communication lines); lines-to-ground coupling (according to 7.4), coupling via
arrestors .26
Figure 15 – Example of a coupling/decoupling network for symmetrical high speed
communication lines using the 1,2/50 μs surge .27
Figure 16 – Example of test setup for tests applied to shielded lines (according to 7.6)
and to apply potential differences (according to 7.7) .34
Figure 17 – Example of test setup for tests applied to shielded lines grounded only at
one end (according to 7.6) and to apply potential differences (according to 7.7) .35
Figure 18 – Coupling method and test setup for tests applied to shielded lines and to
apply potential differences, especially in configurations with multiple shielded cable
wiring.
levels.12
Table 1 – Test
Table 2 – Definitions of the waveform parameters 1,2/50 μs – 8/20 µs.14
Table 3 – Relationship between peak open-circuit voltage and peak short-circuit
current .14
Table 4 – Definitions of the waveform parameters 10/700 μs – 5/320 µs .18
Table 5 – Relationship between peak open-circuit voltage and peak short-circuit current.18
Table 6 – Voltage waveform specification at the EUT port of the coupling/decoupling
network.29
Table 7 – Current waveform specification at the EUT port of the coupling/decoupling
network.29
Table A.1 – Sele
...
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