Anforderungen an Ger te und Anlagen bei Vermarktung in den USA

Fachhochschule Trier
FB Technik
Projektarbeit
Elektromagnetische Verträglichkeit
EMV-Anforderungen an Geräte und Anlagen
bei Vermarktung innerhalb der USA
Vorgelegt von Oliver Bichler
Mat. Nr. 932393
Abgabedatum 28. Oktober 2008
Elektromagnetische Verträglichkeit
Inhaltsverzeichnis
1.
2.
EINLEITUNG ........................................................................................................ 3
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG ZUR EMV .............................................................. 3
2.1. UNTERSCHIED ZWISCHEN EUROPA UND USA .............................................. 3
2.2
UNTERSCHIED ZWISCHEN VERIFICATION, DOC UND CERTIFICATION .......... 3
2.3
ZULASSUNG ZUR KONFORMITÄTSERKLÄRUNG ............................................ 4
3. Gerätesicherheit .................................................................................................. 5
3.1
DIE UL PRÜFUNG ........................................................................................ 5
3.1.1
UL LISTING-PRÜFZEICHEN ................................................................... 5
3.1.2
C-UL LISTING-PRÜFZEICHEN ............................................................... 5
3.1.3
C-UL U.S. LISTING-PRÜFZEICHEN ....................................................... 5
3.1.4
KLASSIFIZIERUNGSZEICHEN .................................................................. 6
3.1.5
RECOGNISED COMPONENT MARK FÜR KANADA UND DEN VEREINIGTEN
STAATEN ............................................................................................... 6
3.2
NEMA KONFORMITÄT ................................................................................ 6
3.3
CSA PRÜFUNG ............................................................................................ 6
3.4
CB VERFAHREN .......................................................................................... 7
4. FAZIT .................................................................................................................. 8
5. LITERATURVERZEICHNIS ..................................................................................... 7
6. QUELLENNACHWEIS ............................................................................................ 8
ANHANG A: ................................................................................................................. 9
Oliver Bichler
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Elektromagnetische Verträglichkeit
1.
Konformitätserklärung EMV
EINLEITUNG
Die Produktzulassungskennzeichnung CE ist keine weltweit gültige Richtlinie.
Die Anforderungen an elektrische Produkte und Anlagen in Bezug auf die
elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) sind in den USA nicht durch die CE
Richtlinien, sondern in den Vorschriften der amerikanischen Behörde Federal
Communications Commission (FCC) geregelt.
Zusätzlich zur EMV muß in den USA auch die Produktsicherheit abgeprüft sein.
Hierfür ist z.B. das Underwriters Laborities (UL) zuständig.
Diese Ausarbeitung beschreibt welche Anforderungen (technisch sowohl als auch
administrativ) der FCC und UL erfüllt sein müssen, bevor ein elektrisches Produkt
legal in die USA zum verkauf eingeführt werden darf.
2.
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG ZUR EMV
2.1. UNTERSCHIED ZWISCHEN EUROPA UND USA
Anders als in Europa wird in den USA nicht zwischen Normen, Richtlinien und
Gesetzen unterschieden. Des weiteren unterscheidet man nicht zwischen EMV und
funkspezifischen Anforderungen. Aus Sicht der FCC unterliegt eine effektive
Nutzung eines Funkfrequenzspektrums ebenso wie eine elektromagnetische
Störung den EMV Anforderung.
Es wird demnach davon ausgegangen, daß ein elektrisches Produkt durch
elektromagnetische Wellen in seiner Funktion gestört werden kann, als auch
elektromagnetische Wellen zur Störung andere Produkte aussenden.
Jedes elektrisch betriebe Produkt fällt in den USA unter den Code of Federal
Regulations (CFR) 47 der FCC.
Welche Produkte ohne eine Typprüfung (individuelle Betriebsgenehmigung) in den
USA Betrieben werden dürfen, ist in den Teilen 2(Frequency allocations and radio
treaty matters; general rules and regulations), 15 (Radio frequency devices) und 18
(Industrial, scientific, and medical equipment) geregelt.
2.2 UNTERSCHIED ZWISCHEN VERIFICATION, DOC UND
CERTIFICATION
Der Teil 2 beschreibt die drei Verfahren Verification, DoC und Certification unter
denen Produkte für den US amerikanischen Markt zertifiziert werden.
