怎麼進行電磁兼容的測試?
發布時間:2016-12-19 責任編輯:sherry
【導讀】電磁騷擾源任何形式的自然或電能裝置所發射的電磁能量,能使共享同一環境的人或其它生物受到傷害,或使其它設備、分係統或係統發生電磁危害,導致性能降低或失效,即稱為電磁騷擾源,下麵針對電磁兼容測試的條件與方法及要素來一一列舉。
一、電磁騷擾源的特性
1. 規定帶寬條件下的發射電平
2. 頻譜寬度
按照電磁騷擾能量的頻率分布特性,可以確定其頻譜寬度。連續波騷擾中,交流聲騷擾的頻譜寬度最窄, 而脈衝騷擾中,單位脈衝函數的頻譜寬度最寬。
3. 波形
電磁騷擾有各種不同的波形。波形是決定電磁騷擾頻寬度的一個重要因素。
4. 出現率
電磁騷擾場強或功率隨時間的分布與電磁騷擾的出現率有關。 按電磁騷擾的出現率可分為周期性騷擾、非周期性騷擾和隨機騷擾三種類型。
5. 輻射騷擾的極化特性
極化特性指在空間給定點上,騷擾場強矢量的方向隨時間變化的特性,取決於天線的極化特性。當騷擾源天線和敏感設備天線 極化特性相同時,輻射騷擾在敏感設備輸入端產生的感應電壓最強。
6. 輻射騷擾的方向特性
騷sao擾rao源yuan朝chao空kong間jian各ge個ge方fang向xiang輻fu射she電dian磁ci騷sao擾rao,或huo敏min感gan設she備bei接jie收shou來lai自zi各ge個ge方fang向xiang的de電dian磁ci騷sao擾rao的de能neng力li是shi不bu同tong的de,描miao述shu這zhe種zhong輻fu射she能neng力li或huo接jie收shou能neng力li的de參can數shu稱cheng為wei方fang向xiang特te性xing。
7. 天線有效麵積
這是表征敏感設備接收騷擾場強能力的參數, 顯然,天線有效麵積越大,敏感設備接收電磁騷擾的能力也越強。

二、電磁騷擾源的分類
按電磁騷擾源分類,可分為自然騷擾源人為騷擾源和瞬態騷擾源三類。
1.自然騷擾源
自然騷擾源以其不可控製為特點,自然騷擾源根據其不同的起因和物理性質可分為電子噪聲、天電噪聲、地球外噪聲以及沉積靜電等其它自然噪聲共四類。
它們所產生的電磁騷擾,其統計特性變化很大, 有時呈頻譜平坦的高斯分布,有時又呈現偶爾發生的脈衝騷擾。
這類騷擾是一種客觀存在,隻有掌握其分布及變化規律,才能提供電磁環境電平。
(1)。電子噪聲源
電子噪聲主要來自設備內部的元器件,是決定接收機噪聲係 數的重要因素,常見的電子噪聲源包括熱噪聲、散彈噪聲、 分配噪聲、1/f噪聲和天線噪聲等。
(2)。天電噪聲
天電噪聲是大氣層中發生的各種自然現象,包括雷電等,所產生的無線電噪聲能引起電磁騷擾,是30mhz以下占優勢的自然騷擾源,對無線電通信影響很大。
(3.地球外噪聲
即來自地球外層空間的噪聲, 主要噪聲源包括太陽、天空背景輻射和分布在銀河係的宇宙源。
(4)。沉積靜電等其它自然噪聲 _
由飛行器放出的靜電所造成的電磁騷擾稱為沉積靜電, 是一個重要的自然騷擾源, 它引起的電磁騷擾會直接影響整個飛行器的效能和安全。飛行器表麵靜電荷累積和由此引起的電暈放電和流光放電所產生的騷擾, 其頻譜分布在幾赫至吉赫的範圍內, 嚴重影響高頻、甚高頻和超高頻段的無線電通信和導航。大自然中還存在一些其它自然噪聲,也應引起注意。
2.人為騷擾源
人為騷擾源以其可知並且可控為特點,人為騷擾可分為無線電騷擾和非無線電騷擾兩大類。
(1)連續波騷擾源
連續波騷擾源產生的電磁騷擾主要是純的或窄帶信號
調製的正弦波,以及高重複頻率的周期性信號。
這種騷擾源有以下幾種:
a. 發射機:所產生的電磁騷擾包括有意發射信號、諧波發射信號以及亂真發射信號。
b. 本機振蕩器:接收機本振所產生的基波和諧波可經過電源線傳導,然後從機殼或天線直接輻射。
c. 交流聲: 是由進入係統的周期性低頻信號所引起的連接波騷擾。
3.瞬態騷擾源
工業、科學和醫用設備(ism),車輛、機動船和火花點火發動機裝置, 家用電器、便攜式電動工具和類似電器、熒光燈和照明裝置,以及信息技術設備是主要的瞬態騷擾源。
(1)開關轉換動作
daichudiandekaiguanshebeiduankaishi,zaikaiguanliangchudianzhijiandejuliyoulingguodudaoduankaideshunjian,jiangchanshenghuohuafangdianerxingchengsaorao。youyudianliuxunsucongyidingzhijianxiaodaoling,di/dt很大,在帶有電感線圈的開關設備中會產生幅值很高的瞬時電壓脈衝。
(2)在各種電機中,含有整流子和電刷的旋轉電機所產生的騷擾最大。
