Konsequenzen und Auswirkungen auf Elektrizitätszähler

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Die Qualitätssicherung für die Produktion

Modul D zielt auf die Qualitätssicherung für die Produktion. Der Hersteller verfügt über ein von der benannten Stelle zugelassenes Qualitätsmanagementsystem für die Produktion, Endabnahme und Prüfung des betreffenden Messgerätes. Ebenso beantragt der Hersteller bei einer benannten Stelle die Bewertung seines Qualitätsmanagementsystems, welches die Übereinstimmung des Gerätes mit der in der EG-Baumusterprüfbescheinigung beschriebenen Bauart und den entsprechenden Anforderungen der Richtlinie 2004/22/EG bescheinigt.

In den Verantwortungsbereich der benannten Stelle gehört zudem die Überwachung des Qualitätssystems. Die Überwachung soll sicherstellen, dass der Hersteller die Verpflichtungen aus dem anerkannten Qualitätsmanagementsystem vorschriftsmäßig erfüllt. Die Bewertung nach Modul D ist 3 Jahre gültig und ist spätestens alle 12 Monate durch die benannte Stelle in einem Audit zu überprüfen.

Modul H1 basiert auf der Grundlage von Modul D. Der Hersteller muss ebenso ein von der benannten Stelle anerkanntes Qualitätsmanagementsystem für die Entwicklung unterhalten. Zudem stellt die benannte Stelle eine EG-Entwurfsprüfbescheinigung aus. Dazu ist vom Hersteller ein Antrag bei der benannten Stelle einzureichen. Es muss die Konzeption, Herstellungs- und Funktionsweise des Geräts ersichtlich und die Bewertung der Konformität mit den entsprechenden Anforderungen der MID 2004/22/EG möglich sein.

Erfüllt der Entwurf die spezifischen Bestimmungen der MID erhält der Hersteller durch die benannte Stelle eine EG-Entwurfsprüfbescheinigung. Die PTB bietet derzeit als einzige benannte Stelle das Konformitätsbewertungsverfahren nach den Anhang H1 der MID an.

Zusätzliche technische Aspekte der Konformitätsbewertung

Die grundlegenden Anforderungen an die Messgeräte nach Anhang I der Richtlinie und die gerätespezifischen Anforderungen nach den Anhängen MI-001 bis MI-010 berufen sich nicht nur auf die metrologischen Anforderungen, sondern im einzelnen auch auf die Bereiche Elektromagnetische Verträglichkeit, Umwelt, Software Identifizierung und unter anderem auch auf die Eignung des Messgerätes. Die Sicherheit wird im Speziellen durch die EN 50470 in den Teilen 1 bis 3 abgehandelt.

