中心議題：

• 智能化低壓電器產品電磁兼容設計中的常見問題
• 智能低壓電器電磁兼容幹擾問題解決措施

解決方案：

• 跨接氧化鋅壓敏電阻抗雷擊浪湧
• 接地和屏蔽
• 濾波及吸收

1 引言

近jin年nian來lai，我wo國guo智zhi能neng化hua低di壓ya電dian器qi的de研yan究jiu取qu得de了le一yi定ding進jin展zhan
，然ran而er，隨sui著zhe技ji術shu的de發fa展zhan和he對dui環huan境jing要yao求qiu的de提ti高gao，對dui電dian器qi產chan品pin電dian磁ci兼jian容rong的de要yao求qiu越yue來lai越yue高gao。因yin此ci，如ru何he排pai除chu各ge種zhong電dian磁ci幹gan擾rao、解決電磁兼容問題、提高智能化電器的可靠性和適應性，加快產品化進程，已經成為目前工程設計人員必須考慮的問題。

2 低壓電器抗擾度性能及試驗要求

現行的電磁兼容標準IEC 6094721規定了低壓電器的抗擾度試驗項目，包括浪湧（衝擊）抗擾度試驗（GB/T17626.5）、電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗（GB/T17626.4）、射頻電磁場輻射抗擾度試驗（GB/T17626.3）和靜電放電抗擾度試驗（GB/T17626.2）。

浪湧是指低壓電器在開關操(cao)作(zuo)或(huo)被(bei)雷(lei)擊(ji)時(shi)

，在(zai)電(dian)網(wang)或(huo)通(tong)信(xin)線(xian)上(shang)產(chan)生(sheng)的(de)暫(zan)態(tai)過(guo)電(dian)壓(ya)或(huo)過(guo)電(dian)流(liu)。浪(lang)湧(yong)呈(cheng)脈(mai)衝(chong)狀(zhuang)，其(qi)波(bo)前(qian)時(shi)間(jian)為(wei)數(shu)微(wei)秒(miao)
，脈(mai)衝(chong)半(ban)峰(feng)值(zhi)時(shi)間(jian)從(cong)幾(ji)十(shi)微(wei)秒(miao)到(dao)幾(ji)百(bai)微(wei)秒(miao)
，脈(mai)衝(chong)幅(fu)度(du)從(cong)幾(ji)百(bai)伏(fu)到(dao)幾(ji)萬(wan)伏(fu)，或(huo)從(cong)幾(ji)百(bai)安(an)到(dao)一(yi)百(bai)千(qian)安(an)，是(shi)一(yi)種(zhong)能(neng)量(liang)較(jiao)大(da)的(de)騷(sao)擾(rao)。

電快速瞬變脈衝群是指在同一供電回路中其他用電器(或設備)在工作過程中(如開關
、繼電器等在使用時)產生的瞬態脈衝群。如果電感性負載多次重複切換,則脈衝群會以相應的時間間隔多次重複出現，且有脈衝上升時間短


、重複率高和能量低、頻譜分布較寬等特點。

電磁輻射一些來自於有意產生的電磁輻射源
，一些來自於設備無意產生的雜散輻射

，如晶閘管整流器、熒光燈、感性負載的開關操作等。射頻電磁場輻射抗擾度試驗是為評定產品對射頻電磁場抗擾度的水平而進行的。

靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)抗(kang)擾(rao)度(du)試(shi)驗(yan)是(shi)為(wei)了(le)評(ping)定(ding)產(chan)品(pin)對(dui)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)抗(kang)擾(rao)度(du)的(de)水(shui)平(ping)而(er)進(jin)行(xing)的(de)。試(shi)驗(yan)模(mo)擬(ni)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)或(huo)物(wu)體(ti)在(zai)接(jie)觸(chu)設(she)備(bei)時(shi)的(de)放(fang)電(dian)及(ji)人(ren)或(huo)物(wu)體(ti)對(dui)鄰(lin)近(jin)物(wu)體(ti)的(de)放(fang)電(dian)，考(kao)核(he)被(bei)試(shi)設(she)備(bei)抗(kang)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)幹(gan)擾(rao)的(de)能(neng)力(li)。

總體上講，對於各種低壓電器產品，IEC6094721沒有規定具體的判別標準，而是由產品標準依據產品的不同特點來規定具體的試驗要求條件和水平。
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3 智能化低壓電器產品電磁幹擾常見問題及解決方案探討

智能化電器的係統一般采用單片機控製技術和開關電源供電方式，本身具有“弱電”和“強電”相混合的特點。產品在現場使用時，往往會處於高電壓、強電流的電磁場中。

筆(bi)者(zhe)在(zai)對(dui)一(yi)種(zhong)智(zhi)能(neng)低(di)壓(ya)接(jie)觸(chu)器(qi)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)現(xian)，對(dui)未(wei)考(kao)慮(lv)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)要(yao)求(qiu)的(de)樣(yang)機(ji)進(jin)行(xing)上(shang)述(shu)抗(kang)擾(rao)度(du)試(shi)驗(yan)測(ce)試(shi)，會(hui)出(chu)現(xian)各(ge)類(lei)的(de)不(bu)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)
，通(tong)過(guo)對(dui)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)的(de)分(fen)析(xi)
，采(cai)取(qu)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)改(gai)進(jin)措(cuo)施(shi)。

