《电磁兼容讲义(培训教材)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁兼容讲义(培训教材)（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁兼容及标准体系概述电磁兼容标准的主要来源有：a) CISPR 出版物。是 IEC 下设的一个特别委员会。它成立的初衷是避免无线 电业务中出现障碍，目前世界各国对用电设备的无线电骚扰的限制大多取 材于它。b) IEC/TC77制定的IEC61000系列标准TC77是IEC下设的一个技术委员会， 工作范围有：A)整个频率范围内的抗扰度；B)低频范围内(W9kHz)的骚 扰发射现象。c) 美国军用标准。我国军用标准主要取材于它，其中电磁兼容的标准号为 GJB151 和 GJB152。d) 其它。国外先进企业的内控标准，国内自主科研成果而制定的标准。二、电磁兼容基本名词术语a) 电磁兼容 Elec
2、tromagnetic Compatibility( EMC) 设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。b) 电磁兼容裕量 装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间的差值。三、电磁兼容测试标准的标准体系a) 基础标准：基础标准不涉及具体的产品，仅就现象、环境、试验方法、试 验仪器和基本试验配置等给出定义及详细描述。这类标准不给出指令性的 限值，以及对产品性能的直接判据，但它是编制其他各级电磁兼容标准的 基础。属于基础标准范围内的标准例有：GB4365电磁兼容术语；GB/T6113无线电骚扰和抗扰度测量设备规范；GB/T6113.2无线电
3、骚扰和抗扰 度测量设备规范和测量方法 第二部分：骚扰和抗扰度测量方法；以及 如GB/T17626有关产品抗扰度测量的系列标准等。b) 通用标准：通用标准给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容 性要求。通用标准中提到的测试项目及其试验方法可以在相应的基础标准 中找到。通用标准给出的试验环境、试验要求可以成为产品族标准和专用 产品标准的编制导则。同时对于暂时尚未建立电磁兼容性测试标准的产 品，可以参照通用标准来进行其电磁兼容性能的摸底。通用标准把环境分 成两类：一类是住宅、商业和轻工业环境。另一类是工业场所。通用标准 认定凡直接从公共电网以低压供电的场所属于住宅、商业和轻工业环境。c) 产
4、品族标准：这是根据特定产品类别而制定的电磁兼容性能的测试标准。 它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求的两方面内容。产品族标 准中所规定的试验内容及限值应与通用标准相一致，但与通用标准相比 较，产品族标准根据产品的特殊性，在试验内容的选择、限值及性能的判 据等方面有一定特殊性。d) 专用产品标准：专用产品标准通常不单独形成电磁兼容标准，而以专门条 款包含在产品的通用技术条件中。专用产品标准对电磁兼容的要求与相应 的产品族标准相一致，在考虑了产品的特殊性之后，也可增加试验项目和 对电磁兼容性能要求作某些改变。与产品族标准相比，专用产品标准对电 磁兼容性的要求更加明确，而且还增加了对产品性能试
5、验的判据。对试验 方法，应由试验人员参照相应基础标准进行。四、EMC 试验实际上可以归并为三类：a) 高频电磁骚扰的发射测试：0.15MHz30MHz的交流电源线传导骚扰测试，0.15MHz30MHz的交流电源线断续骚扰测 试(仅家用电器产品有此要求)，0.15MHz30MHz的信号线、控制线、直流电源线传导骚扰测 试,30MHz1000MHz的辐射骚扰测试。交流电源线断续骚扰测量，辐射骚扰的磁场分量的测量。b) 低频电磁骚扰的发射测试02kHz的工频谐波、IEC61000-3-2/4电压波动和闪烁测试IEC61000-3-3/5c) 产品的抗扰度试验：静电放电试验IEC61000-4-2 高
