浪涌(冲击)抗扰度试验介绍

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1、浪涌(冲击)抗扰度试验介绍国网南京自动化研究院 国家电网公司自动化设备电磁兼容实验室姜宁浩1. 目的与应用场合1.1 概述浪涌抗扰度试验所依据的国际标准是IEC61000-4-5:2005,对应国家标准是GB/T17626.2:200X 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验。浪涌抗扰度试验就是模拟雷击带来的干扰影响,但需要指出的是,考核设备电磁兼容性能的浪 涌抗扰度试验不同于考核设备高压绝缘能力的耐压试验,前者仅仅是模拟间接雷击的影响(直接的 雷击设备通常都无法承受)。1.2 目的 本标准的目的是建立一个共同的基准,以评价电气和电子设备在遭受浪涌(冲击)时的性能。本 标准规定了一个

2、一致的试验方法,以评定设备或系统对规定现象的抗扰度。1.3 应用场合本标准适用于电子电气设备,但并不针对特定的设备或系统,具有基础EMC出版物的地位。2. 术语和定义2.1 浪涌(冲击) 沿线路传送的电流电压或功率的瞬态波,其特性是先快速上升后缓慢下降。2.2 组合波信号发生器能产生1.2/50s开路电压波形、8/20p s短路电流波形或10/700s开路电压波形、5/320p s 短路电流波形的信号发生器。2.3 耦合网络将能量从一个电路传送到另一个电路的电路。2.4 去耦网络 用于防止施加到上的浪涌冲击影响其他不作试验的装置设备或系统的电路。2.5(浪涌发生器的)等效输出阻抗开路电压峰值与

3、短路电流峰值的比值。2.6 对称线差模到共模转换损耗大于20dB的平衡对线。3. 试验等级及选择优先选择的试验等级范围如表 1 所示。表1 试验等级等级开路试验电压(10%)等级kV10.521.032.044.0xl)特殊1) “x”可以是高于、低于或在其它等级之间的等级。该等级可以在产品标准中规定。试验等级应根据安装情况,安装类别如下:0 类 : 保护良好的电气环境,常常在一间专用房间内。 所有引入电缆都有过电压保护(第一级和第二级)。各电子设备单元由设计良好的接地系统相互 连接,并且该接地系统根本不会受到电力设备或雷电的影响电子设备有专用电源(见表A1)浪涌电压不能超过 25V。1 类:

4、有部分保护的电气环境 所有引入室内的电缆都有过电压保护(第一级)。各设备由地线网络相互良好连接,并且该地线网络不会受电力设备或雷电的影响。电子设备有与其他设备完全隔离的电源。开关操作在室内能产生干扰电压。浪涌电压不能超过 500V。2 类 : 电缆隔离良好,甚至短走线也隔离良好的电气环境。 设备组通过单独的地线接至电力设备的接地系统上,该接地系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。电子设备的电源主要靠专门的变压器来与其他线路隔离。本类设备组中存在无保护线路,但这些线路隔离良好,且数量受到限制。 浪涌电压不能超过 1kV。3 类:电源电缆和信号电缆平行敷设的电气环境。 设备组通过电力设

5、备的公共接地系统接地该接地。系统几乎都会遇到由设备组本身或雷电产生的干扰电压。在电力设施内,由接地故障、开关操作和雷击而引起的电流会在接地系统中产生幅值较高的干 扰电压。受保护的电子设备和灵敏度较差的电气设备被接到同一电源网络。互连电缆可以有一部分 在户外但紧靠接地网。设备组中有未被抑制的感性负载,并且通常对不同的现场电缆没有采取隔离。 浪涌电压不能超过 2kV。4 类:互连线作为户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气线路的电气环境设 备组接到电力设备的接地系统,该接地系统容易遭受由设备组本身或雷电产生的干扰电压。在电力设施内,由接地故障、开关操作和雷电产生的几千安级电流在接地系统

6、中会产生幅值较 高的干扰电压。电子设备和电气设备可能使用同一电源网络。互连电缆象户外电缆一样走线甚至连 到高压设备上。这种环境下的一种特殊情况是电子设备接到人口稠密区的通信网上。这时在电子设备以外,没 有系统性结构的接地网,接地系统仅由管道、电缆等组成。浪涌电压不能超过 4kV。5 类:在非人口稠密区电子设备与通信电缆和架空电力线路连接的电气环境。 所有这些电缆和线路都有过电压(第一级)保护。在电子设备以外,没有大范围的接地系统(暴 露的装置)。由接地故障(电流达lOKa)和雷电(电流达lOOKa)引起的干扰电压是非常高的。试验等级 4 包括了这一类的要求(见下表)。X 类 :在产品技术要求中

