常用的抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)

摘要：詳細(xì)地介紹了幾種抗擾度試驗的目的、方法、嚴(yán)酷度等級及要求。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)抗擾度試驗

Standard of Jamming Immunity Test in Common Use

Abstract: Aims,mehtods,harshess levels and reguirements of a few jamming immunity tests are presented.

Keywords:Standard,Jamming immunity test

中圖法分類號：TN97文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0219?2713(2000)09?435?08

　　我國電磁兼容認(rèn)證工作已經(jīng)起動，第一批實施電磁兼容的產(chǎn)品類別及所含內(nèi)容也已基本確定，它們是聲音和電視廣播接收機及有關(guān)設(shè)備，信息技術(shù)設(shè)備，家用和類似用途電動、電熱器具，電動工具及類似電器、電源、照明電器、車輛機動船和火花點火發(fā)動機的驅(qū)動裝置、金融及貿(mào)易結(jié)算電子設(shè)備、安防電子產(chǎn)品、聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)設(shè)備與部件，低壓電器。盡管產(chǎn)品不同，引用的產(chǎn)品族測試標(biāo)準(zhǔn)也不同，但其中抗擾度的試驗內(nèi)容基本相同，它們是靜電放電、射頻輻射電磁場、脈沖群、浪涌、射頻場引起的傳導(dǎo)干擾和電壓跌落等6項。為了幫助讀者對這些標(biāo)準(zhǔn)的理解，作者試圖從試驗?zāi)康?、儀器特性要求、基本配置情況、標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和對標(biāo)準(zhǔn)的評述等方面入手，用比較簡潔的文字介紹這些試驗，以加深對標(biāo)準(zhǔn)的理解。

1IEC61000－4－2（GB/T17626.2）靜電放電抗干擾試驗

1.1靜電放電的起因

靜電放電的起因有多種，但I(xiàn)EC61000－4－2（GB/T17626.2）主要描述在低濕度情況下，通過摩擦等因素，使人體積累了靜電。當(dāng)帶有靜電的人與設(shè)備接觸時，就可能產(chǎn)生靜電放電。

1.2試驗?zāi)康?/P>

試驗單個設(shè)備或系統(tǒng)的抗靜電干擾的能力。它模擬：

（1）操作人員或物體在接觸設(shè)備時的放電。

（2）人或物體對鄰近物體的放電。

靜電放電可能產(chǎn)生的如下后果：

（1）直接通過能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞。

（2）放電所引起的電場與磁場變化，造成設(shè)備的誤動作。

1.3靜電放電的模擬

圖1和圖2分別給出了靜電放電發(fā)生器的基本線路和放電電流的波形。

圖1靜電放電發(fā)生器

圖2靜電放電的電流波形

圖1中高壓真空繼電器是目前唯一的能夠產(chǎn)生重復(fù)與高速的放電波形的器件（放電開關(guān)）。圖2是標(biāo)準(zhǔn)放電電流波形，圖中Im表示電流峰值，上升時間tr=（0.7～1）ns。放電線路中的儲能電容CS代表人體電容，現(xiàn)公認(rèn)150pF比較合適。放電電阻Rd為330Ω，用以代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻?，F(xiàn)已證明，用這種放電狀態(tài)來體現(xiàn)人體放電的模型是足夠嚴(yán)酷的。

圖3信號發(fā)生器的輸出電壓波形

（a）未調(diào)制的射頻信號UPP=2.8VUrms=1.0V

（b）調(diào)制的射頻信號UPP=5.18VUrms=1.12V

1.4放電方式

直接放電（直接對設(shè)備的放電）：接觸放電為首選形式；只有在不能用接觸放電的地方（如表面涂有絕緣層，計算機鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙放電。

1.5試驗方法

有型式試驗（在實驗室進行）及安裝現(xiàn)場試驗兩種，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以前者為主。

試驗中一般以1次/秒的速率進行放電，以便讓設(shè)備對試驗未來得及響應(yīng)。另外正式試驗前要用20次/秒的放電速率，對被試設(shè)備表面很快掃視一遍，目的是找出設(shè)備對靜電放電敏感的部位。

試驗電壓要由低到高逐漸增加到規(guī)定值。

1.6試驗的嚴(yán)酷度等級

該試驗的嚴(yán)酷度等級見表1。

表1嚴(yán)酷度等級

等級的選擇取決于環(huán)境等因素，但對具體的產(chǎn)品來說，往往已在相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)中加以規(guī)定。