Das Verfahren ‚Verification‘ beruht auf einer Herstellererklärung. Der Hersteller
führt selbst Messungen durch oder läßt diese in einem Labor durchführen. Dabei
unternimmt er die notwendigen Schritte, um
sicherzustellen, daß das Produkt mit den
entsprechenden technischen Vorschriften
übereinstimmt. Verifizierte Produkte müssen
eindeutig identifizierbar sein, eine besondere
Kennzeichnung ist nicht erforderlich. Die
Zusendung
eines Gerätemusters
oder
repräsentativer Daten an die FCC ist nicht Abb. 1: Kennzeichungsmuster nach
DoC Verfahren
erforderlich, sofern sie nicht von der
Commission angefordert werden.
Oliver Bichler
3
Elektromagnetische Verträglichkeit
Konformitätserklärung EMV
Bei dem Verfahren ‚Declaration of Conformity‘ (DoC) (Abb. 1) führt der Hersteller
ebenfalls eine Konformitätsbewertung in Eigenverantwortung durch. Allerdings
müssen die Prüfungen in besonderen Laboren erfolgen. Die Labore müssen
gelistet
(akkreditiert)
sein
und,
außerhalb
der
USA,
als
Konformitätsbewertungsstelle (CAB) im Bereich EMV anerkannt sein. Unter dem
DoC-Verfahren in Verkehr gebrachte Produkte bedürfen einer besonderen
Kennzeichnung. Die Zusendung eines Gerätemusters oder Daten an die FCC ist
auch hier nicht erforderlich.
Das Verfahren ‚Certification‘ beschreibt die klassische Zulassung. Es ist ein
bilateraler Zulassungsprozess, bei dem ein Antrag an die FCC oder einen
Telecommunication Certification Body (TCB) zur Bewertung und Zulassung gestellt
werden muß. Hierunter fallen nur Produkte die Aktiv am Funkverkehr teilnehmen.
2.3
ZULASSUNG ZUR KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
Es gibt zwei Möglichkeiten eine FCC Zulassung für ein neues Produkt zu erhalten:
1. Eine Prüfung in einem FCC zugelassenen Labor in Amerika
2. Eine Prüfung in einem Mutual Recognition Agreements (MRA) anerkannten
Labor in Europa.
Die Variante 1 ist je nach Gerätegröße mit erheblichen Frachtkosten verbunden.
Des weiteren muß in diesem Fall der Hersteller selbst sich mit den administrativen
Anforderungen in USA auseinander setzen. Um den Handel zu erleichtern,
vereinbarte die Europäische Kommission seit den 90er Jahren mit Drittländern
MRAs.
MRAs
sind
Abkommen
über
die
gegenseitige
Anerkennung
der
Konformitätsbewertung von reglementierten Produkten. Mit einem MRA werden die
Vertragspartner ermächtigt, Produkte vor der Ausfuhr in ihrem eigenen
Hoheitsgebiet nach den Regeln der anderen Vertragspartei zu prüfen, und falls
erforderlich, zu zertifizieren.
Das MRA zwischen der USA und der EU ist seit 01.12.1998 in Kraft. Der Sektor
EMV gilt in der EU für alle unter die EMV-Richtlinie fallende Produkte und in den
USA für alle unter 47CFR Teil 15 und 18 fallende Produkte.
Im Teil 15 ist der Frequenzbereich festgelegt ab dem für ein Produkt in den USA
ein FCC Prüfzeichen benötigt wird(CFR47 Subpart A Teil 15.3.u). Hiernach sind
alle Produkte die nicht im Teil 15 und 18 einzuordnen sind und unterhalb von 9kHz
arbeiten von einer EMV Prüfung befreit.
Das FCC Formular 740 (Anhang A) bestätigt noch einmal dem Zoll gegenüber, das
alle nötigten Richtlinien eingehalten wurden.
Im vorliegenden Fall des Dimmers, arbeitet das Produkt innerhalb der
Netzfrequenz von 50 Hz´, somit weit unterhalb der 9kHz und benötigt kein FCC
Zeichen.
Es genügt demnach, das im Formular 740 angegeben wird, das das Produkt
unterhalb der Frequenz von 9kHz arbeitet.
Oliver Bichler
4
Elektromagnetische Verträglichkeit
3.