6、频辐射电磁场试验 IEC61000-4-3 电快速瞬变脉冲群试验IEC61000-4-4 雷击浪涌试验 IEC61000-4-5 由射频场感应所引起的高频传导试验IEC61000-4-6 电压跌落试验 IEC61000-4-11 (AC) AND IEC61000-4-29(DC) 工频磁场试验 IEC61000-4-8五、试品性能的评定准则a) EMI：-般是定量描述b) EMS：情况A：试品在试验中和试验后都能正常工作，无性能下降和低于制造商规定的性能等级 现象发生。情况B：试品在试验后可以正常工作，且无性能下降和低于制造商所规定的性能等级现象 发生。情况C：允许试品有暂时性的性能降低，只
7、要这种功能是可以通过控制操作、人工复位, 甚至是关机后恢复的。电磁兼容测试项目及方法交流电源线的传导骚扰测量a) 试验布置b) 干扰测量仪平均值检波：其最大特点是检波器的充放电时间常数相同，特别适用于连续波的测量。 峰值检波：特点是充电的时间常数很小，即使是很窄的脉冲也能很快地充到稳定的峰值 当中频信号消失后，由于电路的放电时间常数很大，检波的输出电压可在很长一段时间内保 持在峰值上。准峰值检波：它的充放电时间常数介于平均值和峰值检波之间，检波器的输出既与干扰 的幅度有关，又与干扰的重复频率有关。其输出与干扰对听觉造成的效果相一致。 干扰测量仪通常都拥有这三种检波功能。L,峰值平均值峰值-峰值
8、检波无法区别 准峰值平均值丿，峰值准峰值平均值峰值 -平均值检波无法区别准峰值平均值丿c) 人工电源网络二、辐射骚扰的场强测量（测试频率范围30至1000MHz）试验布置我示萍h几衬中牲与无址几翱中业u爭距离.试出的几辑中业棒与转合*乜相三、产品工作时在电网中产生的谐波电流的测量a）谐波电流的危害 电压畸变：将可能使对谐波敏感的设备产生误动作；谐波电压将直接影响电视的图像 质量。 过零噪声：有不少设备要求在电源电压过零时接通设备，以便不产生瞬变过电压，从 而减少电磁干扰和对半导体器件的冲击。 中线过热：但当线路中含有谐波电流时，特别是三次谐波的奇数倍，它们在中线上却 是相加的。b）测量线路测量
9、设备可采用频域谐波分析仪，也可采用时域谐波分析仪，但从世界范围说，目前采用离散富里叶变唤的时域分析仪器已成为基准的测量设备。单相设备的谐波电流测量线路见下图。四、静电放电抗扰度试验静电放电抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.2 （等同于国际标准IEC61000-4-2）。a）试验目的静电放电有多种起因，GB/T17626.2描述的是在低湿度环境下，通过摩擦使人体带电。带 了电的人体，在与设备接触过程中就可能对设备放电。静电放电抗扰度试验模拟了两种情况：设备操作人员直接触摸设每时对设备的放电， 和放电对设备工作的影响；设备操作人员在触摸邻近设备时，对所关心这台设备的影响。静电放电可能造成的
10、后果是：通过直接放电，引起设备中半导体器件的损坏，从而造 成设备的永久性失效。由放电而引起的近场电磁场变化，造成设备的误动作。b) 静电放电的模拟 下图为静电放电发生器基本线路和放电电流波形(对图中放电电流波形，可预见它含有 极其丰富的谐波成分，加大了试验的严酷度)。c) 试验的严酷度等级试验严酷度等级有四级，对接触放电分别为2kV； 4kV； 6kV； 8kV。对气隙放电分别为2kV； 4kV； 8kV； 15kV。五、射频辐射电磁场抗扰度试验射频辐射电磁场抗扰试验的国家标准为GB/T17626.3 (等同于国际标准IEC61000-4-3)。a) 试验目的 射频辐射的现象无所不在，如无线电