7、规定的特殊环境。试验等级的选择(取决安装条件)试验等级交流电源 供电和交 流输入输 出直接连 接到电源 网络耦合方式交流电源供 电交流输入 输出不直接 连接到电源 网络耦合方式直流电源供 电和支流输 入输出直接 连接到那里耦合方式非对称工作 的电路/线路 4,6)耦合方式对称工作的 电路/线路4,6)耦合方式屏蔽的输 入输出和 通信线耦合方式类 别线-线线-地线-线线-地线-线线-地线-线线-地线-线线-地线-线线-地0NANANANANANANANANANANANA1NA0.5NANANANANA0.5NA0.5NANA20.51.0NANANANA0.51.0NA1.0NA0.531.02

8、.01.0e2.0be1.0e2.0be1.0c2.0bcNA2.0bcNA2.0c42.04.0b2.0e4.0be2.0e4.0be2.0c4.0bcNA2.0bcNA4.0c5aa2.04.0b2.04.0b2.04.0bNA4.0bNA4.0ca)取决当地电力系统的等级;b)通常带第一级保护进行测试;c)如果电缆长度小于等于10m,试验等级可以小于1级;d)对10以下的数据电缆不做实验;e)如果规定的保护方向与EUT逆向,当保护措施实效时,试验等级应该与保护等级保持一致。f)高速通信线可能包含在非对称,对称,屏蔽输入输出和/或通信线中。浪涌(信号发生器)与安装类别的关系如下:14 类:

9、1.2/50s(80/20|j s)第5类:对电源线端口和短距离信号电路/线路端口 : 1.2/50s(80/20p s)15 类:对对称通信线路: 10/700 s(5/320 s)源阻抗应与各有关试验配置中标注的一样。4. 试验设备规定了两种类型的组合波信号发生器,并根据受试端口的类型,有各自特殊的应用。对于连接 到对称通信线的端口,应使用10/700阴的组合波信号发生器。对于其他情况,特别是连接到电源线 和短距离信号互连线的端口,应使用1.2/50盟的组合波信号发生器。4.1 1.2/50“ s的组合波信号发生器施加到 EUT 上的波形应满足标准的规定。波形的规定采用开路电压和短路电流,

10、并应在未连接 的情况下测量。对于交流或直流供电的产品,浪涌应施加到交流或直流电源线上,输出必须满足表 6和表7的规定。对于浪涌由信号发生器的输出端直接输出的情况,其输出波形应满足表2的规定。 当连接到EUT时,不要求信号源的输出波形和耦合/去耦网络的输出波形同时满足要求。但在无EUT 连接的情况下,波形的规定应该被满足。信号发生器应产生的浪涌波形:开路电压波前时间1.2盟;开路电压半峰值时间50盟;短路电流 波前时间8盟;短路电流半峰值时间20盟。图1为1.2/50盟组合波信号发生器的电路原理图。选择不同元件RS1、RS2、Rm、Lr和Cc的值, 以使信号发生器产生1.2/50阴的电压浪涌(开

11、路状态下)和8/20盟的电流浪涌(短路情况)。u高压源;RC充电电阻;Cc储能电阻;Rs脉冲持续时间形成电阻;Rm阻抗匹配电阻;Lr上升时间形成电感图1组合波信号发生器的电路原理图(1.2/50ys8/20ys) 为方便起见,定义浪涌信号发生器的等效输出阻抗为开路输出电压峰值与短路输出电流峰值之 比。信号发生器的等效输出阻抗为20。信号发生器的特征与性能极性:正/负; 相位偏移:随交流电源相角在0360变化; 重复率:每分钟至少一次;开路输出电压峰值:至少在0.5kV4.0kV范围内能输出; 浪涌电压波形:见图2和表2;开路输出电压容差:见表3; 短路输出电流峰值:与电压峰值相关(见表2和表3

12、); 浪涌电流波形:见图 3 和表 2;短路输出电流容差:见表3; 等效输出阻抗: 20 10%; 短路电流峰值和开路电压峰值的关系见表3。应该使用输出端浮地的信号发生器。表2波形参数的定义12/50ys8/20ys定义根据 GB/T 16927.1根据 IEC 60469-1波前时间gs半峰值时间gs上升时间(10% 90%) gs持续时间 (50% 50%) gs开路电压1.2 30%50 20%1 30%50 20%短路电流8 20%20 20%6.4 20%16 20%注:在现行IEC出版物中,1.2/50rs和8/20囲波形通常按GB/T 16927.1规定,如图2和图3所示。其他的

