IEC 61000-4-232016+AMD12025 CSV 电磁兼容性（EMC） - 第4-23部分试验和测量技术 - HEMP和其他辐射干扰保护装置的试验方法标准立项发展报告

电磁兼容性（EMC）-第4-23部分：试验和测量技术-HEMP和其他辐射干扰保护装置的试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectromagneticCompatibility(EMC)-Part4-23:TestingandMeasurementTechniques-TestMethodsforProtectiveDevicesforHEMPandOtherRadiatedDisturbances摘要随着信息化社会的深度发展，电磁环境日益复杂，高空电磁脉冲（HEMP）及其他强辐射干扰对关键基础设施和电子设备的威胁日益凸显。保护装置作为防御电磁威胁的第一道防线，其性能测试方法的统一与规范成为国际电磁兼容领域亟待解决的核心议题。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的IEC61000-4-23:2016+AMD1:2025CSV标准展开系统研究，全面梳理了该标准的立项背景、技术框架、修订内容及国际协调机制。报告指出，该标准作为IEC61000-4系列的重要组成部分，首次通过整合修正案的方式，将近年来在电磁脉冲测试技术、限幅器件性能评估以及试验环境构建等方面的最新技术成果纳入统一框架。标准明确了保护装置在时域和频域两类试验方法下的性能判定准则，完善了试验报告的信息要求，并通过与CISPR、ITU-T等国际组织标准的技术对标，显著提升了不同行业领域电磁防护测试的可比性与互认度。本报告亦对该标准的主要起草单位——国际电工委员会电磁兼容咨询委员会（ACEC）及其下属技术委员会的工作机制进行了详细解析，并提出了标准应用实施及未来演进方向的建议。关键词：电磁兼容性；高空电磁脉冲；保护装置；试验方法；IEC61000-4-23；辐射干扰；标准化Keywords:Electromagneticcompatibility;High-altitudeelectromagneticpulse;Protectivedevices;Testmethods;IEC61000-4-23;Radiateddisturbances;Standardization1.引言1.1研究背景高空电磁脉冲是指核爆炸或其他高能物理过程在高空大气层中产生的宽带、高强度电磁辐射现象。一次高空核爆产生的电磁脉冲可在极短时间内覆盖数千公里范围的地面区域，对电力系统、通信网络、交通运输、金融数据中心等关键基础设施构成严重威胁。此外，随着高功率电磁武器技术的快速发展和广泛应用，非核源的电磁干扰攻击亦成为日益现实的安全挑战。在此背景下，各类电磁脉冲保护装置——包括气体放电管、瞬态电压抑制二极管、金属氧化物压敏电阻、滤波连接器及屏蔽组件等——被广泛部署于关键电子设备的前端接口和供电入口处，以衰减或旁路有害的电磁能量。然而，由于缺乏统一、可重复的性能测试方法，不同制造商生产的产品在实际防护效果上存在显著差异，这给系统集成商、最终用户及监管机构带来了选型困难与验收障碍。1.2标准立项的必要性保护装置的性能测试必须在一个能够真实模拟HEMP等强辐射环境且具备良好重复性和可比性的试验条件下进行。然而，受限于试验设施差异、测试方法分歧、性能判据不统一等因素，长期以来国际上缺乏一部全面、系统的保护装置辐射干扰试验方法标准。已有的相关标准或仅涵盖传导类干扰的测试，或仅关注特定类型的保护器件，难以满足当前综合防护体系建设的需求。因此，制定一部涵盖各类辐射干扰保护装置、统一试验方法和性能评价准则的国际标准，已成为电磁兼容领域技术委员会的核心工作方向和紧迫任务。