(3)點火裝置
車輛、船舶等采用的內燃機驅動設備內,裝有火花點火裝置。當所儲存的電荷通過火花塞進行火花放電時,放電電流的峰值約200安,放電時間在微秒以內,峰值電壓高達10千伏以上。
(4)高壓輸電線
輸電線所產生的輻射騷擾有兩種類型;間隙擊穿和電暈放電。
4. 非線性現象
幾乎所有電磁騷擾都與非線性有關。
電磁兼容測試的條件與方法
測量依賴3個方麵因素:方法、技術、設備。方法由測量原理和測量設備的使用方法兩者來確定,技術是為了得到正確的測量結果(較高的準確度)ercaiqudeyiqieceliangshouduan,shebeizeshitixianshangshulianggeyinsuweiceliangfuwudeyiqiejishuzhuangzhi。zhexiedoubixubiaozhunhua,yibaozhengceliangjuyouzhongxianxinghezhenshixing。
EMC測量條件由測量方法決定。
bixuzhichu,bahuanjingzuoweikangraoduceliangdexiangguantiaojianshikangraoduceliangdezhongyaotedian。yinweiruguohushizhexiexiangguan,bukaolvzhuangzhideyingyonggongzuohuanjingtiaojian,errenweizhuangzhiyinggai“獨立”,應該適合於插入任何說說組合裝置(或係統)zhong,jiuhuiyoucichanshengsuoyoubeicezhuangzhidoubixujieshouquanbuxiangmudeganraoshiyan,bingqieyaodadaozuigaoyankududengjidecuowujielun。zhebujinduiyaoyongdezhuangzhizaochengguogaodebuhelideyangexianzhi,erqiehaihuiyinxuyaojinxingdaliangshiyanerbudebuchengdanhendadejingjifudan。
另外,抗擾度測量涉及到高壓信號,除了應嚴格遵守有關安全規定外,還有必要在抗擾度實驗後再對設備進行安全測量。
對於交流穩壓電源這類大功率電工產品,選取從市電導入的以高頻、高能為特征的抗擾度項目,並且選購較其它電工、電子產品要高的嚴酷度等級,是必要的。
抗kang擾rao度du測ce量liang的de另ling一yi重zhong要yao特te點dian是shi對dui實shi驗yan發fa生sheng器qi技ji術shu參can數shu作zuo出chu嚴yan格ge而er明ming確que的de規gui定ding。為wei了le對dui設she備bei的de抗kang擾rao度du性xing能neng進jin行xing比bi較jiao,就jiu要yao有you說shuo說shuo能neng產chan生sheng比bi較jiao一yi致zhi並bing可ke重zhong複fu再zai現xian的de實shi驗yan裝zhuang置zhi,這zhe就jiu是shi幹gan擾rao模mo擬ni發fa生sheng器qi。顯xian然ran必bi須xu規gui定ding發fa生sheng器qi的de輸shu出chu內nei阻zu、輸出波形規則、開路電壓幅度和誤差;以(yi)保(bao)證(zheng)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)一(yi)致(zhi),重(zhong)複(fu)性(xing)好(hao)。否(fou)則(ze),因(yin)不(bu)同(tong)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)源(yuan)端(duan)阻(zu)抗(kang)不(bu)同(tong),對(dui)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)不(bu)同(tong)而(er)無(wu)法(fa)使(shi)發(fa)生(sheng)器(qi)在(zai)帶(dai)載(zai)下(xia)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)或(huo)幅(fu)度(du)相(xiang)同(tong)。實(shi)際(ji)上(shang),阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)就(jiu)是(shi)抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)一(yi)個(ge)有(you)效(xiao)手(shou)段(duan)。