13、 IEC推荐标准按IEC 60469-1规定波形,如表2所示。本标准两种规定都是有效的,但所指的是同一信号发生器。表3 开路电压峰值和短路电流峰值的关系开路电压峰值10%短路电流峰值10%0.5 kV0.25 kA1.0 kV0.5 kA2.0 kV1.0 kA4.0 kV2.0 kA波前时间:T=1.67XT=1.2rs30%半峰值时间:T2=50rs 土 20% 注:耦合/去耦网络输出端的开路电压波形可能存在较大的下冲,基本上同图2所示的曲线。图2未连接CDN的信号发生器输出端的开路电压波形(12/50卩s)(按GB/T 16927.1的波形规 定)波前时间:T=1.25XT=8rs20%

14、 半峰值时间:T2=20rs 土 20%注: 30%的下冲规定只适用于信号发生器的输出端。在耦合/去耦网络的输出端,没有下冲或过冲的限制。图3未连接CDN的信号发生器输出端的短路电流波形(8/20ys)(按GB/T 16927.1的波形规定)4.2 10/700“ s的组合波信号发生器信号发生器应产生的浪涌波形:开路电压波前时间10盟;开路电压半峰值时间700阴。图4为10/700盟组合波信号发生器的电路原理图。选择不同的元件值,以使信号发生器产生 10/700盟的浪涌。U高压源;Rc充电电阻;Cc储能电容;Rs脉冲持续时间形成电阻;Rm阻抗匹配电阻;Cs上升时间形成电容;S1使用外部匹配电阻

15、时,开关闭合图4组合波信号发生器的电路原理图(10/700區-5/320區)(根据ITU K系列标准)信号发生器的特征与性能极性:正/负; 重复率:每分钟至少一次;开路输出电压峰值:至少在0.5kV4.0kV范围内能输出; 浪涌电压波形:见图 5 和表 4; 开路输出电压容差:见表5; 短路输出电流峰值:与电压峰值相关(见表4和表5); 短路输出电流容差:见表5;等效输出阻抗:400 10% (仅对信号发生器的输出端)。注:等效输出阻抗通常包括内部电阻Rml (15Q)和Rm2 (25Q)。电阻Rm2可以被旁路、并联或短路,当用 于多路耦合时,也可被外部耦合电阻代替,见图14。波前时间:T=1

16、.67XT=10rs30%半峰值时间:T2=700rs 20%图5开路电压波形(10/700gs)(按GB/T 16927.1的波形规定)波前时间:T=1.25XT=5rs20%半峰值时间:T2=320rs 20%注:在GB/T 16927.1中,波形规定为5/320囲,而在IEC 60469-1中规定为4/300囲。另外,这个波形是在图4 开关 S1 打开情况下测量的。图6短路电流波形(5/320卩s)(按GB/T 16927.1的波形规定)表4波形参数的定义10/700ys5/320ys定义根据 ITU-T K 系列和 GB/T 16927.1根据 IEC 60469-1波前时间gs半峰值

17、时间gs上升时间(10% 90%) gs持续时间 (50% 50%) gs开路电压10 30%700 20%6.5 30%700 20%短路电流5 20%320 20%4 20%300 20%注:在现行IEC和ITU-T出版物中,10/700囲波形通常按GB/T 16927.1规定,如图5和图6所示。其他的 IEC推荐标准按IEC 60469-1规定波形,如表4所示。本标准两种规定都是有效的,但所指的是同一信号发生器。表5 开路电压峰值和短路电流峰值的关系开路电压峰值10%短路电流峰值10%0.5 kV12.5 A1.0 kV25 A2.0 kV50 A4.0 kV100 A注:在图 4 开关

18、 S1 打开情况下测量短路电流峰值。 短路电流峰值和开路电压峰值的关系见表5。在我们实验室中使用的组合波信号发生器的外形如下图:4.3 耦合/去耦网络每个耦合/去耦网络(CDN)都包括去耦网络和耦合元件,示例见图7到图15。图7 交/直流线上电容耦合的试验配置实例;线-线耦合(见 7.2)图9交流线(三相)上电容耦合的试验配置实例;线L3-线L1耦合(见7.2)图10交流线(三相)上电容耦合的试验配置实例;线L3-地耦合(见7.2)组合波信号发生器s?I 1JI- iiL保护偿匿1Krbf.亠hrLri.jt|1Ph 1?号j尹gli nrZKJ11 *L1|_J FC*L.LJ U1耳it*