• Metrologische Anforderungen: Die Prüfungen auf die Einhaltung der Genauigkeitsklassen und die Auswirkung von Langzeitstörungen auf den Elektrizitätszähler bilden einen wesentlichen Teil der Anforderungen für das Messgerät. Die Genauigkeit wird unter anderem bei definierten Referenzbedingungen, bei Wiederholpräzisionsmessungen und durch verschiedene Einflussgrößen von Spannung-, Temperatur- und Frequenzänderungen überprüft. Das Verhalten des Messgerätes bei Langzeitstörungen wird z.B. durch die Prüfungen von starken Spannungsschwankungen im Bezug auf die Betriebsspannung, Ober- und Unterschwingungen auf den Netzleitungen und der Eigenerwärmung des Elektrizitätszählers bei maximaler Belastung bewertet. Die Prüfungsdurchführung und der Prüfumfang zwischen den elektromechanischen und den elektronischen Zählern unterscheiden sich nur geringfügig.
• EMV Anforderungen: Die EMV stellt einen weiteren Teil der Konformitätsbewertung dar. Bereits während der Entwicklungsphase sollte der Grundstein für ein erfolgreiches Bestehen der EMV-Prüfungen gelegt werden. Tritt während den Baumusterprüfungen ein irreversibler Fehler auf, der sich auf das Platinenlayout zurückführen lässt, ist ein erforderliches Re-Design meist ein großer Rückschlag für den Hersteller. Zum einen wird das Zeitkonzept völlig durcheinander gebracht, da nun Änderungen und Lösungen nötig sind, zum andern dürfen die entstehenden Kosten nicht vernachlässigt werden. Um vor diesem Szenarium bewahrt zu bleiben, sollte der Hersteller eine entwicklungsbegleitende Beratung von einem kompetenten EMV-Prüflabor einholen, welches einschlägige Fachkenntnisse und langjährige Erfahrungen in diesem Bereich aufweisen kann. Die kritischsten Prüfungen der elektromagnetischen Verträglichkeit für den elektronischen Wirkverbrauchszähler sind unter anderem:
• Eingestrahlte elektromagnetische Hochfrequenzfelder: Dabei wird das Messgerät in einem Frequenzband von 80 bis 2000 MHz bei verschiedenen Gerätepositionen einer modulierten Prüffeldstärke von 10 V/m und 30 V/m ausgesetzt
• im Frequenzbereich von 150 kHz bis 80 MHz wird der Zähler mit einer leitungsgeführten Störgröße, indirekt durch Hochfrequenzfelder geprüft
• die Prüfung „Burst“ belastet das Messgerät mit schnellen transienten Störgrößen, die vor allem Mikroprozessoren beeinflussen können
• das Messgerät wird zusätzlich dem Hybrid-Impuls „Surge“ ausgesetzt, dessen hohe Energie bei falscher oder einer nicht vorhandenen Schutzbeschaltung das Gerät zerstören kann

Die genannten Anforderungen beziehen sich auf die Störfestigkeit, die elektromagnetische Abstrahlung (Emission) ist ebenfalls Bestandteil der Messgeräterichtlinie. Die Prüfergebnisse müssen den in EN 55022:2007-04 genannten Anforderungen entsprechen. Der Verweis auf diese Norm wird in der EN 50470-1:2006 gegeben.

• Umwelt und Sicherheitsprüfungen: Die Isolationseigenschaften, die das Messgerät erfüllen soll, werden explizit in den Normen EN50470 Teil 1 bis 3 abgehandelt. Die klimatischen Einflüsse auf das Messgerät werden unter verschieden Belastungen durchgeführt. Prüfungen bei trockener Wärme, Kälte und feuchter Wärme bilden typische Belastungen für den Elektrizitätszähler. Mechanische Einflüsse durch Schwingungsprüfungen, Schockprüfungen und Federhammerprüfungen runden das Prüfspektrum ab.

Für den Hersteller ist es wichtig, dass sein Messgerät alle erforderlichen Anforderungen nach der MID in vertretbarer Zeit erfüllt. Wesentliche Unterstützung kann dabei die passende benannte Stelle bieten.

Welche Zuständigkeiten bestehen

Die Zuständigkeiten für die Konformitätsbewertung ergeben sich aus dem Eichgesetz und der Eichordnung. Um die genannten Konformitätsbewertungsverfahren durchführen zu können, benötigt der Hersteller eine benannte Stelle. Die benannte Stelle für Messgeräte der Richtlinie 2004/22/EG ist die PTB oder eine Stelle, die durch die oberste Landesbehörde, dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, mitgeteilt wird. Folgende grundlegende Kriterien nach Artikel 12 der Messgeräterichtlinie müssen von einer benannten Stelle erfüllt werden:

• der Leiter der Stelle und das beteiligte Personal dürfen weder der Entwickler noch der Hersteller des Messgerätes sein
• die benannte Stelle muss völlig unabhängig sein von jeder Einflussnahme, die eine Beurteilung oder die Ergebnisse einer Konformitätsbewertung beeinflussen könnte

Für den Hersteller wird es interessant sein, eine benannte Stelle zu finden, die sowohl die Messgeräterichtlinie als auch die EMV-Richtlinie abdeckt, und zusätzlich die Sicherheits- und Umweltprüfungen aus einer Hand anbietet. Damit ergibt sich für den Hersteller nur einen Ansprechpartner und Dienstleister für alle Bereiche. Die Prüfungen können somit ohne zeitlichen Verlust vollumfänglich durchgeführt werden.

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