电磁兼容培训讲义第三讲

第四节 射频辐射电磁场抗扰度试验 GB T17626 3 2006 IEC61000 4 3 2002 一 术语和定义 调幅调幅 amplitudeamplitude modulationmodulation 载波幅度按给定规律变化的过程 电波暗室电波暗室 anechoicanechoic chamberchamber 安装吸波材料用以降低内表面电波反射的屏蔽室 全电波暗室全电波暗室 fullyfully anechoicanechoic chamberchamber 内表面全部安装吸波材料的屏蔽室 半电波暗室半电波暗室 semi semi anechoicanechoic chamberchamber 除地面安装反射接地平板外 其余内表面均安装吸波材料的屏蔽室 场强场强 fieldfield strengthstrength 场强 一词仅适于远场测量 测量可以是电场分量或磁场分量 可用 V m A m W m2表 示并可以相互换算 极化极化 polarizationpolarization 辐射场电场向量的方向 屏蔽室屏蔽室 shieldedshielded enclosureenclosure 专为隔离内外电磁环境而设计的屏栅或整体金属房 其目的是防止室外电磁场导致室内电 磁环境特性下降 并避免室内电磁发射干扰室外活动 二 试验概述 对设备产生的射频辐射电磁场除了可以由电台 电视台 固定或移动式无线电发射台 和各种工业辐射源所产生的外 这种干扰还可以由电焊机 整流器 荧光灯及在开关电感 性负载时产生 后者主要表现为传导性质的干扰 主要在 GB T17626 6 标准下进行考核 事实上 GB T17626 3 标准把个人使用的移动电话作为辐射源的考虑重点 这一方面 是由于当前移动电话使用的普遍性 另一方面移动电话的使用者与设备之间的距离又特别 近 因此移动电话在局部范围内对设备产生的辐射干扰特别强 三 试验波形 标准规定 试验频率为 80 1000MHz 除试验频率范围外 标准还要求用 1KHz 的正弦 波对载波频率进行幅度调制 调制深度 80 以便模拟语音信号对载波频率的幅度调制情 况 调幅波的采用使得辐射波的瞬时功率与只用载波信号的辐射情况相比几乎大了 4 倍 因此试验严酷度一下子提高了不少 试验波形见下图 Vp p 2 8V Vp p 5 1V Vrms 1 0V Vrms 1 12V Vmaximum rms 1 8V 四 试验等级和方法 1 试验等级见下表 表中给出的是未调制的信号场强 2 试验场地 试验应在电波暗室中进行 标准规定试品与产生电磁场的天线距离不得小于 1m 试品与天线之间的最佳距离是 3m 当对试验的距离有争议时 应优先使用 3m 法 所谓几米的测量距离是这样规定的 双锥天线是天线中央到试品正面的距离 对数周期 天线是天线顶端到试品正面的距离 如下图 3 试验配置 所有 EUT 应尽可能在实际工作状态下运行 布线应按生产厂推荐的规程进行 除非另有 说明 设备应放置在其壳体内并盖上所有盖板 若设备被设计安装在支架上或机柜中 则应在这种状态下进行试验 不要求有金属接地板 当需要某种装置支撑 EUT 时 应该选用不导电的非金属材料制作 但设备的机箱或外壳的接地应符合生产厂的安装条件 当 EUT 由台式和落地式部件组成时 要保持正确的相对位置 台式设备布置见下图 EUT 应放置在一个 0 8m 高的绝缘试验台上 使用非导体支撑物可防止 EUT 偶然接地和 场的畸变 支撑体应是非导体 而不是由绝缘层包裹的金属构架 落地式设备的布置见下图 落地式设备应置于高出地面 0 1m 的非导体支撑物支撑物上 使用非导体支撑物可防止 EUT 偶然接地和场的畸变 支撑体应是非导体 而不是由绝缘层包裹的金属构架 布线 如果对 EUT 的进 出线没有规定 则使用非屏蔽平行导线 从 EUT 引出的连线暴露在电磁场中的距离为 1m EUT 壳体之间的布线按下列规定 使用生产厂规定的导线类型和连接器 如果生产厂规定导线长度不大于 3m 则按生产厂规定长度用线 导线捆扎成 1m 长的 感应较小的线束 如果生产厂规定导线长度大于 3m 或未规定 则受辐射的线长为 1m 其余长度为去耦 部分比如套上射频损耗铁氧体管 采用电磁干扰滤波器不应妨碍 EUT 运行 使用的方法在试验报告中记录 EUT 的边线应平行于均匀域布置 以使影响最小 所有试验结果均应附有连线 设备位置及方向的完整描述 使结果能够被重复 外露捆绑导线的那段长度应按能基本模拟正常导线布置的方式 即绕到 EUT 侧面 然 后按安装说明规定向上或向下布线 垂直 水平布线有助于确保处于最严酷的环境 4 试验方法 用 1KHz 的正弦波对信号进行 80 的幅度调制后 在预定的频率范围内 80 1000MHz 进行扫描试验 每一频点上 幅度调制载波的驻留时间应不短于 EUT 的动作及响应时间 且不得短于 0 5s 铁路信号产品一般为 1s 对敏感频点 如时钟频率 则应个别考虑 发射天线应对 EUT 的四个侧面逐一进行试验 当 EUT 能以不同方向 如垂直或水平 各个面均应试验 对 EUT 的每一面需在发射天线的两种极化状态下进行试验 一次天线在垂直极化位置 另一次天线在水平极化位置 在试验过程中应尽可能使 EUT 充分运行 并在所有选定的敏感运行模式下进行试验 五 基本防护措施 1 机箱屏蔽要良好 孔缝尽量小 贴屏蔽条 2 器材对外接口出线在条件允许下越少越好 外配线采用扭绞线 