19、G = 0.5 nF1)开关S1:线-地,置于“0”线-线,置于“1”“4”。2)开关S2:试验时置于“1”“4”,但与S1不在相同的位置。3)L=20mH, RL为L的电阻部分。图 11 非屏蔽不对称的互连线配置实例;线-线/线-地耦合(见 7.3),用电容耦合4)开关S1:线-地,置于“0”线-线,置于“1”“4”。5) 开关S2:试验时置于“1 ”“4”但与S1不在相同的位置。6)L=20mH,RL为L的电阻部分。图 12 非屏蔽不对称的互连线配置实例;线-线 /线 - 地耦合(见 7.3 ),用气体放电管耦合7)开关 S1 :线-地,置于“0”;线-线,置于“1 ”“4”。8) 开关S

20、2:试验时置于“1 ”“4”但与S1不在相同的位置。9)L=20mH, RL 为 L 的电阻部分。图 13 非屏蔽不对称的互连线配置实例;线-线 / 线 - 地耦合(见 7.3 ),用耦合电路耦合使用XWG(1.2/50p s信号发生器)时Rm2的计算;例如:n=4 Rm2 = 4x40Q =160Q,最大250Q。使用XWG(10/700p s信号发生器)时Rm2的计算;内部阻抗Rm2 (25Q )由外部阻抗Rm2= nx25Q代替(对 于n个导体,n等于或大于2)例如:n = 4 Rm2=4x25Q =100Q , Rm2不应超过250Q。L=20mH,图中所示的4个扼流线圈可能全部或仅仅

21、两个有效。Rl的值取决于传输信号允许的衰减。图 14 非屏蔽对称工作互连线(通信线)试验配置示列,线-地耦合(见 7.4 ),用气体放电管耦合注1 L2是4匝的电流抑制线圈,防止给模拟电路供电时产生饱和。并且,L2应该有较低的阻抗;例如:1Q, 并接到L2的阻抗也许降低整个阻抗。注2 RA和RB的阻抗应尽可能低,以防止形成共振或冲击。注3 RC和RD是80Q的绝缘隔离电阻。注4由于电感很容易饱和,对于10/700|JS的波形建议不使用本耦合去耦网络。图15使用1.2/50口S浪涌波的对称高速通信线的耦合去耦网络的配置实例在交流或直流电源线上,去耦网络提供较高的阻抗以阻止浪涌波形,同时允许交流和

22、直流电供 给EUT。这个阻抗允许电压波形施加到耦合/去耦网络的输出端,并防止浪涌电流返回到交流或直流 电源。采用适当大小的高压电容作为耦合元件,可以使全部持续时间的浪涌耦合到EUT。用于交流 或直流电源线的耦合/去耦网络,应使开路电压波形和短路电流波形满足表6和表 7的容差要求。表6耦合/去耦网络EUT端口的电压波形规格开路条件下的浪涌电压参数耦合 耦口阻抗18gF9gF + 10Q波前时间1.2gs 30%1.2gs 30%半峰值时间:额定电流25A50gs +10rs/-10rs50gs +10gs/-25gs额定电流25A - 60A50gs +10gs/-15gs50gs +10gs/

23、-30gs额定电流60A - 100A50gs +10gs/-20gs50gs +10gs/-35gs注:应在耦合/去耦网络电源输入端开路的情况下测量浪涌电压参数。表7耦合/去耦网络EUT端口的电流波形规格短路条件下的浪涌电流参数耦合阻抗18gF9yF + 10Q波前时间8 ys 20%2.5ys 30%半峰值时间:20gs 20%25 ys 30%注:应在耦合/去耦网络电源输入端开路的情况下测量浪涌电流参数。对于 I/O 线和通信线,去耦网络的串联阻抗会限制数据传输的有用带宽。当使用耦合/去耦网络 使试验无法进行时,应使用6.3.3条规定的程序。当线路能够容忍容性负载的影响,可以使用电容作

24、为耦合元件(6.3.2.1),或者用气体放电管(6.3.2.2和6.3.2.3)。当耦合到互连线时,使用6.3.2规定 的耦合装置,可能会造成波形失真。每个耦合/去耦网络都应满足6.3.1 到 6.3.3的要求。应根据下面的流程图选用耦合/去耦网络。4.3.1 用于交/直流电源线的耦合/去耦网络电压和电流的波前时间和半峰值时间应分别在开路情况下和短路情况下,在耦合 /去耦网络的 EUT 端口校验。30%的下冲仅适用于发生器的输出端。对于耦合/去耦网络的输出端,无下冲或过冲 的限制。信号发生器的输出或其耦合网络应与有足够带宽和电压量程的测量系统连接,以便监视开 路电压波形对于线-线耦合,浪涌应通

