雷擊浪涌沖擊抗擾度試驗旨在評估電氣和電子設(shè)備對由開關(guān)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(chǔ)標準GB/T17626.5-2019/IEC61000-4-5《電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 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(yīng)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(yīng)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(guān)動作而引進的干擾(開關(guān)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(shè)備附近的一些較小開關(guān)跳動時的干擾。
(3)切換伴有諧振線路的晶閘管設(shè)備。
(4)各種系統(tǒng)性的故障,如設(shè)備接地網(wǎng)絡(luò)或接地系統(tǒng)間的短路和飛弧故障。
一、浪涌沖擊試驗相關(guān)術(shù)語
耦合網(wǎng)絡(luò)(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(luò)(CDN)
結(jié)合了耦合網(wǎng)絡(luò)與去耦網(wǎng)絡(luò)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(luò)(CDN)
專門設(shè)計用于從受試設(shè)備上移除或減少浪涌影響的其他非受試裝置、設(shè)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(shè)備提供必要電源的導(dǎo)線或電纜接口,其穩(wěn)定性對設(shè)備的正常運行至關(guān)重要。
抗擾度
衡量裝置、設(shè)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(dǎo)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(luò)、公共交換電話網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(luò)(CDN),通過該網(wǎng)絡(luò)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(shè)備)與耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)之間的電源線長度應(yīng)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(yīng)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(fù)率測試時EUT表現(xiàn)正常,但在更快的重復(fù)率下出現(xiàn)故障,則應(yīng)采用1/min的重復(fù)率進行測試。