雷擊浪涌沖擊抗擾度試驗旨在評估電氣和電子設備對由開關和雷電瞬變過電壓引發(fā)的單極性浪涌(沖擊)的抵抗能力。該試驗主要依據(jù)國家基礎標準GB/T17626.5-2019/IEC61000-4-5《電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌(沖擊)抗擾度試驗》進行。
標準中主要是模擬間接雷擊產(chǎn)生的各種情況:
(1)雷電擊中外部線路,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。
(2)間接雷擊(如云層間或云層內(nèi)的雷擊)在外部線路上感應出電壓和電流。
(3)雷電擊中線路鄰近物體,在其周圍建立的強大電磁場,在外部線路上感應出電壓。
(4)雷電擊中鄰近地面,地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引進的干擾。
標準除了模擬雷擊外,還模擬變電所等場合,因開關動作而引進的干擾(開關切換時引起電壓瞬變),如:
(1)主電源系統(tǒng)切換時產(chǎn)生的干擾(如電容器組的切換)。
(2)同一電網(wǎng),在靠近設備附近的一些較小開關跳動時的干擾。
(3)切換伴有諧振線路的晶閘管設備。
(4)各種系統(tǒng)性的故障,如設備接地網(wǎng)絡或接地系統(tǒng)間的短路和飛弧故障。
一、浪涌沖擊試驗相關術語
耦合網(wǎng)絡(CN)
用于將能量從一個電路傳遞到另一個電路的電路組件。
組合波發(fā)生器(CWG)
能夠產(chǎn)生特定波形(如1.2/50us開路電壓、8/20us短路電流等)的裝置,用于模擬浪涌沖擊。
耦合/去耦網(wǎng)絡(CDN)
結(jié)合了耦合網(wǎng)絡與去耦網(wǎng)絡的功能,用于在試驗中控制能量的傳遞和防止非受試裝置受到干擾。
去耦網(wǎng)絡(CDN)
專門設計用于從受試設備上移除或減少浪涌影響的其他非受試裝置、設備或系統(tǒng)的電路部分。
有效輸出阻抗
浪涌發(fā)生器在特定條件下的輸出阻抗,通常以開路電壓峰值與短路電流峰值的比值來表示。
高速通信線
指在工作時傳輸頻率超過100khz的輸入/輸出線路,這類線路在浪涌沖擊試驗中可能特別敏感。
電源端口
為設備提供必要電源的導線或電纜接口,其穩(wěn)定性對設備的正常運行至關重要。
抗擾度
衡量裝置、設備或系統(tǒng)在面臨電磁騷擾時,維持其運行性能的能力。
參考地
被視為導電的大地部分,其電位被約定為零,為試驗提供穩(wěn)定的電壓參考。
二次保護
在浪涌沖擊試驗中,對已經(jīng)通過一次保護措施的能量進行進一步抑制的策略。
浪涌沖擊(Surge)
指在線路或電路中傳播的電流、電壓或功率的瞬態(tài)波動,其特點在于快速上升和緩慢下降的波形。
系統(tǒng)
由相互依賴的部分組成,旨在執(zhí)行特定功能并達成特定目標的集合體。
二、雷擊浪涌沖擊試驗是如何將干擾施加到受試產(chǎn)品上的
雷擊浪涌沖擊試驗,作為一種接觸型抗擾度試驗,主要針對電源端口、信號端口、控制端口以及以太網(wǎng)口進行浪涌脈沖的施加。
1、針對電源端口、短距離信號電路
通常采用1.2/50us~8/20us的浪涌波形進行測試。也就是說通過浪涌脈沖發(fā)生器直接給產(chǎn)品的電源端口的線地之間、線線之間施加干擾,供電也是通過浪涌發(fā)生器進行直接供電。
2、而對于那些通過直接連接多個用戶電信網(wǎng)絡、公共交換電話網(wǎng)絡PSTN以及各種類型數(shù)字用戶環(huán)路等來實現(xiàn)分散系統(tǒng)連接的通信線,且其典型線纜長度超過300米時,則應選用10/700us~5/320us的浪涌波形進行測試。這個時候,需要用到耦合/去耦網(wǎng)絡(CDN),通過該網(wǎng)絡把干擾傳遞給受試產(chǎn)品,同樣,也是需要進行線線間和線地之間的施加。若通訊線是帶屏蔽的, 打屏蔽層對地就可以。
對于電源端口和信號端口,測試波形、測試方式都是不相同的。
EUT(被測設備)與耦合/去耦網(wǎng)絡之間的電源線長度應嚴格控制在2米以內(nèi)。
除非另有產(chǎn)品標準規(guī)定,否則直流電源端和互聯(lián)線上的浪涌脈沖施加次數(shù)應為正、負極性各5次;對于交流電流端口,則需在0°、90°、180°、270°相位分別施加正、負極性各5次的浪涌脈沖,且連續(xù)脈沖間的時間間隔需控制在1分鐘或更短。
若按1/min重復率測試時EUT表現(xiàn)正常,但在更快的重復率下出現(xiàn)故障,則應采用1/min的重復率進行測試。