25、过18吓电容耦合,如图7和图9所示。对于线-地耦合,浪涌应通过9吓电容串联10Q电容耦合,如图8和图10所示。去耦电感的大小由设备制造商选择,使耦合/去耦网络 EUT 连接器处的电源电压下降低于额定 值的10%,但不超过1.5mH。对于额定电流25A的耦合/去耦网络,为了防止其造成过多的电压下降,去耦元件的值通常须 减小。在这种情况下,开路电压波形的半峰值时间也可能减小,见表6 和表7。注:对于额定输入电流大于100A的EUT,浪涌不通过耦合/去耦网络直接施加到未加电的EUT上,是唯一可 行的试验方法。本标准第9条的性能判据只适用于EUT通电的情况,如果EUT在不通电的情况下进行试验,应在试

26、验结束后开机,用第9条的性能判据d进行判定。如果EUT(如独立的控制单元)由于电源电流要求大于100A而 不可能对整个系统进行试验,那么局部的试验也是可以接受的。当 EUT 没有连接时,在去耦网络电源输入端上的残余浪涌电压不应超过所施加试验电压的 15% 或耦合/去耦网络额定电压峰值的两倍,两者中取较大者。当 EUT 没有连接且耦合/去耦网络输入端开路时, 在未施加浪涌线路上的残余浪涌电压不应超 过最大可施加电压的 15%。上述单相(相线、中线、保护接地)系统的特性对三相系统(三根相线、中线和保护接地)同 样有效。4.3.2 用于互连线的耦合/去耦网络 耦合方法应根据电路的功能以及运行状态来进

27、行选择。产品技术要求中应该对此作出规定。利用电容耦合所进行的测试可能不会产生和放电管耦合相同的结论。如果要优先选用一种特殊 的耦合方式,则应该在产品标准中作出规定。在任何情况下,所采用的耦合方式都应该在测试报告 中注明。如果信号线对称,则电流补偿电感器就能够在去耦网络中应用。4.3.2.1 采用电容器的耦合/去耦网络 在能够维持线路正确运行的情况下,对于非屏蔽不对称的 I/O 电路,推荐用电容耦合方式。如图 11 所示为一个耦合网络的例子。耦合/去耦网络的推荐参数为:耦合元件 R = 400, C = 0.5 pF;去耦电感 L = 20 mH。4.3.2.2 采用钳位装置的耦合/去耦网络本方

28、法可以用在因功能问题而不能使用电容耦合的场合。该功能问题是由电容接至EUT而引起 的(见图11)。一些钳位装置有一个比较低的寄生电容并且允许与许多型号的I/O连线相连接。当如图11所示的电容与一套钳位装置耦合时,该电容可以用如图13所示的一套单独的钳位装 置或电路来代替。该装置的钳位电压应该选择的尽可能小,但是要高于被测线路的最大工作电压。 耦合/去耦网络的推荐参数为:耦合电阻R = 400再加上所选钳位装置的阻抗;去耦电感 L = 20 mH.钳位装置的EUT输出端的脉冲波形由脉冲幅度和钳位装置本身的特性决定;因此,不可能规定 波形的量值和容差。4.3.2.3 采用雪崩装置的耦合/去耦网络本

29、方法可以用在因功能问题而不能使用电容耦合的场合。该功能问题是由电容接至EUT而引起 的(见图11)。硅雪崩装置或气体放电管都有一个较低的寄生电容并且允许与更多型号的I/O连线相 连接。然而,典型的气体放电管有一个较高的点火电压,它将严重影响浪涌耦合的波形。如图 12 所示为一个采用放电管的耦合/去耦网络的例子。 放电管的工作电压应该选的尽可能小,但是要高于被测线路的工作电压。 耦合/去耦网络的推荐参数为:耦合电阻R = 40 0再加上放电管的阻抗(充有气体的或固态的);去耦电感 L = 20 mH。雪崩装置的EUT输出端的脉冲波形由脉冲幅度和雪崩装置本身的特性决定;因此,不可能规定 波形的量值