Gerätesicherheit
Gerätesicherheit
Unabhängig von der elektromagnetischen Verträglichkeit eines Produktes, sollte
der Hersteller sich gegen Schäden die durch sein Produkt entstehen mittels einer
Sicherheitsprüfung absichern. Hierzu sind in den USA eine Reihe von
Möglichkeiten zur Auswahl, die alle Ihre Vor- und Nachteile je nach Einsatz haben.
3.1
DIE UL PRÜFUNG
Die Gerätesicherheit wird in Deutschland durch das freiwillige Prüfzeichen GS oder
„TÜV geprüft“ gewährleistet. Das Gegenstück hierzu ist in USA das UL
Prüfzeichen.
Dieses Zeichen ist, ähnlich wie GS in Deutschland
keine Pflicht um ein Produkt auf dem US
amerikanischen Markt zu verkaufen. Auf Grund der
weitreichenden Produkthaftung in USA ist es ratsam
Abb. 2: UL Kennzeichen
eine UL Prüfung anzustreben. Durch dieses
Prüfzeichen wird gewährleistet der Hersteller, das er nach geltendem Recht sein
Produkt geprüft hat und zusätzlich ein Rückrufmangament eingerichtet hat.
Außerdem muß dem Produkt eine „dem Wissensstand des
Standardendverbrauchers entsprechende“ Bedienungsanleitung beigefügt sein.
D.h. das es sich je nach Einsatzgebiet des Produktes um eine mehr oder weniger
umfangreiche Anleitung handeln muß. Beides, Produkt und Anleitung müssen zur
Typenprüfstelle eingesendet werden. Besteht das Produkt den Test, darf es das
Prüfzeichen tragen.
Es gibt unterschiedliche UL Prüfungen, die sich in Einsatzgebiet und Einsatzort
unterscheiden. Der Hersteller sollte vor der ersten Prüfung abwägen, welche
Prüfung für seinen Vertrieb die beste ist.
3.1.1 UL LISTING-PRÜFZEICHEN
Für das UL Listing-Prüfzeichen (Abb. 3) muß dem Prüflabor
eine repräsentative Probe des Gesamtproduktes zur
Verfügung gestellt werden. Diese Stichprobe wird in
Abständen wiederholt. Die Prüfung erfolgt nachanerkannten
US Sicherheitsnormen.
Abb. 3: UL Listed
3.1.2 C-UL LISTING-PRÜFZEICHEN
Für das C-UL Prüfzeichen (Abb. 4) wird das Produkt auf
kanadische Sicherheitsanforderungen geprüft. Typisches
Einsatzgebiet sind Haushaltsgeräte, Computerausrüstung,
Verkaufsautomaten,
Einbruchssicherungen,
Beleuchtungsarmaturen
Abb. 4: C-UL Listed
3.1.3 C-UL U.S. LISTING-PRÜFZEICHEN
Das C-UL US Listing Prüfzeichen (Abb. 5) erhalten Produkte
die auf kanadischen und US Märkten vertrieben werden. Es
weist aus, daß kanadische und US Anforderungen für
klassifizierte Produkte erfüllt wurden.
Oliver Bichler
Abb. 5: C-UL-US Listed
5
Elektromagnetische Verträglichkeit
Gerätesicherheit
3.1.4 KLASSIFIZIERUNGSZEICHEN
Das Classified Prüfzeichen (Abb. 6) weißt Produkte aus, die
auf spezifische Eigenschaften geprüft wurden. Ebenso ist ein
Produkt mit diesem Prüfzeichen nur auf eine begrenzte
Anzahl an Gefahren und auf Gebrauchseignung bzw.
speziellen Bedingungen geprüft.
Abb. 6: Classiefied
3.1.5 RECOGNISED COMPONENT MARK FÜR KANADA UND DEN
VEREINIGTEN STAATEN
Das Recognised Component Mark (Abb. 7) darf nur für
Komponenten verwendet werden. Diese dürfen nur als
Bestandteil eines Produktes oder Systems vertrieben werden.
Abb. 7: Classiefied
Das Prüfzeichen ist von UL für kanadische und US
Anforderungen zertifiziert. Bauteile mit diesem Prüfzeichen können entweder
eingeschränkt in ihrer Leistung oder noch nicht vollständig Entwickelt sein.
Diese Prüfungen sind mit erheblichen Kosten verbunden, da es sich um eine
Einzelprüfung handelt, die nur vom UL Institut selbst durchgeführt werden darf.