1.7對試驗的評述

標(biāo)準(zhǔn)中接觸放電之所以可以用比較低的試驗電壓來進行試驗，是因為接觸放電有著極其陡峭的上升時間，其諧波成分更豐富，對設(shè)備的考核也更嚴(yán)格。

2IEC61000－4－3(GB/T17626.3)射頻輻射電磁場的抗擾度試驗

2.1造成射頻輻射的起因

射頻輻射電磁場對設(shè)備的干擾往往是由設(shè)備操作、維修和安全檢查人員在使用移動電話時所產(chǎn)生的，其他如無線電臺、電視發(fā)射臺、移動無線電發(fā)射機和各種工業(yè)電磁輻射源（以上屬有意發(fā)射），以及電焊機、晶閘管整流器、熒光燈工作時產(chǎn)生的寄生輻射（以上屬無意發(fā)射），也都會產(chǎn)生射頻輻射干擾。

2.2試驗?zāi)康?/P>

建立一個共同的標(biāo)準(zhǔn)來評價電氣和電子設(shè)備的抗射頻輻射電磁場干擾的能力。

2.3試驗的嚴(yán)酷度等級

該試驗的嚴(yán)酷度等級見表2。

表2嚴(yán)酷度等級

其中：1級為低輻射環(huán)境，如離電臺、電視臺1km以上，附近只有小功率移動電話在使用。2級為中等輻射環(huán)境，如在不近于1m處使用小功率移動電話，為典型的商業(yè)環(huán)境。3級為較嚴(yán)酷的輻射環(huán)境，如在1m左右的地方使用移動電話，或附近有大功率發(fā)射機在工作，為典型的工業(yè)環(huán)境。

移動電話工作時所產(chǎn)生場強的經(jīng)驗公式：式中：P為移動電話的功率，W；d為移動電話至設(shè)備的距離，m。

上述公式反映了在離設(shè)備很近的地方使用功率較大的移動電話，會給設(shè)備造成很強的射頻輻射電磁場的干擾。

2.4模擬試驗

隨著技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境也隨著惡化，測試頻率已由早期的（27～500）MHz，擴展到（80～1000）MHz。其中高頻段的擴展是與移動電話的普遍使用有關(guān)，它的工作頻率現(xiàn)已擴展到900MHz（甚至更高）；對80MHz的選擇則與對測試場地的要求、對射頻功率放大器的功率要求和對天線的選用要求有關(guān)。至于80MHz以下部分，將由IEC61000－4－6標(biāo)準(zhǔn)加以補充。

試驗時要用1kHz正弦波進行幅度調(diào)制，調(diào)制深度為80％，參見圖3（在早期的試驗標(biāo)準(zhǔn)中不需要調(diào)制）。將來有可能再增加一項鍵控調(diào)頻（歐共體標(biāo)準(zhǔn)已采用），調(diào)制頻率為200Hz，占空比為1∶1。

2．5基本試驗儀器

（1）信號發(fā)生器（主要指標(biāo)是帶寬、有調(diào)幅功能、能自動或手動掃描、掃描點上的留駐時間可設(shè)定、信號的幅度能自動控制等）。

（2）功率放大器（要求在3m法或10m法的情況下，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的場強。對于小產(chǎn)品，也可以采用1m法進行試驗，但當(dāng)1m法和3m法的試驗結(jié)果有爭執(zhí)時，以3m法為準(zhǔn)）。

（3）天線（在不同的頻段下使用雙錐和對數(shù)周期天線。國外已有在全頻段內(nèi)使用的復(fù)合天線）。

（4）場強測試探頭。

（5）場強測試與記錄設(shè)備。

當(dāng)在基本儀器的基礎(chǔ)上再增加一些諸如功率計、計算機（包括專用的控制軟件）、場強探頭的自動行走機構(gòu)等，可構(gòu)成一個完整的自動測試系統(tǒng)。

2．6試驗的場地

最好采用電波暗室（主要考慮場地均勻性問題。如果在這個電波暗室中還要考慮產(chǎn)品本身在工作中產(chǎn)生的電磁波騷擾測試時，則這個電波暗室還涉及到與開闊場的比對問題）。