如果想采用屏蔽线需 保证 360o接地 如果受试器材非常敏感 可在对外出线上根据敏感频段选用磁环绕线 第五节 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB T17626 6 2008 IEC61000 4 6 2006 一 术语和定义 共模阻抗共模阻抗 common modecommon mode impedanceimpedance 在某一端口上共模电压和共模电流之比 电压驻波比电压驻波比 voltagevoltage standingstanding wavewave ratioratio VSWRVSWR 沿线最大电压和邻近最小电压幅度之比 二 试验概述 在通常情况下 被干扰设备的尺寸要比频率较低的干扰波 80MHz 以下频率 的波长 小很多 相形之下 设备引线 包括电源线及其架空线的延伸 通信线和接口电缆等 的 长度则可能达到干扰波的几个波长 或更长 这样一来 设备引线就变成被动天线 接收 射频场的感应 变为传导干扰侵入设备内部 最终以射频电压和电流形成的近场电磁场影 响设备的工作 射频场感应所引起的传导干扰与射频场辐射电磁干扰恰成一对 相互补充 形成 0 15MHz 1000MHz 全频段抗扰度试验 其中 0 15MHz 80MHz 为传导抗扰度试验 80MHz 1000MHz 为辐射抗扰度试验 三 试验波形 试验波形同射频辐射电磁场抗扰度试验 GB T17626 3 2006 IEC61000 4 3 2002 波形 只不过频率范围为 0 15 80MHz 四 试验等级和方法 试验等级见下表 如表所示 以有效值 r m s 表示为调制骚扰信号的开路试验电平 e m f 在耦合 和去耦装置的受试设备端口上设置试验电平 测量设备时 该信号是用 1KHz 正弦波调幅 80 调制度 来模拟实际骚扰影响 试验配置 见下图 CDN 注入法 电磁钳钳注入法 受试设备和辅助设备均应放在接地参考平面上面 0 1m 高的绝缘支架上 所有与被测设 备连接的电缆应放置于接地参考平面上方至少 30mm 的高度上 如果设备被设计为安装在一个面板 支架和机柜上 那么它应该在这种配置下进行测 试 当需要用一种方式支撑被试样品时 这种支撑应有非金属 非导电材料构成 设备的 接地应与生产商的安装说明一致 当需要使用耦合和去耦装置的地方 它们与被测设备之间的距离应在 0 1m 到 0 3m 之 间 这个距离是从被测设备对地参考平面的投影到耦合和去耦装置的水平测量距离 试验方法 1 确定耦合方式 根据 EUT 的接口类型选择 2 确定试验等级 根据标准或 EUT 实际使用环境选择 3 根据选择的试验等级校验 CDN 或电流钳 电磁钳 4 确定频率扫描范围和步长 在 150kHz 80MHz 可扩展到 230MHz 范围内扫描或根据产品标准在有限频率点进行试验 扫描速率不超过 1 5X10 3 十倍频程 s 频率步进不超过前一频率值的 1 5 确定驻留时间 根据 EUT 的相应时间确定 要求不小于 EUT 的动作相应时间但不超过 5 秒 6 判定 EUT 的抗扰性能 五 基本防护措施 1 机箱屏蔽要良好 孔缝尽量小 贴屏蔽条 2 器材对外接口出线在条件允许下越少越好 外配线采用扭绞线 如果想采用屏蔽线需 保证 360o接地 如果受试器材非常敏感 可在对外出线上根据敏感频段选用磁环绕线 3 受试设备在低频段敏感时 可在线上加 103 差模电容 注意耐压 尽量不采用共模电 容方式 第六节 工频 脉冲磁场抗扰度试验 GB T17626 8 2006 IEC61000 8 2001 GB T17626 9 1998 IEC61000 9 1993 一 术语和定义 感应线圈感应线圈 inductioninduction coilcoil 具有确定形状和尺寸的导体环 环中流过电流时 在其平面和所包围的空间内产生确定的 磁场 浸入法浸入法 immersionimmersion methodmethod 将磁场施加于 EUT 的方法 即将 EUT 放在感应线圈中部 将磁场施加于 EUT 的方法 用一个小感应线圈沿 EUT 的侧面移动 以便探测特别灵敏的部 位 接地 参考 平面 接地 参考 平面 GRPGRP ground reference planeground reference plane 一块导电平面 其电位用作公共参考电位 二 试验概述 工频磁场是由导体中的工频电流产生的 或极少量的由附近的其他装置 如变压器的 漏磁通 所产生 对于临近导体的影响 应当区分以下两种不同情况 1 正常运行条件下的电流 产生稳定的磁场 幅值较小 2 故障条件下的电流 能产生幅值较高 但持续时间较短的磁场 直到保护装置动作为止 熔断器动作时间按几 ms 考虑 继电器保护动作时间按几 s 考虑 脉冲磁场是由雷击建筑物和其他金属构架 包括天线杆 接地体和接地网 以及由在 低压 中压和高压电力系统中故障的起始暂态产生的 在高压变电所 脉冲磁场也可由断 路器切合高压母线和高压线路产生 三 试验等级 工频磁场 等级磁场强度 A m 11 23 310 430 5100 X 特定 注 X 是一个开放等级 可在产品规范中给出 脉冲磁场 四 试验配置及方法 台式设备 设备处于标准尺寸 1m 1m 的感应线圈产生的试验磁场中 随后应旋转 90o 以使 EUT 暴露在不同方向的试验磁场中 X Y Z 立式设备 设备处于标准尺寸 1m 1m 的感应线