Wenn die Störung durch die Steckdose kommt: Warum Burst- und Surge-Prüfungen über die Zuverlässigkeit von Elektronik entscheiden

Ein Steuergerät in einer Fertigungsstraße, das plötzlich neu startet. Ein Sensor, der ohne erkennbaren Grund falsche Werte liefert. Ein Regler, der nach einem Gewitter nicht mehr reagiert. Solche Aussetzer haben oft keine sichtbare Ursache – und sehr häufig doch dieselbe Wurzel: elektromagnetische Störungen, die über Kabel, Leitungen und Versorgungsnetze in ein Gerät gelangen. Damit Elektronik im rauen Alltag von Industrie, Energieversorgung und Gebäudetechnik zuverlässig funktioniert, muss sie ihre Störfestigkeit nachweisen. Zwei Prüfungen stehen dabei besonders im Mittelpunkt: der Burst- und der Surge-Test.

Was Burst und Surge unterscheidet

Beide Prüfungen simulieren Störungen, wie sie im realen Betrieb vorkommen, tun das aber auf unterschiedliche Weise. Der Burst-Test nach der Norm IEC 61000-4-4 bildet schnelle transiente Störungen nach – kurze, dicht aufeinanderfolgende Impulspakete, wie sie etwa beim Schalten von Relais, Schützen oder induktiven Lasten entstehen. Charakteristisch ist die hohe Frequenz vieler kleiner Nadelimpulse, die sich vor allem in Steuer- und Signalleitungen bemerkbar machen.

Der Surge-Test nach IEC 61000-4-5 zielt dagegen auf einzelne, energiereiche Überspannungsimpulse. Sie entstehen beispielsweise durch Blitzeinschläge in der Nähe oder durch große Lastwechsel im Versorgungsnetz. Ein Surge-Impuls ist seltener, transportiert aber deutlich mehr Energie und kann Bauteile im ungünstigen Fall dauerhaft zerstören. Wer beide Prüfungen besteht, hat gezeigt, dass ein Gerät sowohl das nervöse Störfeuer aus dem Schaltschrank als auch den seltenen, aber heftigen Schlag aus dem Netz übersteht.

Warum die Prüfungen zur Pflicht gehören

Für viele elektronische Produkte ist der Nachweis der elektromagnetischen Verträglichkeit – kurz EMV – keine Kür, sondern Voraussetzung für den Marktzugang. In der Europäischen Union verlangt die EMV-Richtlinie, dass Geräte weder ihre Umgebung unzulässig stören noch selbst übermäßig störanfällig sind. Die genannten IEC-Normen, in Europa als EN-Fassungen übernommen, beschreiben die dazugehörigen Testverfahren im Detail: welche Spannungspegel angelegt werden, wie die Impulse eingekoppelt werden und welche Prüfschärfegrade für welche Einsatzumgebung gelten.

Für Hersteller bedeutet das: Ein Produkt gilt erst dann als ausgereift, wenn es diese Prüfungen dokumentiert bestanden hat. Anbieter entsprechender Prüf- und Messtechnik verweisen darauf, dass gerade in industriellen Umgebungen mit vielen Schaltvorgängen und langen Leitungswegen die Störfestigkeit über die Zuverlässigkeit einer ganzen Anlage entscheiden kann. Ein einzelnes anfälliges Gerät reicht mitunter aus, um einen komplexen Prozess ins Stocken zu bringen.

Ein Thema, das mit der Elektronik wächst

Die Bedeutung solcher Tests nimmt eher zu als ab. Je mehr Sensorik, Leistungselektronik und Vernetzung in Maschinen, Fahrzeugen und Gebäuden stecken, desto dichter wird das elektromagnetische Umfeld, in dem all diese Komponenten koexistieren müssen. Frequenzumrichter, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder dezentrale Energiespeicher erzeugen selbst Störungen und müssen zugleich gegen die Störungen anderer gewappnet sein. Die Prüfnormen werden entsprechend regelmäßig überarbeitet, um neue Technologien und Einsatzszenarien abzudecken.

Unsichtbar, aber entscheidend

Burst- und Surge-Prüfungen sind ein gutes Beispiel dafür, wie viel Ingenieursarbeit in der Zuverlässigkeit steckt, die wir im Alltag für selbstverständlich halten. Kaum jemand denkt beim Betätigen eines Schalters an die transienten Impulse, die dabei entstehen. Dass Steuerungen, Messgeräte und Automatisierungstechnik trotzdem meist klaglos funktionieren, ist auch das Ergebnis genormter Störfestigkeitstests im Labor. Für Betriebe, die auf durchgehende Prozesse angewiesen sind, lohnt der Blick auf die EMV-Prüfberichte eines Geräts deshalb genauso wie der auf das Datenblatt.

Dieser Beitrag ist eine redaktionelle Einordnung eines technischen Fachthemas auf Basis öffentlich zugänglicher Informationen und allgemein anerkannter Normen. Er ersetzt keine normkonforme Prüfberatung im Einzelfall.

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