為了保證試驗結(jié)果的可比性和重復(fù)性，要對試驗場地的均勻性進行校驗。

2．7試驗方法

試驗在電波暗室中進行，試驗時人員不能進入，用工業(yè)電視監(jiān)視試品的工作情況（或從試品引出可以說明試品工作狀態(tài)的信號至測定室，由專門儀器予以判定）。暗室內(nèi)有天線（包括天線的升降塔）、轉(zhuǎn)臺、試品及工業(yè)電視攝象機。

工作人員、測定試品性能的儀器、信號發(fā)生器、功率計和計算機等設(shè)備在測定室里。高頻功率放大器則放在功放室里。

試驗中，對試品的布線非常講究，應(yīng)記錄在案，以便必要時重現(xiàn)試驗結(jié)果。

2．8場強、試驗距離與功率放大器之間的關(guān)系（僅

供參考）。

場強、試驗距離與功率放大器的關(guān)系見表3。

表3場強、試驗距離與功率放大器關(guān)系

3IEC61000－4－4（GB/T17626.4）電快速瞬變脈沖群的抗擾度試驗

3．1電快速瞬變脈沖群的起因及后果

電路中，機械開關(guān)對電感性負(fù)載的切換，通常會對同一電路的其他電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。這類干擾的特點是：脈沖成群出現(xiàn)、脈沖的重復(fù)頻率較高、脈沖波形的上升時間短暫、單個脈沖的能量較低。實踐中，因電快速瞬變脈沖群造成設(shè)備故障的機率較少，但使設(shè)備產(chǎn)生誤動作的情況經(jīng)?？梢?，除非有合適的對策，否則較難通過。

3．2試驗?zāi)康?/P>

進行電快速瞬變脈沖群試驗的目的是要對電氣和電子設(shè)備建立一個評價抗擊電快速瞬變脈沖群的共同依據(jù)。

圖4快速瞬變脈沖群發(fā)生器

注：U—高壓電源RS—波形形成電阻RC—充電電阻

Rm—阻抗匹配電阻CC—貯能電容Cd—隔直電容

圖5電快速瞬變脈沖群

（a）接50Ω負(fù)載時單個脈沖波形

(b)單脈沖重復(fù)周期

（c）脈沖群周期

3．3電快速瞬變脈沖群的模擬

圖4給出了電快速瞬變脈沖群的發(fā)生器基本線路。脈沖群的波形則參見圖5所示。

對電快速瞬變脈沖群的基本要求是：

脈沖的上升時間（指10％～90％）：5ns±30％;

脈沖持續(xù)時間（上升沿的50％至下降沿的50％）：50ns±30％;

脈沖重復(fù)頻率：5kHz或2.5kHz;

脈沖群的持續(xù)時間：15ms;

脈沖群的重復(fù)周期：300ms;

發(fā)生器的開路輸出電壓（峰值）：（0.25～4）kV;

發(fā)生器的動態(tài)輸出阻抗：50Ω±20％;

輸出脈沖的極性：正/負(fù);

與電源的關(guān)系：異步。

3．4試驗配置

有兩種類型的試驗：實驗室內(nèi)的型式試驗和設(shè)備安裝完畢后的現(xiàn)場試驗。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定第一種試驗是優(yōu)先采用的試驗；對于第二種試驗，只有制造商和用戶達(dá)成一致意見時，方才采用。

電快速瞬變脈沖群試驗的實驗室配置與靜電放電試驗相類似，地面上有參考接地板，接地板的材料與靜電放電的要求相同；但對臺式設(shè)備，在臺面上不要鋪設(shè)金屬板。

3.5試驗方法

（1）對電源線的試驗（包括交流和直流），通過耦合與去耦網(wǎng)絡(luò)，用共模方式，在每個電源端子與最近的保護接地點之間，或與參考接地板之間加試驗電壓。