Alternativen hierzu sind:
a.) NEMA Konformität
b.) CSA Prüfung
c.) CB Verfahren
3.2
NEMA KONFORMITÄT
Die National Electrical Manufacturer Assocciation (NEMA) ist eine US
amerikanische Vereinigung.
Sie ist der Interessenvertreter und Berufsverband der Elektroindustrie in
Nordamerika. Unter der Kontrolle der NEMA steht ein Großteil der in Nordamerika
gültigen Standards.
Die Prüfung dieser Standards obliegt dem Produkthersteller. Ist das Produkt
konform mit den NEMA Standards, so steht der Einfuhr des Produkts in die USA
nicht im Wege.
3.3
CSA PRÜFUNG
Die Canadian Standard Association (CSA) ist die kanadische Gegenstelle der UL
in den USA. Es ist ein in ganz Nordamerika anerkanntes Prüfzeichen und
erleichtert somit die Einfuhr eines Produkts in den USA und Kanada.
Das CSA Prüfzeichen bedeutet, daß ein Produkt geprüft wurde und die geltenden
Sicherheits- und Leistungsstandards erfüllt. Das schließt folgende Normen mit ein:
- ANSI (American National Standards Institute)
- UL
- CSA
- NSF (National Satiation Foundation
Oliver Bichler
6
Elektromagnetische Verträglichkeit
Gerätesicherheit
Das CSA C/US-Zeichen (Abb. 8) weist darauf hin, dass
ein Produkt sowohl für den US-amerikanischen als auch
für den kanadischen Markt zertifiziert ist. CSA ist in den
USA beim Amt für Arbeitsschutz OSHA (Occupational
Safety and Health Administration) akkreditiert und ist
eine staatlich anerkannte Prüfstelle (Nationally
Recognised Testing Laboratory - NRTL).
Erreicht man für ein Produkt ein CSA Prüfzeichen, so ist
Abb.8: CSA Prüfzeichen
dies für die Einfuhr in die USA genügend.
Vorteile der CSA Prüfung gegenüber einer UL Prüfung liegen nicht nur im Preis
und in der Möglichkeit, ein Produkt nach der Zertifizierung auch in Kanada
vertreiben zu können, die Verfahrensdauer ist deutlich kürzer als bei der UL
Zertifizierung. Letztere benötigt einen hohen administrativen Aufwand, zudem ist
das UL Prüflabor häufig überlastet.
3.4
CB VERFAHREN
Das CB Verfahren (Certivicated Body) ist ein vom internationale elektrotechnische
Komitee für normengerechte Konformitätsprüfung (International Electrotechnical
Committee for Conformity Testing to Standards (IECEE)) entwickeltes Programm.
Es ist ein international anerkanntes Programm mit dem Ziel Prüfungen andere
Länder zu bewerten und anzuerkennen. Das CB-Programm - oder auch CBAbkommen - ist ein multilaterales Übereinkommen zwischen teilnehmenden
Ländern und Zertifizierungsorganisationen, die einen CB-Prüfbericht verwenden,
der vom IECEE ausgestellt wurde.
Das CB-Programm wird weltweit mehr und mehr akzeptiert. Der Zusammenschluß
umfaßt
derzeit
58
Produktzertifizierungsorganisationen
Nationale
Zertifizierungsorgane (National Certification Bodies (NCB)) und 140
Prüflaboratorien (CBTL) in 43 Ländern, u. a. Amerika, Europa, Asien, Australien
und Afrika. (Quelle: UL ,2008)
Das CB Verfahren kann für alle Produkte angewendet werden, für die IEC-Normen
vorhanden sind. Diese IEC Normen müssen von der IECEE für die Nutzung
innerhalb dieses Verfahrens akzeptiert werden.
Die Produkte werden nach IEC-Normen geprüft; es sollten zusätzlich die
angegebenen nationalen Unterschiede der teilnehmenden Länder geprüft werden.
Nationale Unterschiede sind z.B. besondere Anforderungen, die das IECEE dem
Land gewährt.
Eine solche Prüfung kann z.B. vom TÜV vorgenommen werden. Dieser prüft
gemäß CB verfahren nach gültigen IEC Norm und übergibt die Unterlagen an UL.
UL wiederum prüft auf die nationalen Unterschiede und schreibt die fehlenden
Prüfungen vor.