1.3标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|IEC61000-4-23:2016+AMD1:2025CSV||标准名称|电磁兼容性（EMC）-第4-23部分：试验和测量技术-HEMP和其他辐射干扰保护装置的试验方法||英文名称|Electromagneticcompatibility(EMC)-Part4-23:Testingandmeasurementtechniques-TestmethodsforprotectivedevicesforHEMPandotherradiateddisturbances||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2025年7月25日||国别|国际组织||语言|英语||分类号|有关电磁兼容性的其他方面|该标准为IEC61000-4系列（电磁兼容性试验和测量技术）中的第23分部分，由IEC下属第77技术委员会（TC77：电磁兼容性）及其A分技术委员会（SC77A：低频现象）、B分技术委员会（SC77B：高频现象）和C分技术委员会（SC77C：高空电磁脉冲防护）共同归口管理。其中，SC77C为起草工作的主要负责分技术委员会。2.标准技术内容概述2.1标准的适用范围IEC61000-4-23规定了用于评估HEMP及其他辐射干扰保护装置性能的试验方法。标准适用于以下类别的保护装置：-具有端口暴露于辐射电磁环境的各类限幅器件；-用于系统级或设备级接口的电磁脉冲防护组件；-包含保护元件的连接器、滤波器及其他混合功能器件。该标准涵盖的试验频段从低频（数十kHz）延伸至微波频段（数GHz），覆盖了HEMP频谱的主要能量分布范围。标准同时考虑了时域和频域两类试验方法的适用场景和等效性，为不同试验条件和使用需求的用户提供了灵活但规范的选择。2.2标准的技术框架IEC61000-4-23在技术架构上包括以下几个核心模块：（1）试验条件的标准化描述：规定了试验环境（含开阔试验场、半电波暗室和全电波暗室）的技术要求，包括背景噪声电平、反射特性、场均匀性验证等指标。（2）试验信号的定义与生成：根据IEC61000-2-9和IEC61000-2-10中定义的HEMP环境描述，规定了标准试验波形（包括早期HEMP、中期HEMP和晚期HEMP分量的归一化参数），同时涵盖高功率微波（HPM）等宽带辐射干扰信号的试验电平等级。（3）试验方法的具体程序：分别详述了时域测试法和频域测试法的操作流程、仪器设置、校准步骤和测量数据处理方法。其中，时域测试采用脉冲信号源和宽带示波器，频域测试则使用网络分析仪或频谱分析仪配合标准天线系统。（4）性能判定准则：规定了保护装置在规定试验电平下的残压水平、响应时间、能量吸收能力、插入损耗、回波损耗和电磁脉冲耐受性等核心参数的评价方法及可接受限值。（5）试验报告的要求：明确了试验报告应包含的必选信息和推荐信息，包括试验配置描述、环境条件记录、校准数据、不确定度分析等内容。2.32025年修正案（AMD1）的主要修订内容2025年发布的AMD1修正案对2016年版标准进行了如下关键修订：-新增限幅器件非线性和饱和特性的试验程序：考虑到实际保护装置在高场强下可能呈现非线性和饱和行为，修正案补充了相应的测试方法以评估保护装置在极限工况下的性能退化情况；-修订了试验结果的不确定度评定方法：引入GUM（测量不确定度表示指南）框架，对各试验环节的测量不确定度来源进行了更系统的分类和量化要求；-更新了对试验设施性能验证的推荐做法：将近年来在混响室和TEM室测试技术方面的进展纳入标准正文，增加了传输线模室和混响室的适用性说明和验证方法；-增加了针对滤波型保护装置插入损耗测试的可选替代方案：为适应不同频段和端口类型（非屏蔽线对、屏蔽电缆、波导接口等）的测试需求，补充了替代测试布置的示例和适用条件。3.标准起草与协调机制3.1主要起草单位IEC61000-4-23:2016+AMD1:2025CSV由国际电工委员会电磁兼容咨询委员会（ACEC）指导，由TC77下属SC77C分技术委员会（高空电磁脉冲防护）具体负责起草工作。