交流穩壓電源對外界(通過市電網絡)的電磁騷擾測量項目有:諧波傳導幹擾測量、高頻傳導幹擾測量。
諧波傳導幹擾測量是對設備的電源進線入端工頻電流諧波進行測量;測出40次以下各次電流諧波最大值,對三相電源還應測量中線的電流諧波。在交流穩壓電源性能項目中以源電流相對諧波含量來考核此項目。
射頻輻射幹擾測量較複雜,涉及到測量場地、天線、測量線路連接等測量技術。測量場地為野外開闊、背景電磁噪聲電平至少比允許極限值小6dB。這種規則很難實現,標準還推薦可以用電磁屏蔽室(還有如電波暗室等)作為替換。測量輻射場強時被測設備應嚴格按實際工作方式接線,電源線、信號線都不允許特意卷曲、收縮,以反映真實性。
測量依賴3個方麵因素:方法、技術、設備。方法由測量原理和測量設備的使用方法兩者來確定,技術是為了得到正確的測量結果(較高的準確度)ercaiqudeyiqieceliangshouduan,shebeizeshitixianshangshulianggeyinsuweiceliangfuwudeyiqiejishuzhuangzhi。zhexiedoubixubiaozhunhua,yibaozhengceliangjuyouzhongxianxinghezhenshixing。
EMCceliangtiaojianyouceliangfangfajueding。juticeliangfangfafenweizaishiyanshitiaojianxiajinxingdeshiyantaifahezaishijishiyongtiaojianxiajinxingdexianchangfa。yaomonixianchangkenengpengdaodesuoyouganraoxianxiangshibukenengde,tebieshixianchangfajuyouwufakefudejuxianxing。dantongguobiaozhunhuadeceliangkeyijiaoquanmiandihuoqubeiceshebeiEMC性能怎麼的信息。為此,國際上推薦首先采用實驗台法,除非無法在實驗室進行,一般不用現場法。
kangraoduceliangzhuyaofangfashianzhaoshebeisuochudediancihuanjingtiaojian,jieheyonghuduishebeicaiqudefangfa,xuangouheshideyankududengji,yizhaoyouguanceliangfangfajinxingceliang,zuihougenjuchanpinbiaozhuntichudehegepanjuetiaojianpingdingceliangjieguoshifouhege。zheshikangraoduceliangheqitaceliangzhuyaochayizhichu。
電磁環境中的電磁騷擾源、電磁騷擾源對設備的耦合方式、設(she)備(bei)對(dui)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)敏(min)感(gan)度(du)以(yi)及(ji)用(yong)戶(hu)對(dui)工(gong)作(zuo)現(xian)場(chang)的(de)防(fang)護(hu)方(fang)法(fa)直(zhi)接(jie)和(he)嚴(yan)酷(ku)度(du)等(deng)級(ji)相(xiang)關(guan)。即(ji)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)決(jue)定(ding)了(le)幹(gan)擾(rao)的(de)形(xing)式(shi),安(an)裝(zhuang)防(fang)護(hu)條(tiao)件(jian)決(jue)定(ding)了(le)幹(gan)擾(rao)的(de)嚴(yan)酷(ku)度(du)等(deng)級(ji)。GB/T13926.4具體規定了在電磁環境中和嚴酷度等級相對應的設備工作下的電氣環境條件:
1級,具有良好保護的環境,如計算機房;
2級,受保護的環境,如工廠和電廠的控製室或終端室;
3級,典型的工業環境,如工業過程裝置、電廠和露天高壓變電所的繼電器房等場所;
4級,嚴酷的工業環境,如電站、未采取特殊安裝方法的工業過程設備、室外區域等。