（2）對控制線、信號線及通信設(shè)備，用共模方式，通過電容耦合夾子來施加試驗電壓。

（3）對于設(shè)備的保護接地端子，試驗電壓加在端子與參考接地之間。

試驗每次至少要進行1min，而且正/負(fù)極性都屬必須。

3．6試驗的嚴(yán)酷度等級

該試驗的嚴(yán)酷度等級見表4。

表4嚴(yán)酷度等級

表內(nèi)：電壓指脈沖群發(fā)生器信號貯能電容上的電壓；頻率指脈沖群內(nèi)脈沖的重復(fù)頻率。

嚴(yán)酷度等級的大體分類是：

1級保護良好環(huán)境下的設(shè)備（如計算機機房）；

2級通常有保護環(huán)境下的設(shè)備（如工廠中的計算機機房和控制室）；

3級無保護環(huán)境下的設(shè)備（如公用電網(wǎng)、工廠、變電站）；

4級有嚴(yán)重騷擾環(huán)境下的設(shè)備（如采用氣體絕緣的開關(guān)或真空開關(guān)的變電站）。

3．7試驗的評述和標(biāo)準(zhǔn)的今后發(fā)展趨勢

試驗的機理是利用脈沖群對線路分布電容能量的積累效應(yīng)，當(dāng)能量積累到一定程度就可能引起線路（乃至設(shè)備）工作出錯。通?？梢杂迷囼炛械木€路一旦出錯，就會連續(xù)不斷地出錯，即使把脈沖電壓稍稍降低，出錯情況依然不斷的現(xiàn)象來加以解釋。

今后發(fā)展趨勢是脈沖的重復(fù)頻率提高，但脈沖群的長度縮短，使每群脈沖個數(shù)基本保持不變。

4IEC61000－4－5（GB/T17626.5）浪涌的抗擾度試驗

4．1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。

4．2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)。

4．3浪涌的模擬

按照IEC61000－4－5（GB/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。

圖6綜合波發(fā)生器簡圖

注：U—高壓電源RS—脈沖持續(xù)期形成電阻RC—充電電阻

Rm—阻抗匹配電阻CC—儲能電容Lr—上升時間形成電感

圖7綜合試驗波

（a）1.2/50μs開路電壓波形（按IEC60?1波形規(guī)定）

波前時間：T1=1.67×T=1.2μs±30％

半峰值時間：T2=50μs±20％(b)8/20μs短路電流波形（按IEC60?1波形規(guī)定）

波前時間：T1=1.25×T=8μs±30％

半峰值時間：T2=20μs±20％

（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

圖6是綜合波發(fā)生器的簡圖。發(fā)生器的波形則見圖7所示。

對試驗發(fā)生器的基本性能要求是：

　　開路電壓波：1.2/50μs；

　　短路電流波：8/20μs。

開路輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV

短路輸出電流（峰值）：0.25kA～2kA

發(fā)生器內(nèi)阻：2Ω（可附加電阻10或40Ω,以便形成12或42Ω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°

最大重復(fù)率：至少每分鐘1次

（2）用于通信線路試驗的10/700μs浪涌電壓發(fā)生器

發(fā)生器的基本線路見圖8所示。相應(yīng)的電壓浪涌

圖8CCITT電壓浪涌發(fā)生器

U—高壓電源Rm—阻抗匹配電阻（Rm1=150Ω；Rm2=25Ω)RC—充電電阻CC—儲能電容（20μF）

CS—上升時間形成電容0.2μF）

RS—脈沖持續(xù)期形成電阻（50Ω）

S1—當(dāng)使用外部匹配電阻時，此開關(guān)應(yīng)閉合

波形見圖9所示。

圖9CCITT電壓浪涌波形

波前時間：T1=1.67×T=10μs±30％

半峰值時間：T2=700μs±20％

發(fā)生器的基本性能要求是：

開路峰值輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV

動態(tài)內(nèi)阻：40Ω

輸出極性：正/負(fù)

4．4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：

●試驗前務(wù)必按照制造商的要求加接保護措施。

●試驗速率每分種1次，不宜太快，以便給保護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。

●試驗，一般正/負(fù)極性各做5次。

●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。

4．5試驗的嚴(yán)酷度等級

各等級電源線路的試驗電壓值見表5。

表5嚴(yán)酷度等級

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級保護環(huán)境比1級稍差，浪涌電壓不超過1kV,如無強干擾的工廠；

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。

4．6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IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標(biāo)準(zhǔn)來說，強調(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)生器有輸出阻抗低和輸出能量大的特點。也就是說，這是兩種截然不同的試驗，絕對不能混為一談。

5IEC61000－4－6（GB/T17626.6）由射頻場感應(yīng)所引起的傳導(dǎo)騷擾

5．1傳導(dǎo)騷擾的起因

在通常情況下，被干擾設(shè)備的尺寸要比干擾頻率的波長短得多，而設(shè)備的引線（包括電源線、通信線和接口電纜等）的長度則可能與干擾頻率的幾個波長相當(dāng)，這樣，這些引線就可以通過傳導(dǎo)方式（最終以射頻電壓和電流所形成的近場電磁騷擾在設(shè)備內(nèi)部）對設(shè)備產(chǎn)生干擾。