30、和容差。4.3.3 用于对称线的气体放电管耦合/去耦网络 对于非屏蔽对称电路(通信),推荐用气体放电管耦合,如图14所示。 在多芯电缆中,耦合网络还具有调节浪涌分布的任务。因此,耦合网络的阻抗Rm2 (对n芯电缆)应为n x 400 (n2)。Rm2不应超过2500。示例1:信号发生器产生一个1.2/50卩s的浪涌:n = 4, Rm2 = 4 x 400,信号发生器的总阻抗值 大约为 420。示例2:信号发生器产生一个10/700卩s的浪涌:n = 4,Rm2 = 4 x 250。当信号发生器的S1端 口闭合时,其阻抗Rm1 (150)的总值约为420,如图4所示。耦合/去耦网络的推荐参数为

31、:耦合电阻:Rm2加上放电管的阻抗;去耦电感: L = 20 mH。放电管的EUT输出端的脉冲波形由脉冲幅度和放电管本身的特性决定;因此,不可能规定波形 的量值和容差。4.3.4 用于高速通信线路的耦合/去耦网络由于物理结构的限制,大部分耦合/去耦网络的处理频段被限制在100kHz。如果没有适当的耦合 /去耦网络用于商用的场合,浪涌应被直接施加到高速通信数据端口。耦合方式可选作为一种电路的功能和运行条件。这一点必须在产品规格中规定。 一个针对高速线路的耦合/去耦网络,只要不影响通信,就能够使用。如图15所示。5.试验配置5.1 试验设备试验配置包括设备: 受试设备( EUT); 辅助设备( A

32、E); 电缆(规定类型和长度); 耦合去耦网络; 组合波信号发生器; 耦合网络/ 保护装置; 当试验频率较高(如经过气体放电管耦合)和按7.6.1 所述和图 17 对屏蔽电缆测试时,需要 金属接地参考平板。只有 EUT 的典型安装有金属接地参考平面,试验时连接到接地参考平面才是必 须的。5.2 EUT 电源端试验的配置1.2/50口S的浪涌经电容耦合网络加到EUT电源端上(见图7、图8、图9和图10)。为避免对同 一电源供电的非受试设备产生不利影响,并为浪涌波提供足够的去耦阻抗,以便将规定的浪涌施加 到受试线缆上,需要使用去耦网络。如果没有其它规定,EUT和耦合/去耦网络之间的电源线长度不应超

33、过2m。 本标准规定,只有直接连接到交流和直流电源系统的端口才被认为是电源端口。对没有接地线的或外部接地端的双重绝缘产品,测试应按接地设备的方法进行,但是不允许添 加额外的外部接地连接。如没有其它接地连接的可能,可以不进行线到地测试。5.3 非屏蔽不对称互连线试验的配置通常,按图 10用电容向线路施加浪涌。耦合去耦网络对受试线路的规定功能状态不应产生影响。 图12和13给出了另一种试验配置(用气体放电耦合)供具有较高信号传输频率的线路使用, 应根据传输率下的容性负载来选择耦合方法。本方法降低了 EUT上的容性负载,也许更适合高频电 路。如果没有其它规定,EUT和耦合/去耦网络之间的互连线长度不

34、应超过2m。5.4 非屏蔽对称互连通信线的试验配置对于对称互连/通信线路(见图 14),通常不使用电容耦合的方法,而采用气体放电管耦合。不 能对气体放电管触发点(对90V气体放电管约为300V)以下的试验等级作规定。注:应注意两种试验布置:a)对仅在EUT有第二级保护的设备级抗扰度试验配置,用较低的试验等级,如0.5kV或1kV。b)对有第一级保护的系统级抗扰度试验配置,用较高的试验等级,如2kV或4kV。 如果没有其它规定,EUT和耦合/去耦网络之间的互连线长度不应超过2m。5.5 高速通信线的试验布置 当传输数据速率较高或传输频率较高,不能使用耦合/去耦网络时,可使用本章的试验配置,如图

35、15 所示。试验前,检验端口是否工作正常;然后断开外部设备,不用耦合/去耦网络直接将浪涌施加在端 口终端上,浪涌施加完后,再次检验端口是否工作正常。试验中,EUT在没有连接端口时应功能正常,然而,应注意到,有些EUT在数据/通信线被拔 掉后,将从内部试图关掉或断开通信端口。如果可能,应采取措施确保EUT在试验过程中数据/通 信端口工作正常。注:耦合/去耦网络含低通滤波元件,能够阻止浪涌的高频分量通过,但低频信号和电源能通过。当所需信号的 频率超过100kHz或数据传输率大约100kbit/s,浪涌试验中所需的滤波元件将大大降低有用信号。5.6 屏蔽线的试验配置 对于屏蔽线,耦合/去耦网络不再适

