⚡ Odporność urządzeń elektrycznych i elektronicznych na impulsowe pole magnetyczne (wyładowania atmosferyczne, zwarcia, łączenia w stacjach) — pole z cewki indukcyjnej zasilanej udarem prądowym 8/20 µs, poziomy probiercze 100, 300 i 1000 A/m albo poziom X, PN-EN 61000-4-9

Elektronika i EMC PN-EN 61000-4-9

Przegląd

CO TA NORMA OPISUJE. Zakres z karty PKN PN-EN 61000-4-9:2016-11 (pole „Zakres” w polskim przekładzie, przytoczone tak, jak stoi na karcie): „Niniejsza część IEC 61000 określa wymagania dotyczące odporności, metod badań i zakresu zalecanych poziomów probierczych dla urządzeń na impulsowe zaburzenia magnetyczne spotykane głównie w: instalacjach przemysłowych, elektrowniach, instalacjach kolejowych, stacjach elektroenergetycznych średniego i wysokiego napięcia. Możliwość zastosowania niniejszej normy do urządzeń zainstalowanych w różnych miejscach, jest określona przez obecność tego zjawiska, jak określono w Rozdziale 4. Niniejsza norma nie bierze pod uwagę zaburzeń spowodowanych sprzężeniami pojemnościowymi lub indukcyjnymi w kablach lub innych części instalacji. (…) Przedmiotem niniejszej normy jest ustanowienie wspólnego odniesienia dla oceny odporności urządzeń elektrycznych i elektronicznych, narażonych na impulsowe pola magnetyczne. (…)” Tekst normy czytamy we fragmencie próbnym IEC 61000-4-9:2016 (wydanie 2.0, 2016-07) od okładki do punktu 6.2.3 (wzorcowanie generatora, strona 13) oraz w wersji z zaznaczonymi zmianami (RLV) do rozdziału 4.

WEDŁUG TEKSTU NORMY (przedmowa, rozdziały 1–6.2.3). Normę przygotował IEC SC 77B; ma status podstawowej publikacji EMC (IEC Guide 107) — komitety wyrobów decydują, czy badanie stosować, i ustalają poziomy oraz kryteria oceny działania. Wydanie drugie zastępuje pierwsze z 1993 r. i zmianę 1:2000; jako zmiany techniczne przedmowa wymienia nowe załączniki: B (rozkład pola cewek), D (niepewność pomiaru), E (model matematyczny przebiegu udaru), F (charakterystyki przy dwóch standardowych cewkach), G (symulacje numeryczne 3D) oraz opisanie obliczania współczynnika cewki i wzorcowania z pomiarem prądu. Badanie ma ustalić reakcję badanego urządzenia (EUT) w określonych warunkach pracy na impulsowe pola magnetyczne pochodzące od łączeń i wyładowań atmosferycznych; norma nie zajmuje się zaburzeniami sprzężonymi pojemnościowo lub indukcyjnie w kablach. Według rozdziału 4 pola impulsowe powstają przy uderzeniach pioruna w budynki i konstrukcje metalowe (maszty, przewody uziemiające, sieci uziemień) i przy początkowych stanach przejściowych zwarć w sieciach niskiego, średniego i wysokiego napięcia, a w stacjach wysokiego napięcia także przy łączeniu szyn i linii wyłącznikami; badanie dotyczy głównie urządzeń elektronicznych instalowanych w obiektach wytwarzania i rozdziału energii oraz w ich centrach sterowania, nie dotyczy urządzeń sieci rozdzielczej (np. transformatorów, linii); komitety wyrobów mogą rozważyć inne zastosowania. Poziomy probiercze (tablica 1, natężenie pola szczytowe): poziomy 1 i 2 — nie dotyczy, 3 — 100 A/m, 4 — 300 A/m, 5 — 1 000 A/m, X — specjalny (powyżej, poniżej albo między pozostałymi, podany w specyfikacji urządzenia); 1 A/m odpowiada w wolnej przestrzeni indukcji 1,26 µT; poziom dobiera się do warunków instalacji (klasy instalacji w załączniku C). Aparatura (6): generator udarów kombinowanych (taki sam kształt przebiegu jak w IEC 61000-4-5) pracuje jako źródło prądu — istotny jest tylko przebieg prądu 8/20 µs, mierzony jako prąd zwarciowy bez dołączonej cewki; parametry generatora: biegunowość dodatnia i ujemna, przesuwanie fazy 0°–360° względem napięcia sieci zasilającej EUT z tolerancją ±10°, powtarzanie co najmniej raz na minutę, szczytowy prąd zwarciowy od 100 A do 1 000 A albo wymagany poziom podzielony przez współczynnik cewki, tolerancja prądu szczytowego ±10 %, wyjście pływające (nieuziemione); czas narastania Tf = 1,25 × Tr = 8 µs ± 20 %, czas trwania Td = 1,18 × Tw = 20 µs ± 20 % (Tr — między 10 % a 90 % wartości szczytowej, Tw — między połówkami wartości szczytowej); w obwodzie wyjściowym kondensator 18 µF; przy wzorcowaniu generatora sonda prądowa nie może się nasycać, jej dolna częstotliwość graniczna (−3 dB) ma być niższa niż 100 Hz, a oscyloskop albo inny przyrząd — o paśmie co najmniej 1 MHz; wzorcuje się dla wszystkich stosowanych poziomów. Definicje (3.1) obejmują m.in. współczynnik cewki (stosunek natężenia pola w środku płaszczyzny cewki bez EUT do prądu) i metodę zbliżeniową (mała cewka przesuwana wzdłuż boku EUT dla znalezienia miejsc szczególnie wrażliwych); wersja RLV pokazuje jako tekst usunięty z poprzedniego wydania definicje „metody zanurzenia” (EUT w środku cewki) i „sieci odsprzęgającej”. Spis treści wymienia dalej: 6.3 — cewka indukcyjna (rozkład pola, standardowe cewki 1 m × 1 m i 1 m × 2,6 m), 6.4 — wzorcowanie systemu badawczego, 7 — stanowisko (EUT stołowe, stojące, badanie na miejscu instalacji — 7.5), 8 — przebieg (warunki klimatyczne i elektromagnetyczne laboratorium, wykonanie), 9 — ocena wyników, 10 — sprawozdanie, załączniki A (cewki niestandardowe, współczynnik cewki), B, C (dobór poziomów), D, E, F, G.