Insgesamt ist die Prüfung dennoch kostengünstiger und schneller als die anderen
Prüfungen.
Zum Abschluß steht kein UL Zeichen sondern ein CB Prüfzertifikat und ein
standardisierter Prüfbericht.
Oliver Bichler
7
Elektromagnetische Verträglichkeit
4.
Fazit
FAZIT
Für das vorliegende Produkt empfiehlt sich zur Zulassung nur in den USA eine
Prüfung nach IEC Norm. Dies kann von einem vom IECEE zertifizierten Testlabor
vorgenommen werden. Die Auflagen hierfür sind von allen besprochenen die
Möglichkeiten am geringsten, da nur die Normen des Ursprungslandes zu Grunde
liegen. Eine anschließendes CB Verfahren gibt das Produkt für die verschieden
Länder frei, in denen das Verfahren beantragt wird. Vorteil hiervon ist, daß der
Hersteller nach und nach in verschiedenen Ländern die Zulassung kostengünstig
beantragen kann. Der Nachteil ist, daß für jedes Land extra eine Zulassung
beantragt werden muß.
Soll sich die Zulassung von Anfang an auf USA und Kanada beziehen, empfiehlt
sich eine CAS Prüfung. Diese bringt den Vorteil, daß sie kostengünstiger als die UL
Zulassung ist, und in beiden Ländern ihre Gültigkeit hat.
Oliver Bichler
8
Elektromagnetische Verträglichkeit
5.
Literaturverzeichnis
LITERATURVERZEICHNIS
Dipl. Ing. H. Bentje: EMV-Anforderungen der FCC in den USA, Blomberg, 2003
Dipl. Ing. A. Kohling: EMV-Anforderungen im globalen Markt, Erlangen, 2003
Dipl. Ing.M, Loerzer: Produkte global, Berlin, 2007
FCC: CFR 47 Part 2, Washington D.C., USA, 2008
FCC: CFR 47 Part 15, Washington D.C., USA, 2008
FCC: CFR 47 Part 18, Washington D.C., USA, 2008
FCC: Form 740,Washington D.C., USA, 2008
FCC: Subpart K-Import of Devices Capable of Causing Harmfull Interference,
Washington D.C., USA, 2008
KEMA: Ungestört den Markt erobern, Dresden, 2006
Oliver Bichler
7
Elektromagnetische Verträglichkeit
6.
Quellennachweis
QUELLENNACHWEIS
DEMVT: 2008, Gesellschaft für EMV Technologie (www-Seite, Stand 2008)
http://www.demvt.de/publish/25EDAF7D_F875_4858_91839D227F7EDD0F.cfm?m
_id=1598 (Zugriff: 21.10.2008)
EMCE GmbH: 2008, Prüflabor (www-Seite, Stand 2008)
http://www.emce-gmbh.de/index2.php (Zugriff: 21.10.2008)
EMV Testhaus: 2008, EMV Testhaus Konformitätsbewertungsstelle (www-Seite,
Stand 2008)
http://www.emvtesthaus.com/aktuelles/index_files/3fb1c70318b684b63df99facdce1807e-5.html
(Zugriff: 22.10.2008)
FCC: 2008, FCC (www-Seite, Stand 2008)
http://www.fcc.gov; http://www.fcc.gov/oet/info/rules (Zugriff: 23.10.2008)
Phoenix-Testlab: 2008, Die EMV Anforderungen der FCC und IC (www-Seite,
Stand 2008)
http://www.phoenix-testlab.de/de/unternehmen/framen_service.jsp?/de/service/570.jsp (Zugriff:21.10.2008)
Siemens AG: 2008, Messungen im Labor Erlangen (www-Seite, Stand 2008)
http://www.automation.siemens.com/emv/html_00/erlangen.htm
(Zugriff:
21.10.2008)
Wikipedia: Underwriters Laborities, 2008, (www-Seite Stand 2008)
http://de.wikipedia.org/wiki/Underwriters_Laboratories, (Zugriff 22.10.2008)
Wikipedia: Federal Communicatuins Commission, 2008, (www-Seite Stand 2008)
http://de.wikipedia.org/wiki/Federal_Communications_Commission,
(Zugriff
22.10.2008)
Oliver Bichler
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Elektromagnetische Verträglichkeit
Anhang A
ANHANG A:
Form 740 FCC
Oliver Bichler
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