《浪涌抗扰度测试》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浪涌抗扰度测试（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浪涌（冲击）抗扰度（Surge）欧阳学文1浪涌（冲击）抗扰度试验1.1概述浪涌抗扰度试验所依据的国际标准是IEC6100045:,对应 国家标准是GB/T176262200X电磁兼容试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验。浪涌（冲击）抗扰度试验就是模拟带来的干扰影响，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浪涌（冲击）抗扰度试验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。本标准规定了一个一致的 试验方法，以评定设备或系统对规定现
2、象的抗扰度。1.3浪涌（冲击）抗扰度试验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电磁兼容出版物的地位。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1.2/50ys开路电压波形、8/20ys短路电流波形或 10/700阴开路电压波形、5/320“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短路电流峰值的比值
3、。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kV10.521.032.044.01)特殊1）“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。1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：有部分保护的电气环境所有引入室内的电缆都
4、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。设备组通过电力设备的公共接地系统接地该接地。系统几 乎都会遇到由
5、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中会产生幅值较高的干扰电压。电子 设备和电
6、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10Ia）和雷电（电流达10OIKa ）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。X类:在产品技术要求中规定的特殊环境。浪涌（信号发生器）与安装类别的关系如下
7、：14 类：1.2/50ys（80/20ps）第5类：对电源线端口和短距离信号电路/线路端口：1.2/50ys（80/20ys）15类：对对称通信线路：10/700（5/320）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1.2/50ys的组合波信号发生器。4.1 1.2/50ys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，并应在
8、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“； 开路电压半峰值时间50ys；短路电流波前时间8ys；短路电 流半峰值时间20阴。图1为1.2/50阴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
9、（开路状态下）和8/20阴的电流浪涌（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）
10、;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士 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1.2/50阴一8/20阴定义根据 GB/T 16927.1根据 IEC 604691波前时间|!S半峰值时 间|!S上升时间(10% 90%)|!S持续时间(50% 50%)|!S开 路电压1.2 士 30%50 士 20%1 士 30%50 士 20%短 路电流8 士 20%20 士 20%6.4 士 20%16 士 20%注：在现行IEC出版物中，1.250s和820ys波形通常按GB/T 16927.1规定，如
11、图 2和图3所示。其他的IEC推荐标准按IEC 604691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：T1=1.67XT=1.2ys30%半峰值时间：T2=50ys20%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（1.2/50）（按 GB/T 16927.1 的波形规定）波前时间：T1=1.2
12、5XT=8ys20%半峰值时间：T2=20ys20%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（8/20阴）（按GB/T 16927.1的波形规定）4.2 10/700阴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阴； 开路电压半峰值时间700阴。图4为10/700ys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阴的浪涌。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
13、用外 部匹配电阻时，开关闭合图4组合波信号发生器的电路原理图（10/700盟5/320盟）（根据ITU IK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：40。士 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Rm1 （15Q）和只口2（25Q）。电阻Rm2可以被旁路、并联或短路，当用于多路耦合时，可被外部耦合电阻代替，见图14。波前时间：T1=1.67
14、XT=10ys30%半峰值时间：T2=700ps20%图5 开路电压波形（10/700阴）（按GB/T 16927.1的波形规定）波前时间：T1=1.25XT=5ys20%半峰值时间：T2=320ys20%注：在GB/T 16927.1中，波形规定为5/320阴，而在IEC 604691中规定为4/300阴。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阴）（按GB/T 16927.1的波形规定）表4 波形参数的定义10/7005/320“定义根据ITUT K系列和GB/T 16927.1根据 IEC 604691波前时 间|!S半峰值时 间|!S上升时间（10% 90%）|!S持续时间(50% 50%)|!S开 路电 压10 士 30%700 士 20%6.5 士 30%700 士 20%短 路电 流5 士 20%320 士 20%4 士 20%300 士 20%注：在现行IEC和ITUT出版物中，10/700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 604691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 kV1.0 kV