STATUS (stan kart na 02.10.2026). Karta PN-EN 61000-4-9:2016-11 (wersja angielska) nie ma nagłówka „Wycofana” — norma jest AKTUALNA: publikacja 24-11-2016, 62 strony, grupa cenowa V, Sektor Technik Informacyjnych i Komunikacji, KT 104 Kompatybilności Elektromagnetycznej, ICS 33.100.20, „Wprowadza: EN 61000-4-9:2016 [IDT], IEC 61000-4-9:2016 [IDT]”, „Zastępuje: PN-EN 61000-4-9:1998/A1:2003 - wersja polska, PN-EN 61000-4-9:1998 - wersja polska”. Wersji polskiej wydania 2016 w katalogu nie ma: wyszukiwarka PKN pod hasłem „PN-EN 61000-4-9” (02.10.2026) pokazuje 2016-11 (angielska), 1998 (polska) i zmianę A1 (polska 2003, angielska 2002). Karta PN-EN 61000-4-9:1998 (wersja polska; EN 61000-4-9:1993, IEC 61000-4-9:1993): „Wycofana i zastąpiona przez PN-EN 61000-4-9:2016-11 - wersja angielska”, data wycofania 24-11-2016; karta zmiany PN-EN 61000-4-9:1998/A1:2003 (wersja polska): „Wycofany i zastąpiony przez PN-EN 61000-4-9:2016-11”, data wycofania 24-11-2016, „Zakres”: „Zmieniono treść rozdziałów dotyczących warunków klimatycznych, oceny wyników badań i sprawozdania z badań”. Co przejście na wydanie 2016 zmienia dla wyniku — według przedmowy: obliczanie współczynnika cewki i wzorcowanie systemu z pomiarem prądu oraz nowe załączniki (rozkład pola, niepewność, dwie cewki); treści tych punktów nie mamy. Statusu IEC 61000-4-9:2016 na stronie IEC nie sprawdzaliśmy. Nie sprawdzaliśmy też, czy normę wymienia wykaz norm zharmonizowanych z dyrektywą EMC.

