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電磁兼容EMC實驗室浪涌沖擊抗擾度試驗配置方面之見解

  電磁兼容是指在有限的空間、時間和頻譜范圍內(nèi),各種電氣設(shè)備共存而不引起性能的下降,它包括電磁騷擾(EMI)和電磁敏感(EMS)兩方面的內(nèi)容。EMI是指電氣產(chǎn)品向外發(fā)出噪聲,EMS則是指電氣產(chǎn)品抵抗外來電磁騷擾的能力。一臺具備良好電磁兼容性能的設(shè)備,應(yīng)該既不受周圍電磁環(huán)境的影響也不對周圍造成電磁騷擾。
  
     在電磁敏感(EMS)的測試中尤其又以浪涌沖擊抗擾度試驗*為重要,作者通過多年的EMC測試解決方案的經(jīng)驗,給出一些電磁兼容EMC實驗室浪涌沖擊抗擾度試驗配置方面之見解,供大家分享,更多的文章可以上我司網(wǎng)站:www.nenniao.cn查詢。

 一.浪涌的起因:

1)雷擊(主要模擬間接雷):例如,雷電擊中戶外線路,有大量電流流入外部線路或接地電阻,因而產(chǎn)生的干擾電壓;又如,間接雷擊(如云層間或云層內(nèi)的雷擊)在線路上感應(yīng)出的電壓或電流;再如,雷電擊中了鄰近物體,在其周圍建立了電磁場,當(dāng)戶外線路穿過電磁場時,在線路上感應(yīng)出了電壓和電流;還如,雷電擊中了附近的地面,地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引入的干擾。
 
2)切換瞬變:例如,主電源系統(tǒng)切換時(例如補(bǔ)償電容組的切換)產(chǎn)生的干擾;又如,同一電網(wǎng)中,在靠近設(shè)備附近有一些較大型的開關(guān)在跳動時所形成的干擾;再如,切換有諧振線路的晶閘管設(shè)備;還如,各種系統(tǒng)性的故障,例如設(shè)備接地網(wǎng)絡(luò)或接地系統(tǒng)間產(chǎn)生的短路或飛弧故障。
 
. 試驗的目的:
通過模擬試驗的方法來建立一個評價電氣和電子設(shè)備抗浪涌干擾能力的共同標(biāo)準(zhǔn)。
 
. 浪涌的模擬:
按照IEC6100045GB/T17626.5)標(biāo)準(zhǔn)的要求,要能分別模擬在電源線上和通信線路上的雷擊浪涌試驗。由于線路的阻抗不一樣,浪涌在這兩種線路上的波形也不一樣,要分別模擬。
 
1)主要用于電源線路試驗的1.2/50μs(電壓波)和8/20μs(電流波)的綜合波發(fā)生器
對試驗發(fā)生器的基本性能要**:
開路電壓波:1.2/50μs;
短路電流波:8/20μs
開路輸出電壓(峰值):0.5kV4kV
短路輸出電流(峰值):0.25kA2kA
發(fā)生器內(nèi)阻:2Ω(可附加電阻1040Ω,以便形成1242Ω的發(fā)生器內(nèi)阻)
浪涌輸出極性:正/負(fù)
浪涌移相范圍:0°~360°
*大重復(fù)率:至少每分鐘1
 
2)用于通信線路試驗的10/700μs浪涌電壓發(fā)生器
發(fā)生器的基本性能要**:
開路峰值輸出電壓(峰值):0.5kV4kV
動態(tài)內(nèi)阻:40Ω
輸出極性:正/負(fù)
 
四.試驗方法:
由于浪涌試驗的電壓和電流波形相對較緩,因此對試驗室的配置比較簡單。對于電源線上的試驗,都是通過耦合去耦網(wǎng)絡(luò)來完成的。圖10給出了單相電路的試驗線路。對于通信線路上的試驗,則和被試電路有關(guān),不一一列出。
試驗中要注意以下幾點:
1.試驗前務(wù)必按照制造商的要求加接保護(hù)措施。
2.試驗速率每分種1次,不宜太快,以便給保護(hù)器件有一個性能恢復(fù)的過程。事實上,自然界的雷擊現(xiàn)象和開關(guān)站大型開關(guān)的切換也不可能有非常高的重復(fù)率現(xiàn)象存在。
3.試驗,一般正/負(fù)極性各做5次。
4.試驗電壓要由低到高逐漸升高,避免試品由于伏安非線性特性出現(xiàn)的假象。另外,要注意試驗電壓不要超出產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求,以免帶來不必要的損壞。
 
. 試驗的嚴(yán)酷度等級
各等級電源線路的試驗電壓值見下表
嚴(yán)酷度等級
等級                1          2         3            4          X
線-線(kV   _        0.5         1.0          2.0         X
線-地(kV   0.5       1.0        2.0          4.0        待定
 
試驗的嚴(yán)酷度等級取決于環(huán)境及安裝條件,下面是一般的分級情況:
1級較好的保護(hù)環(huán)境,浪涌電壓不超過500V,如工廠或電站中的控制室;
2級保護(hù)環(huán)境比1級稍差,浪涌電壓不超過1kV,如無強(qiáng)干擾的工廠;
3級一般性的電磁騷擾環(huán)境,無特殊安裝要求,浪涌不超過2kV,如普通安裝的電纜網(wǎng)絡(luò),工業(yè)性的工作場所和變電所等;
4級受嚴(yán)重騷擾的環(huán)境,浪涌電壓可以達(dá)到4kV,如民用架空線,未加保護(hù)的高壓變電所等;
X級為特殊等級,應(yīng)根據(jù)用戶的特殊要求,由制造商和用戶協(xié)商后確定。
 
. 標(biāo)準(zhǔn)的評述:
現(xiàn)在有不少標(biāo)準(zhǔn)都提到要用1.2/50μs的雷擊波做試驗的情況,但是標(biāo)準(zhǔn)不同,做試驗的目的也不同,例如高壓試驗(IECpub5260270)也提到了雷擊浪涌試驗,但用于做脈沖耐壓試驗,所以用到的發(fā)生器是高電壓和高阻抗的。亦即,發(fā)生器的電壓較高,但能量并不算大。反之,對IEC6100045GB/T17626.5)標(biāo)準(zhǔn)來說,強(qiáng)調(diào)的是做在線設(shè)備的抗浪涌性能試驗,由于線路的阻抗比較低,因此發(fā)生器的輸出阻抗也要求低,這樣看來,適用于做這個標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)生器,除了要有足夠高的輸出電壓外,還要求發(fā)生器有輸出阻抗

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