Elektrische und funktionale Sicherheitsprüfungen

Wozu die Prüfung von elektrischer und funktionaler Sicherheit?

Sowohl bei der elektrischen Sicherheit als auch bei der funktionalen Sicherheit (FuSi) geht es zentral um den Schutz von Menschen und Umwelt. Beide Prüfungen zielen auf die Kontrolle von elektrischen und elektronischen Systemen sowie Geräten und deren Sicherheit ab. Mit der zunehmenden Zahl dieser Systeme und Geräte im privaten und öffentlichen Bereich untersuchen Tests nach festgelegten Kriterien ihre Sicherheit für den Anwender. Beispiele für solche Systeme sind etwa Rauchmelder und Sprinkleranlagen, Zugtüren, die automatisch schließen und während der gesamten Fahrt geschlossen bleiben oder Airbags im Auto, die bei einem Aufprall sofort auslösen.

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) stellt in internationalen Normen die Sicherheit von Systemen und Geräten sicher. Dabei beziehen sich die Normen auf einen Großteil von Produkten, Produkttypen oder sogar ganze Branchen. Aber auch Normen wie EN ISO 12100 als Leitfaden für die Herstellung sicherer Maschinen, VDE-Normen für die Elektroinstallation oder die Prüfung auf Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) spielen bei der Geräte- und Systemsicherheit eine Rolle.

Bei den Prüfungen der elektrischen Sicherheit und Funktion werden Geräte und Systeme beispielsweise auf folgende Kriterien getestet:

• Zugänglichkeit zu spannungsführenden Teilen
• Konstruktion
• Brandprüfung an Materialien
• Alterung aufgrund von Wechselstromzyklen
• Kurzschluss- und Stromausfallprüfung
• Schutzarten gegen das Eindringen von Festkörpern und Flüssigkeiten (IP-Schutzarten)
• Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und Feuer

Bauweise und Funktion müssen so konzipiert sein, dass Anwendungsfehler oder technische Fehler das Verletzungsrisiko oder Gefahrenrisiko für Personen (z. B. elektrischer Schlag) und Umwelt (z. B. Brand bei Kurzschluss) gering halten. Zahlreiche Systeme sind in der heutigen Zeit schon so konstruiert, dass technische Ausfälle entweder automatisch verhindert oder kontrolliert werden. Zuständig dafür sind elektronische, elektrische oder programmierbare sicherheitsbezogene Systeme (E/E/PE), die Gegenstand der Norm IEC 61508 sind. Die vier Sicherheitsintegrationsstufen (SIL; Safety Integrity Level) definieren die Zuverlässigkeit der Sicherheitsfunktion von E/E/PE-Systemen.

Prüfung der elektrischen Sicherheit

Bei der elektrischen Sicherheitsprüfung werden vor allem Geräte, die elektrisch funktionieren, auf die potenzielle Gefahr eines elektrischen Schlags untersucht. Ein solcher kann durch ein schlechtes Design des Produkts, durch unzureichende oder fehlende Wartung oder auch durch einen unsachgemäßen Gebrauch verursacht werden. Die Folgen einer solchen Fehlfunktion können Brände, Verletzungen und sogar Explosionen sein. Zur Bewertung des Produkts stehen bei der Prüfung der elektrischen Sicherheit mehrere Tests zur Auswahl, darunter etwa: Hochspannungstest, Ableitstromprüfung, Isolationswiderstandsprüfung, Erdungsdurchgangsprüfung.

Prüfung der funktionalen Sicherheit

Als Teil der Gesamtsicherheit eines Gerätes oder Systems geht es bei der Prüfung der funktionalen Sicherheit um die Funktion der Elektronik und die dazugehörige Software. Geprüft wird, ob die empfangenen Befehle korrekt ausgeführt werden. Mithilfe der Prüfung lassen sich potenzielle Gefahren bzw. die Wahrscheinlichkeit eines Risikos ermitteln, die etwa zu einem Unfall führen könnten, bei dem eine Person verletzt oder ein Gegenstand zerstört wird. Nach Abschluss der Prüfungen können Korrekturen oder vorbeugende Maßnahmen an den Produkten erfolgen, um Unfälle zu vermeiden. Dabei kann keine Prüfung ein Nullrisiko garantieren.

Welche Produkte benötigen eine Prüfung der elektrischen Sicherheit und Funktion?

Die elektrische und funktionale Sicherheit ist im Grunde für jegliches Produkt oder System notwendig, das elektrisch und elektronisch arbeitet. Daher sind entsprechende Prüfungen in vielen Branchen üblich, von Haushaltsgeräten über Unterhaltungselektronik bis hin zu elektronischen Komponenten im Automotive-Bereich. Beispiele:

• Haushaltsgeräte, z.B. gem. EN 60335-1:2020: Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke oder EN 62233:2008: Verfahren zur Messung der elektromagnetischen Felder von Haushaltsgeräten und ähnlichen Elektrogeräten im Hinblick auf die Sicherheit von Personen in elektromagnetischen Feldern
• Audio- und Videogeräte, z.B. gem. EN 62368-1: Einrichtungen für Audio/Video-, Informations- und Kommunikationstechnik
• Elektrogeräte im Sanitärbereich, z.B. gem. EN 61770:2019: Elektrische Geräte zum Anschluss an die Wasserversorgungsanlage - Vermeidung von Rücksaugung und des Versagens von Schlauchsätzen
• Signalgeber von Türen, z.B. gem. EN 62479:2011: Beurteilung der Übereinstimmung von elektronischen und elektrischen Geräten kleiner Leistung mit den Basisgrenzwerten für die Sicherheit von Personen in elektromagnetischen Feldern (10 MHz bis 300 GHz)
• Tragbare Rundfunkgeräte, z.B. gem. EN 62311:2008: Bewertung von elektrischen und elektronischen Einrichtungen in Bezug auf Begrenzungen der Exposition von Personen in elektromagnetischen Feldern (0 Hz bis 300 GHz)

Wo kann ich Prüfungen elektrischer Sicherheit und Funktion durchführen lassen?

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