IEC801-5中針對電湧的源為電力切換瞬變或間接雷擊的閃電瞬變,對設備的安裝條件和防護設施作如下分類(適用電湧):
0類:保護良好的、有一次和二次過壓保護的電氣環境,通常處於特殊的房間內,電湧電壓不會超過25V;
1類:局部保護的、有一次過壓保護的電氣環境,電湧電壓不超過500V;
2類:電源線和其它線路分離開,電纜隔離良好的電氣環境,電湧電壓不超過1kV;
3類:電源電纜和信號電纜並行敷設的電氣環境,電湧電壓不超過2kV;
4類:互連線象室外一樣沿著電源電纜敷設,且電子電路和電氣線路均使用電纜的電氣環境,電湧電壓不超過4kV;
5類:非人口稠密區內電子裝置聯接電訊電纜和架空電源線的電氣環境。
對0類不做電湧測量。一般電源產品處於1類或2類電氣環境,可選購嚴酷度等級為1級或2級。
bixuzhichu,bahuanjingzuoweikangraoduceliangdexiangguantiaojianshikangraoduceliangdezhongyaotedian。yinweiruguohushizhexiexiangguan,bukaolvzhuangzhideyingyonggongzuohuanjingtiaojian,errenweizhuangzhiyinggai“獨立”,應該適合於插入任何說說組合裝置(或係統)zhong,jiuhuiyoucichanshengsuoyoubeicezhuangzhidoubixujieshouquanbuxiangmudeganraoshiyan,bingqieyaodadaozuigaoyankududengjidecuowujielun。zhebujinduiyaoyongdezhuangzhizaochengguogaodebuhelideyangexianzhi,erqiehaihuiyinxuyaojinxingdaliangshiyanerbudebuchengdanhendadejingjifudan。
另外,抗擾度測量涉及到高壓信號,除了應嚴格遵守有關安全規定外,還有必要在抗擾度實驗後再對設備進行安全測量。 ]
對於交流穩壓電源這類大功率電工產品,選取從市電導入的以高頻、高能為特征的抗擾度項目,並且選較其它電工、電子產品要高的嚴酷度等級,是必要的。
抗kang擾rao度du測ce量liang的de另ling一yi重zhong要yao特te點dian是shi對dui實shi驗yan發fa生sheng器qi技ji術shu參can數shu作zuo出chu嚴yan格ge而er明ming確que的de規gui定ding。為wei了le對dui設she備bei的de抗kang擾rao度du性xing能neng進jin行xing比bi較jiao,就jiu要yao有you說shuo說shuo能neng產chan生sheng比bi較jiao一yi致zhi並bing可ke重zhong複fu再zai現xian的de實shi驗yan裝zhuang置zhi,這zhe就jiu是shi幹gan擾rao模mo擬ni發fa生sheng器qi。顯xian然ran必bi須xu規gui定ding發fa生sheng器qi的de輸shu出chu內nei阻zu、輸出波形規則、開路電壓幅度和誤差;以(yi)保(bao)證(zheng)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)一(yi)致(zhi),重(zhong)複(fu)性(xing)好(hao)。否(fou)則(ze),因(yin)不(bu)同(tong)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)源(yuan)端(duan)阻(zu)抗(kang)不(bu)同(tong),對(dui)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)不(bu)同(tong)而(er)無(wu)法(fa)使(shi)發(fa)生(sheng)器(qi)在(zai)帶(dai)載(zai)下(xia)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)或(huo)幅(fu)度(du)相(xiang)同(tong)。實(shi)際(ji)上(shang),阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)就(jiu)是(shi)抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)的(de)一(yi)個(ge)有(you)效(xiao)手(shou)段(duan)。