5．2試驗?zāi)康?/P>

通過本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的試驗，評價電氣和電子設(shè)備對由射頻場感應(yīng)所引起的傳導(dǎo)騷擾的抗擾度。

注：對沒有傳導(dǎo)電纜（如電源線、信號線或地線）的設(shè)備，不需要進行此項試驗。

5．3模擬試驗

模擬試驗的頻率范圍為150kHz～80MHz。當(dāng)試品尺寸較小時，可將上限頻率擴展到230MHz。

此外，為提高試驗的難度，試驗中要用1kHz的正弦波進行幅度調(diào)制，調(diào)幅深度為80％。

5．4試驗的嚴(yán)酷度等級

升等級的試驗電壓見表6。

表6嚴(yán)酷度等級

嚴(yán)酷度等級的分類情況與IEC61000－4－3（GB/T17626.3）相同。

5．5基本試驗儀器

傳導(dǎo)騷擾的試驗儀器的組成框圖如圖11所示。

（1）射頻信號發(fā)生器（帶寬150kHz～230MHz，有調(diào)幅功能，能自動或手動掃描，掃描點上的留駐時間可設(shè)定，信號的幅度可自動控制）。

（2）功率放大器（取決于試驗方法及試驗的嚴(yán)酷度等級）。

圖10單相系統(tǒng)的試驗線路

（a）用于線與線之間的耦合，發(fā)生器輸出浮置

(b)用于線與線之間的耦合，發(fā)生器輸出接地

圖11傳導(dǎo)騷擾的試驗儀器

G1：RF發(fā)生器T1：可調(diào)衰減器PA：寬帶功率放大器

T2：固定衰減器（6dB）LPF/HPF：低通濾波器或高通濾波器

S1：RF開關(guān)

（3）低通和高通濾波器（用于避免信號諧波對試品產(chǎn)生干擾）。

（4）固定衰減器（衰減量固定為6dB。用以減少功放至耦合網(wǎng)絡(luò)間的不匹配程度，安裝時盡量靠近耦合網(wǎng)絡(luò))。

　　上述儀器如配上電子毫伏計、計算機等可組成自動測試系統(tǒng)。

5．6試驗方法

試驗一般可在屏蔽室內(nèi)進行。

干擾的注入方式有：耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（在作電源線試驗時常用，當(dāng)信號線數(shù)目較少時也常采用）；電流鉗和電磁耦合鉗（特別適合于對多芯電纜的試驗。其中電磁耦合鉗在1.5MHz以上頻率時對試驗結(jié)果有良好的再現(xiàn)性；當(dāng)頻率高于10MHz時，電磁耦合鉗比常規(guī)的電流鉗有較好的方向性，并且在輔助設(shè)備信號參考點與參考接地板之間不再要求有專門的阻抗，因此使用更方便）。

5．710V等級時，注入方式與功率放大器之間的關(guān)系（僅供參考）

10V等級時，注入方式與功率放大器的關(guān)系見表7。

表710V等級時，注入方式與功率放大器的關(guān)系

6IEC61000－4－11（GB/T17626.11）電壓跌落、短時中斷和電壓漸變的抗擾度試驗

6．1干擾的起因

電壓瞬時跌落、短時中斷是由電網(wǎng)、變電設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化所引起的。在某些情況下會出現(xiàn)兩次或更多次連續(xù)的跌落或中斷。電壓變化是由連接到電網(wǎng)的負(fù)荷連續(xù)變化引起的。

這些現(xiàn)象本質(zhì)上是隨機的，其特征表現(xiàn)為偏離額定電壓并持續(xù)一段時間。電壓瞬時跌落和短時中斷不總是突發(fā)的，因為與供電網(wǎng)絡(luò)相連的旋轉(zhuǎn)電機和保護元件有一定的反作用時間。如果大的電源網(wǎng)絡(luò)斷開（一個工廠的局部或一個地區(qū)中的較大范圍），電壓將由于有很多旋轉(zhuǎn)電機連接到電網(wǎng)上使之逐步降低。因為這些旋轉(zhuǎn)電機短期內(nèi)將作為發(fā)電機運行，并向電網(wǎng)輸送電力，這就產(chǎn)生了電壓漸變。