36、用,在此情况可用7.6.1或7.6.2所示的试验配置。5.6.1 直接施加EUT 与地绝缘,浪涌直接施加在它的金属外壳;受试端口的终端(或辅助设备)接地。该试验 适用于使用单层或多层屏蔽电缆的设备(见图16 和图 17)。注:图16或图17 提到的接地参考平面是一低阻抗参考点,采用专用电缆或接地平板更易实现该要求。除受试端口,所有与 EUT 连接的端口都应该通过合适方法如安全隔离变压器或合适的耦合/去 耦网络与地绝缘。在受试端口和连接到该端口的电缆的另一端的装置(辅助设备见图16和图 17) 之间的电缆的长度应该是EUT规定的最大长度或20m两者之间的短者,如果长度超过1m,应该按 非电感性的

37、结构捆扎。屏蔽线施加浪涌的规则:a)两端接地的屏蔽线按图 16 给屏蔽层施加浪涌。b)一端接地的屏蔽线按图 17进行试验,如果在安装中,屏蔽层仅在辅助设备端接地,则试验应该在这种配置下进行, 但是信号发生器仍按图17所示连接在EUT 一侧。如果电缆长度允许,电缆应该置于0.1m高的绝缘 垫或线槽上。对屏蔽的试验等级用具有2Q源阻抗的信号发生器。对没有金属外壳的产品,浪涌直接施加到屏蔽电缆。图 16适用于屏蔽线(见 7.6)和电位差(见 7.7)的试验配置实例注 1 连接到 EUT 和/ 或 AE 的电源可以经过一去耦网络,如图 7 所示,而不是经过隔离变压器,在此情况 下,应断开EUT的保护接

38、地。注 2 该配置示意图也适用于直流供电的 EUT 。hPELNPE恬号慈生寿图 17适用于一端接地的屏蔽线(对应7.6)和电位差(对应7.7)的实验配置实例注 1 连接到 EUT 和 / 或 AE 的电源可以经过一去耦网络,如图 7 所示,而不是经过隔离变压器,在此情况下, 应断开EUT的保护接地。注 2 该配置示意图也适用于直流供电的 EUT。5.6.2 测试多根屏蔽电缆中的单根电缆的可选耦合方法按图 18,用一根导线将浪涌尽可能地施加到受试的互连线缆上。在某一试验配置中的两个和多 个EUT (或一个EUT和AE)之间,有多根屏蔽电缆,且有多个接地点,为了将浪涌施加到个别电 缆或一捆电缆,

39、这种耦合方式很有效。如果个别电缆的典型安装是被捆绑在一起的,那么试验也应 该在捆绑的条件下进行。在受试端口和与该端口连接的电缆的另一端的装置之间的电缆长度应该是 EUT 规定的最大长 度或20m两者中短者。如果长度超过1m,超过的部分应该在电缆的中心位置以30m到40cm的长 度捆扎。如果因电缆太多或太硬不易捆扎,或因为测试是在用户的安装条件下进行的,在测试报告 中,应对超长电缆的处理进行详细说明。AELNIn k JEUT_LTJ|T = 1* JIW!i 1 1 信号发生器111 |14 =参考接地平面,如接地平檯或屏蔽室的地图 18 适用于屏蔽线和电位差,特别适用于有多根屏蔽电缆配置的耦

40、合方式和试验配置说明:LT 必需测试的信号接口线LN 不必测试的信号接口线IW 注入线注:这种配置也适用于直流供电的受试设备;实验配置特性(AE应该连接到地);信号发生器置于EUT附近;信号发生器的共模输出连接到EUT 上;信号发生器的输出脉冲经过最靠近EUT和AE之间的接口电缆的绝缘注入线注入到AE,绝缘注入线的跨 接部分不是很关键;ILTI和IlnV大的注入电流将经过受试电缆的屏蔽层(相同的影响); 应根据安装需要选择电缆长度,该长度最长 20m。受试电缆应离接地参考平板或屏蔽室的墙至少 1m。 为了防止构成电流回路,非受试电缆应离受试电缆和接地平板或屏蔽室的墙面至少 0.4m。5.7 施

41、加电位差的试验配置 在系统电平测试中,如必须施加电位差来模拟系统内部暴露的导电部位和底座间可能出现的电 压,如漏电流,缺陷或放电,则对使用屏蔽线带得系统可按图16 进行试验,对非屏蔽线或屏蔽线仅 在一端接地的系统按图17 进行试验。5.8 EUT 工作状态 试验时的工作状态和安装情况应与产品技术要求一致,应包括两个方面: 试验布置(硬件);试验程序(软件)。6 试验程序6.1 实验室参考条件为了使环境参数对试验结果的影响减至最小,试验应在 8.1.1 和 8.1.2 规定的气候和电磁环境基 准条件下进行。6.1.1 气候条件除非通用标准,行业标准和产品标准有特别规定,实验室的气候条件应该在EU