3.1 浪湧（衝擊）抗擾度試驗過程出現的問題及解決方案
在樣機的電源端L線與N線間加入電壓為1kV，周期為20s的正負脈衝各5個，接觸器在原來吸持的狀態下跳開
，出現誤動作。若將電壓加大
，甚至出現開關電源燒毀的現象。

針對以上現象

，考慮在電源電路中增加浪湧抑製器件。常用的浪湧抑製器件有氣體放電管、氧化鋅壓敏電阻、瞬態電壓抑製器、矽(gui)二(er)極(ji)管(guan)等(deng)。它(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)不(bu)同(tong)，但(dan)有(you)相(xiang)似(si)的(de)伏(fu)安(an)特(te)性(xing)
，即(ji)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)低(di)於(yu)規(gui)定(ding)電(dian)壓(ya)後(hou)
，通(tong)過(guo)電(dian)流(liu)很(hen)小(xiao)，而(er)當(dang)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)高(gao)於(yu)規(gui)定(ding)電(dian)壓(ya)後(hou)，通(tong)過(guo)電(dian)流(liu)會(hui)呈(cheng)指(zhi)數(shu)規(gui)律(lv)增(zeng)長(chang)。

zheyifuantexingshiqinengtongshimanzulangyongyizhixieliuhexianfudeyaoqiu，yineryejiuchengweilangyongyizhidezhudaoqijian。youqishiyanghuaxinyamindianzu，bujinxianfudianyakeyihendi，daotongdianliuyekeyihenda，jiageyoubianyi，yijingchengweidianqishejishishouxuandelangyongyizhiqijian。

因此
，采取的解決方案是在火線零線之間，火線對地以及零線對地之間跨接型號為TVR14391的氧化鋅壓敏電阻

，通過測試證明，此壓敏電阻確實對抗雷擊浪湧起到關鍵性作用。同時，在電源電路中串接一個型號為5D-11的功率型熱敏電阻，它的體積小
、功率大、反應速度快，對抑製浪湧也起到較大作用。

3.2 靜電放電抗擾度試驗過程出現的問題及解決方案
靜電放電抗擾度試驗包括兩個方麵
，一個是直接放電，用放電槍電極直接對準被試物體的試驗點實施放電
；而另一個間接放電則是用放電槍電極對被試物體附近的耦合板(垂直的、水平的)實施放電。

實際測試時

，將樣機整機封裝
，采用8kV正極性試驗電壓，對水平板和垂直板進行間接放電，並對機箱邊框、扶手等金屬件及按鍵、顯示窗口等位置進行直接放電
，出現的問題是LEDxianshiluanma。cishiyongshiboqiceshidanpianjifuweijiao，kemingxianguancedaoduogezhouqidezhengxianbo

，fudushijifuzuoyou，zhouqiweinamiaoji。shuomingfangdianxianxiangyinqiledanpianjidefuwei


，wufashiqizhengchanggongzuo。

針對這種問題
，一方麵考慮“接地”改進，主要是為了更好地泄放靜電放電電荷。具體的措施有增加鋪地的區域：在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用，並通過過孔將正反兩麵的鋪地(覆銅)連接起來；或者在電源
、地線之間加上去耦電容，用來濾除高頻器件在PCB電源或芯片電源腳上引起的輻射電流。

另一方麵

，靜電防護的有效辦法是屏蔽。可以考慮將樣機的麵板換為有機玻璃麵板。

通過以上改進措施，樣機能順利通過±8 kV(間接放電)和±15 kV(直接放電)的測試，抗幹擾效果相當明顯。

3.3電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗過程出現的問題及解決方案
利用群脈衝發生器產生脈衝
，從電源輸入到樣機。受試端口為L線，電壓1kV
，重複頻率5kHz，持續時間100s。出現的問題是LED顯示閃爍，接觸器不能穩定吸合。脈衝群消失後工作正常。其原因是樣機受到了傳導和輻射的複合幹擾。主要的解決措施是濾波(電源線和信號線的濾波)及吸收(用鐵氧體磁芯來吸收)。特別是采用鐵氧體磁環吸收的方案，相比電源濾波器而言，其做法更加經濟有效。

通過以上設計整改，樣機在福建省中心檢驗所通過了抗擾度的4項試驗項目
，試驗過程中樣機工作正常，電磁兼容性良好。

4 結束語

本文基於對智能低壓電器中電磁兼容問題的分析，提出了一些相應的對策，並針對一種智能低壓接觸器的樣機進行EMC設計和整改
，提高了其可靠性和穩定性
，也為同類電器產品的電磁兼容優化設計提供了參考方案。