作為大多數(shù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備，一般都有內(nèi)置的斷電檢測裝置，以便在電源電壓恢復(fù)以后，設(shè)備按正確方式起動。但有些斷電檢測裝置對于電源電壓的逐漸降低卻不能快速作出反應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致加在集成電路上的直流電壓，在斷電檢測裝置觸發(fā)以前已降低到最低運行電壓水平之下，由此造成了數(shù)據(jù)的丟失或改變。這樣，當(dāng)電源電壓恢復(fù)的時候，這個數(shù)據(jù)處理設(shè)備就不能正確再起動。

6．2試驗?zāi)康?/P>

IEC61000－4－11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同類型的試驗來模擬電壓的突變效應(yīng)，以便建立一種評價電氣和電子設(shè)備在經(jīng)受這種變化時的抗擾性通用準(zhǔn)則。其中對電壓漸變作為一種型式試驗，根據(jù)產(chǎn)品或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，用在特殊的和認(rèn)為合理的情況下。

6．33個專門的術(shù)語

（1）電壓瞬時跌落指在電氣系統(tǒng)的某一點，電壓突變下降，在經(jīng)歷了半個周期到幾秒鐘的短暫持續(xù)期后，又恢復(fù)正常。

（2）短時中斷指供電電壓消失一段時間，一般不超過1min。短時中斷可認(rèn)為是100％的幅值瞬時跌落。

（3）電壓漸變指供電電壓逐漸變得高于或低于額定電壓，變化的持續(xù)時間相對周期來說，可長可短。

6．4試驗的電壓等級

試驗的電壓等級分為兩種(見圖12和表8，表9)

表8電壓跌落和短時中斷的試驗等級

6.5試驗儀器

主要指標(biāo)包括：

輸出電壓：精度±5％；

輸出電流能力：100％UT時≤16A,其他輸出電壓

圖12 電壓漸變試驗例

圖13用電子開關(guān)控制兩個獨立調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)方式圖

14用波形發(fā)生器和功率放大器構(gòu)成試驗發(fā)生器的形式

時能維持恒功率，如70％UT時≤23A；40％UT時≤40A；

峰值起動電流能力：不超過500A（220V電壓時）：250A（100V～120V電壓時）；

突變電壓的上升或下降時間：1μs～5μs（接100Ω負(fù)載）；

相位：0°～360°（準(zhǔn)確度為±10°）；

輸出阻抗呈電阻性，并應(yīng)盡可能小。

實現(xiàn)上述功能的試驗儀器有兩種基本格式，分別見圖13和圖14所示。

圖13是一種價格相對比較便宜的試驗發(fā)生器形式，當(dāng)兩個開關(guān)同時分?jǐn)鄷r，便中斷輸出電壓（中斷時間可事前設(shè)定）；當(dāng)兩個開關(guān)交替閉合時，便可模擬電壓的跌落或升高。發(fā)生器的開關(guān)可以由晶閘管或雙向晶閘管構(gòu)成，控制線路通常做成在電壓過零處接通和電流過零處斷開，所以這種線路只能模擬電壓切換的初始角度為0°和180°的情況，即使如此，由于儀器價格較低，也能滿足一般電氣與電子產(chǎn)品對電網(wǎng)騷擾的抗擾度試驗需要，仍然獲得了廣泛的應(yīng)用。

圖14的這種發(fā)生器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價也貴，但波形失真小，電壓切換的相位角度可以任意設(shè)定，也比較容易實現(xiàn)電壓漸變的試驗要求。

6．6試驗方法

根據(jù)選定的試驗等級及持續(xù)時間進行試驗。試驗一般做3次，每次間隔時間為10s。

試驗在典型的工作狀態(tài)下進行。

如果要規(guī)定電壓在特定角度上進行切換，應(yīng)優(yōu)先選擇45°，90°，135°，180°，225°，270°和315°。一般選0°或180°。

對于三相系統(tǒng)，一般是一相一相地進行試驗。特殊情況下，要對三相同時做試驗，這時要求有3套試驗儀器同步進行試驗。

[編者注]有關(guān)試驗場地及試驗室設(shè)備、導(dǎo)線布置方面的內(nèi)容，必要時請與作者聯(lián)系。