ILE LABORATORIÓW I W JAKIEJ POSTACI (kopia bazy zakresów akredytacji, wsad do 17.09.2026, odczyt 02.10.2026). Numer 61000-4-9 stoi w 11 rekordach u 9 laboratoriów: AB 022, AB 053 (2), AB 117, AB 167, AB 171, AB 261 (2), AB 295, AB 310, AB 1604. Aktualne zakresy na stronach PCA (odczyt 02.10.2026, wydania zakresów od 30.12.2024 do 08.09.2026): numer stoi w 12 wierszach — u AB 117 w jednej pozycji dwa razy („PN-EN 61000-4-9:1998” i „PN-EN 61000-4-9:1998+A1:2003”), u AB 053 i AB 261 w dwóch pozycjach. Wydania w PCA: 2016-11 — AB 022, AB 167, AB 171, AB 261, AB 310; 2016 bez miesiąca — AB 295 („PN-EN 61000-4-9:2016”) i AB 053 (zapis „EN 61000-4-9:2016”, bez „PN-”); wycofane 1998 z A1:2003 — AB 117 i AB 1604. Żadna z tych pozycji nie jest zawieszona (u AB 171 przypisy o zawieszeniu części zakresu od 13.05.2026 dotyczą wierszy pogrubioną kursywą — wiersz z 61000-4-9 nie jest tak złożony). Zakładka „Laboratoria” szuka zapisów ZACZYNAJĄCYCH SIĘ od „PN-EN 61000-4-9” i pokazuje 8 laboratoriów — bez AB 053, które pisze „EN 61000-4-9:2016”; sprawdzone zapytaniem zakładki na serwerze produkcyjnym labcoda.pl 02.10.2026: „PN-EN 61000-4-9” — 8, „EN 61000-4-9” — 3 (AB 053 i dwa laboratoria czeskie z akredytacją ČIA, nr 1341 i 1695), „PN-EN IEC 61000-4-9” — 0.

CO BADAJĄ LABORATORIA (pozycje w PCA). Przedmiot: urządzenia elektryczne i elektroniczne — u ośmiu, w tym niskiego napięcia z oświetleniowymi, informatycznymi i trakcyjnymi (AB 022), wyposażenie elektroniczne taboru i inne grupy wyrobów (AB 053, dwie pozycje), o prądzie zasilającym ≤ 16 A (AB 117, AB 295), urządzenia medyczne (AB 1604), urządzenia o przeznaczeniu wojskowym (AB 171 — w jednej pozycji z wieloma normami obronnymi i innymi częściami PN-EN 61000-4), badania w siedzibie laboratorium i w miejscu instalacji (AB 261, „IN SITU”); u AB 310 przedmiotem są „Instalacje przemysłowe i kolejowe, elektrownie, podstacje średniego i wysokiego napięcia” z „metodą bezpośrednią”. Poziomy probiercze w zakresach: do 1000 A/m (AB 053, AB 117, AB 310; AB 295 — „do 1 kA/m”, „typu SURGE”), (100–1000) A/m (AB 261), poziomy 3, 4, 5 i X od 100 do 1000 A/m (AB 167), (100–2200) A/m (AB 1604, przy wydaniu 1998 z A1:2003) — wartość powyżej poziomu 5 jest w tablicy 1 poziomem X, który określa specyfikacja urządzenia; AB 022 i AB 171 nie podają poziomu.

GDZIE ŁATWO O WYNIK POZORNIE POPRAWNY. Przy aparaturze: generator wzorcuje się prądem zwarciowym bez cewki, a natężenie pola wynika z prądu i współczynnika cewki — prąd szczytowy ustawiony bez uwzględnienia współczynnika cewki (wymagany poziom podzielony przez współczynnik) daje inne natężenie pola niż deklarowany poziom; sonda nasycająca się albo o dolnej częstotliwości granicznej powyżej 100 Hz, albo oscyloskop o paśmie poniżej 1 MHz zniekształcają zmierzony kształt 8/20 µs; tolerancje: czas narastania i trwania ±20 %, prąd szczytowy ±10 %. Przy przebiegu: generator ma dawać obie biegunowości, przesuwanie fazy względem napięcia sieci (0°–360°, ±10°) i powtarzanie co najmniej raz na minutę — ile udarów, w jakich biegunowościach i fazach podaje się w badaniu, określa rozdział 8, którego nie mamy, tak jak kryteriów oceny (rozdział 9). Przy poziomie: poziomy 1 i 2 w tablicy 1 „nie dotyczą”, a poziom X i kryteria oceny działania ustala komitet wyrobu albo specyfikacja urządzenia — wynik „odporny przy 1000 A/m” bez kryterium oceny nie mówi, jak urządzenie się zachowało. Przy wydaniu: AB 117 i AB 1604 podają wydanie 1998 z A1:2003 (wycofane 24.11.2016), które według karty zmiany A1 miało inne zapisy o warunkach klimatycznych, ocenie wyników i sprawozdaniu niż wydanie 1998 bez zmiany; wydanie 2016 dodało m.in. wzorcowanie systemu z pomiarem prądu.