交流穩壓電源對外界(通過市電網絡)的電磁騷擾測量項目有:諧波傳導幹擾測量、高頻傳導幹擾測量。
諧波傳導幹擾測量是對設備的電源進線入端工頻電流諧波進行測量;測出40次以下各次電流諧波最大值,對三相電源還應測量中線的電流諧波。在交流穩壓電源性能項目中以源電流相對諧波含量來考核此項目。
交流穩壓電源的傳導幹擾實驗同其它電子產品一樣,可采用GB6833-86電子測量儀器EMC性實驗規範(參照采用HP公司標準或GB9254-88信息技術設備的無線電幹擾極限值和測量方法(等效采用CISPR?22?1985)。高頻傳導幹擾測量中一個重要測量裝置是要用人工電源網絡(ArTIficialMainNetwork),在美國標準中則稱為電源阻抗穩定網絡(LineImpedanceStabilizaTIonNetwork,LISN)。這zhe是shi由you於yu不bu同tong電dian力li條tiao件jian下xia,市shi電dian在zai不bu同tong設she備bei電dian源yuan輸shu入ru端duan呈cheng現xian的de高gao頻pin阻zu抗kang也ye不bu相xiang同tong,為wei使shi測ce量liang結jie果guo反fan映ying真zhen實shi情qing況kuang,必bi須xu在zai受shou試shi設she備bei和he其qi電dian源yuan端duan子zi間jian接jie入ru合he乎hu規gui則ze的de網wang絡luo,該gai網wang絡luo既ji能neng使shi設she備bei和he電dian網wang間jian實shi現xian射she頻pin隔ge離li,又you能neng為wei設she備bei提ti供gong穩wen定ding的de高gao頻pin阻zu抗kang。人ren工gong電dian源yuan網wang絡luo的de支zhi路lu數shu和he供gong電dian係xi統tong的de線xian路lu數shu相xiang同tong,網wang絡luo和he幹gan擾rao測ce量liang儀yi之zhi間jian的de連lian接jie應ying保bao證zheng阻zu抗kang匹pi配pei(50Ω/50μH),對每根電源線分別進行測量,測量的是幹擾電壓值。GJB152-86則推薦采用電流探頭法測量傳導幹擾電流;其中在電源線和地之間並接10μF穿心電容器,作用和LISN相同。電流探頭法使用簡便,測量迅速,便於現場測量,較接近實際情況,可能今後測量以其為主。此外,軍標采用峰值檢波器,GB9254采用準峰值檢波器。
射頻輻射幹擾測量較複雜,涉及到測量場地、天線、測量線路連接等測量技術。測量場地為野外開闊、背景電磁噪聲電平至少比允許極限值小6dB。這種規則很難實現,標準還推薦可以用電磁屏蔽室(還有如電波暗室等)作為替換。測量輻射場強時被測設備應嚴格按實際工作方式接線,電源線、信號線都不允許特意卷曲、收縮,以反映真實性。
總之,采用交流穩壓電源使用價值規則,其EMC性能應當是:除了本身能達到較高嚴酷度等級的抗擾度指標、合格的電磁幹擾限製以及提供合適的交流電壓條件外,更重要的是要為其負載(對電磁幹擾敏感的電子儀器設備特別是信息技術設備),在較嚴酷電磁環境條件下工作,提供充足的EMC安全裕度。這不但是交流穩壓電源的基本功能,而且也是對其的EMC規則及對其進行EMC測量的依據。
作(zuo)為(wei)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)的(de)設(she)計(ji)者(zhe),了(le)解(jie)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)測(ce)試(shi)的(de)條(tiao)件(jian)與(yu)方(fang)法(fa)及(ji)要(yao)素(su)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),隻(zhi)有(you)熟(shu)練(lian)掌(zhang)握(wo)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)測(ce)試(shi)的(de)條(tiao)件(jian)與(yu)方(fang)法(fa)及(ji)要(yao)素(su),在(zai)設(she)計(ji)上(shang)才(cai)能(neng)得(de)心(xin)應(ying)手(shou)。
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