42、T和试验仪器 各自的制造商规定的仪器正常工作的一切范围内。如果相对湿度很高,以至于在EUT和试验仪器上产生凝露,则不应进行试验。6.1.2 电磁环境实验室的电磁环境不应影响试验结果。6.2 在实验室内进行浪涌试验 试验之前,应对信号发生器和耦合/去耦网络进行校验。性能检查对于浪涌脉冲及其电压和/或电流的存在通常是有限的。试验应根据试验方案进行,方案中应规定试验配置,应包含如下内容: 试验等级(电压); 浪涌次数; 除非相关的产品标准有规定,施加在直流电源端和互连线上的浪涌脉冲次数应为正负极性各五次,对交流电源端口,应分别在0、90、180、270相位施加正负极性各五次的浪涌脉冲; 连续脉冲间的

43、时间间隔:1 分钟或更短;EUT的典型工作状态; 浪涌施加的位置。电源端口(直流或交流)可能是输入或输出端口。注:推荐将浪涌施加于那些容易将浪涌传导入EUT内部的输出端口(如:具有大功率损耗的开关负载)。 如次级电路(与交流电源端口隔离)不会直接遭受瞬态高压时(例如:可靠接地、经过电容滤波 的直流次级电路,峰峰值的纹波不及支流元件产生的10%)则低电压(小于等于60V)的直流输入/ 输出端可不进行浪涌试验。在有几个相同线路的情况下,只需选择一定数量的线路进行典型测量。如果试验中浪涌的重复率比1/min更短使EUT发生故障,而以1/min重复率进行测试时,EUT 工作正常,通常使用1/min的重

44、复率进行测试。注2 如果产品合适,产品委员会可能选择不同相位角、或者增加、减少每相的浪涌次数。注3 对常用的浪涌保护装置,尽管它们的峰值电压和峰值功率能经受大电流,但是它们的平均功率较低。因此, 两次浪涌的时间间隔取决于EUT内置的保护装置。测试应用的更多信息见B.2。当进行线地测试时,如果没有其它规定,应依次进行测试。 试验程序应考虑受试设备的非线性电流-电压特性,因此,试验电压只能由低等级逐步增加到产 品标准或试验方案/报告中规定的试验等级而不能超过它,所有较低等级(包括选择的试验等级)均 应满足要求。 对第二级保护试验时,信号发生器的输出电压应增加到第一级保护的最低电压击穿值(让通值)。

45、 如果没有实际工作信号源提供给EUT,可以对其模拟。对于验收试验,应使用以前未曾加过浪涌的设备,否则在试验前应替换保护装置。6.3 试验结果的评估 试验结果应依据受试设备在试验中的功能丧失或性能降低现象进行分类,相关的性能水平由设 备的制造商或需要方确定,或由产品的制造商和购买方双方协商同意。建议按如下要求分类:a) 在制造商、委托方或购买方规定的限值内性能正常;b) 功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预;c) 功能或性能暂时丧失或降低,但需操作人员干预才能恢复;d) 因设备硬件或软件损坏,或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。由制造商提出的技术规范可以

46、规定对EUT产生的某些影响是不重要的,因而是可接受的试验影 响。在没有合适的通用、产品或产品类标准时, 这种分类可以由负责相应产品的通用标准、产品标 准和产品类标准的专业标准化技术委员会用于作为明确表达功能准则的指南,或作为制造商和购买 方协商的性能规范的框架。7.新、旧版标准的主要区别与 GB/T 17626.5-1999 的主要差异如下:1) 增加了新的定义。2) 增加了开路电压波10/700us的电流波形(5/320us)。3) 在耦合/去耦合网络EUT端口,也规定了电压/电流波形要求。4) 新增了耦合/去耦合网络选用的流程图。5) 增加了用于高速通信线的耦合/去耦网络和高速通信线的试验要求。6) 对于一端接地的屏蔽线的测试,取消了对地电容的要求。7) 新增了在具有多根屏蔽电缆时,对单根屏蔽电缆进行测试的替代耦合方法8) 浪涌重复率改为至少每分钟一次。9) 修改了对试验结果的评价。10) 对试验报告给出了详细的规定。11) 修改了表 A.1 试验等级的选择。12) 增加了附录B中有关系统级抗扰度的描述。13) 增加了附录Co

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