CZEGO NIE PODAJEMY. Z wydania 2016 nie mamy punktów od 6.3 (cewki, rozkład pola, wzorcowanie systemu), rozdziałów 7–10 (stanowiska stołowe, stojące i na miejscu instalacji, warunki laboratorium, wykonanie badania, ocena wyników, sprawozdanie) ani załączników A–G (współczynnik cewki, klasy instalacji, niepewność). Nie podajemy więc wymiarów stanowiska, położeń cewki, liczby udarów ani kryteriów oceny działania.

Zasada metody

Generator udarów kombinowanych pracujący jako źródło prądu podaje udar 8/20 µs (czas narastania 8 µs, czas trwania 20 µs) do cewki indukcyjnej o znanym współczynniku, która wytwarza w objętości badanego urządzenia impulsowe pole magnetyczne o natężeniu szczytowym 100, 300 albo 1000 A/m (albo poziomie X ze specyfikacji wyrobu); generator daje udary obu biegunowości i z przesuwaniem fazy względem napięcia sieci, a obserwuje się działanie urządzenia w określonych warunkach pracy i ocenia według kryteriów ustalonych dla wyrobu.

Zastosowania

• Urządzenia elektroniczne do obiektów wytwarzania i rozdziału energii, stacji średniego i wysokiego napięcia, instalacji przemysłowych i kolejowych (zakres normy) — w zakresach: tabor, sterowanie, AB 310 — instalacje i podstacje
• Urządzenia elektryczne i elektroniczne ogólnego przeznaczenia, medyczne i wojskowe — badania odporności według specyfikacji wyrobu (9 laboratoriów)
• Badanie na miejscu instalacji („IN SITU”) — AB 261

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 61000-4-9:2016-11 (wersja angielska; EN 61000-4-9:2016, IEC 61000-4-9:2016 IDT)

Tytuł (PL)

Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Część 4-9: Metody badań i pomiarów — Badanie odporności na impulsowe pole magnetyczne

Title (EN)

Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-9: Testing and measurement techniques — Impulse magnetic field immunity test

Procedura krok po kroku

1. Dobór poziomu

   Poziom probierczy z tablicy 1 (100, 300, 1 000 A/m albo X) według warunków instalacji (klasy w załączniku C) i specyfikacji wyrobu; kryteria oceny działania — od komitetu wyrobu. PN-EN 61000-4-9:2016-11 aktualna (stan karty na 02.10.2026).

2. Wzorcowanie generatora

   Prąd zwarciowy bez cewki: 8/20 µs (±20 %), prąd szczytowy ±10 %, dla każdego stosowanego poziomu; sonda < 100 Hz (−3 dB), pasmo ≥ 1 MHz.

3. Prąd w cewce

   Prąd szczytowy = wymagane natężenie pola podzielone przez współczynnik cewki; współczynnik i rozkład pola cewek — punkt 6.3 i załączniki A, B (treści NIE PODAJEMY).

4. Stanowisko i badanie

   EUT stołowe, stojące (z płaszczyzną odniesienia) albo na miejscu instalacji (rozdział 7); liczby udarów, biegunowości i faz z rozdziału 8 NIE PODAJEMY (generator musi umożliwiać obie biegunowości i przesuwanie fazy).

5. Ocena i sprawozdanie

   Działanie EUT ocenia się według kryteriów ze specyfikacji wyrobu (rozdział 9), sprawozdanie — rozdział 10 (treści obu NIE PODAJEMY).

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Generator udarów wytwarza wysokie napięcia i prądy do 1 000 A — praca według instrukcji aparatury; przeczytany tekst normy nie zawiera ostrzeżeń bhp
• UWAGA MERYTORYCZNA: natężenie pola zależy od prądu i współczynnika cewki — sam prąd generatora nie jest poziomem probierczym; AB 117 i AB 1604 podają wydanie 1998 z A1:2003, wycofane 24-11-2016

Najczęstsze pytania