11、台、电视台、移动无线电发射机及各种工业电磁辐 射源，甚至荧光灯具在工作时都会产生电磁辐射。目前广泛使用的无线电对讲机、手机等， 由于使用人员可能离设备很近，造成的干扰就特别强劲。英国和法国的电工技术研究所对移动电话场强研究后认为符合E= (3.0XP1/) /d式中： E 为场强， V/m；p 为移动电话功率， W ；d 为移动电话天线至关心设备的距离， m。此式反映在距离设备很近处使用功率较大的移动电话，会对设备造成很强的辐射电磁场 干扰。b) 试验要求和严酷度等级试验的频率范围为801000MHz试验要用1kHz正弦波幅度调制，调制深度为80%。今 后可能再加一项键控调频(欧共体已采用)，
12、频率为200Hz,占空比1： 1。分别模拟语音及数 字通信 900MHZ ENV50204。六、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的国家标准为 GB/T17626.4(IEC61000-4-4)。a) 试验目的电路中机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电气和电子设备产生 干扰。其特点是脉冲成群出现，脉冲重复频率较高，脉冲波形的上升时间短暂，但单个脉冲 的能量较小，一般不会造成设备故障，但使设备产生误动作的情况经常可见。根据国外专家 的研究，认为脉冲群试验是通过脉冲群对线路中半导体器件结电容的充电，当结电容上的能 量积累到一定程度，便会引起线路(乃至设备)的误动
13、作。b) 脉冲群发生器脉冲群发生器的基本线路和波形见下图。ei ajE电躱 Kc充电电距RnRl岚匹JE电紐苦於带觇唯阴Gfitue由笄G吗朮电齐i试品c) 电容耦合夹用于信号线、控制线的试验。试验时受试电缆放在耦合夹的上、下两块耦合板之间，耦 合板本身尽可能合拢，以提供板与电缆之间的最大电容。夹的两端各有一个高压同轴接头， 用最靠近试品这端的接头通过同轴电缆与发生器连接。另外，同轴接头的芯线与下层耦合板 相连，同轴接头外壳与耦合夹底板相通，而耦合夹放在参考接地板上。这一结构表明，高压 脉冲将通过耦合板与电缆间的分布电容进入受试电缆，而电缆收到的脉冲是相对参考接地板 的，所以仍然是共模干扰。明
14、确脉冲性质很重要：首先，与试验方法有关。既然是共模干扰，就一定与参考接地板 有关，离开了参考接地板，干扰将加不到试品。其次，既然它是共模干扰试验，试验人员在 处理干扰时，一定要用针对共模干扰的措施，否则将达不到预定效果。当使用耦合夹做被试系统抗扰度试验时，耦合夹应放在参考接地板上，耦合夹到接地板 边缘的最小尺寸为0.1m。同样，除位于耦合夹下方的接地板外，耦合夹与其它导电性结构间 的最小距离是 0.5m。d) 试验的严酷度等级试验等级分为1、2、3、4和X级。在电源线上试验时，分别取0.5kV (5kHz)、1kV (5kHz)、 2kV (5kHz)、4kV (2.5kHz)及待定。在信号线
15、、控制线上试验时，分别取0.25kV (5kHZ)、 0.5kV (5kHz)、1kV (5kHz)、2kV (5kHz)及待定。这里，电压为发生器储能电容上的电压，频率指脉冲群内单个脉冲的重复频率。严酷 度等级的大体分类是：1 级：保护良好的环境(如计算机机房)。2 级：通常有保护的环境(如工厂中的计算机机房和控制室)。3 级：无保护环境下的设备(如公用电网、工厂、变电站)。4 级：有严重干扰的环境(如采用气体绝缘的开关或真空开关的变电站)。试品选用哪一等级，由产品标准定。七、雷击浪涌抗扰度试验雷击浪涌抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.5 (等同于国际标准IEC61000-4-5)。a) 试验目的自然界的雷击可以在户外架空线上感应出浪涌电压和电流。此外，在电站或开关站中， 大型开关切换瞬间，也会在供电线路上感应出大的浪涌电压和电流。这两种浪涌的共同特点 是能量特别大(用能量作比较，静电为皮焦耳级，脉冲群为毫焦耳级，雷击浪涌则为几百焦 耳级，是前两种干扰能量的百万倍)，但波形较缓(微秒级，而静电与脉冲群是纳秒级，甚至 亚纳秒级)，重复频率低。b) 浪涌发生器用于电源线路试验的综合波发生器“综合波