SC77C成立于20世纪80年代初，是国际上专门从事HEMP防护标准化工作的权威技术机构。SC77C的组织架构和工作机制：SC77C的秘书处长期由法国标准化协会（AFNOR）承担，现任主席和秘书分别来自法国原子能委员会（CEA）和法国国家通信标准局。分技术委员会下设三个工作组（WG），分别负责HEMP环境描述（WG1）、防护器件性能要求（WG2）和试验方法（WG3）。其中，WG3是IEC61000-4-23的直接起草工作组。WG3的成员构成具有鲜明的多学科交叉特征，涵盖高功率电磁学、射频工程、电子材料与器件、计量校准等专业背景的专家约40余名，来自20余个成员国，包括中国、美国、德国、英国、日本、俄罗斯等主要工业国家。中国专家来自中国电力科学研究院、中国电子技术标准化研究院和中船重工集团第七〇一研究所等单位。在文件起草过程中，SC77C遵循IEC导则所要求的共识决策程序，重要技术问题须经各国家委员会书面投票并以不低于三分之二多数通过。自2016年版发布以来，WG3共组织了九轮正式会议和十余次网络研讨会，围绕修正案的技术内容进行了深入的交流和讨论。3.2与其他标准化组织的协调IEC61000-4-23的起草工作注重与其他国际标准化组织的协调，确保标准体系的兼容性和互认性：-与CISPR（国际无线电干扰特别委员会）的协调：在辐射骚扰测量方法和试验场地要求方面，标准参考了CISPR16系列标准的技术方法，保证了在通用EMC测试环境下的一致性；-与ITU-T的协调：针对电信设施的保护装置测试需求，标准与ITU-TK系列建议书（如K.20、K.21、K.77等）中关于电信设备抗电磁干扰的要求相互衔接；-与IECSC37A（电涌保护器）的协调：在低压配电系统中使用的电涌保护装置（SPD）的测试方法方面，IEC61000-4-23与IEC61643-31等标准保持技术兼容；-与ISO的协调：在试验设施的环境条件和安全管理方面，参考了ISO/IEC17025对实验室能力的通用要求。4.标准应用价值与实施建议4.1应用领域IEC61000-4-23:2016+AMD1:2025CSV标准的应用领域广泛，主要包括：-国防与航空航天：军用电子系统、导弹制导系统、飞行器航电设备等对HEMP防护有严格要求的场合；-电力基础设施：变电站自动化系统、输电线路继电保护装置、智能电网通信终端等电力关键设备的电磁脉冲防护性能验证；-通信基础设施：核心网设备、基站、卫星地面站以及海底光缆登陆站等通信枢纽的防护能力评估；-交通运输：铁路信号系统、城市轨道交通列控系统、航空导航设施等对电磁干扰高度敏感的装置；-金融与数据中心：关键服务器、存储设备和网络交换设备在强电磁环境下的运行可靠性保障。4.2实施要点建议为有效实施本标准，建议相关单位重点关注以下方面：1.试验能力建设：从事HEMP保护装置测试的实验室应按照标准要求配备脉冲源、宽带测量天线、高速示波器等硬件设施，并建立完善的校准体系；2.人员培训：试验人员须深入理解时域和频域测试方法的原理差异、适用条件及误差来源，具备正确处理测量数据的能力；3.不确定度评估：应根据AMD1修正案引入的GUM框架，建立试验全流程的不确定度评估台账，确保试验结果的可靠性；4.对标国际要求：面向国际市场的制造商和检测机构应尽早对照本标准的要求梳理产品性能差距，必要时进行预测试。5.结论与展望IEC61000-4-23:2016+AMD1:2025CSV标准的发布，标志着HEMP及其他辐射干扰保护装置试验方法在国际标准化层面进入了一个更加成熟和完善的阶段。该标准在原有基础上通过整合2025年修正案，系统性地纳入了近年来在高功率电磁学、宽带测量技术和不确定度评定方法等领域取得的技术进步，为全球范围内电磁脉冲防护产品的设计、制造、检测和验收提供了更为科学和全面的技术依据。展望未来，随着电磁威胁环境的日趋多元化和复杂化，标准的发展可能呈现以下趋势：一是试验频段将进一步向更高频段（毫米波乃至太赫兹频段）延伸，以适应新型高功率微波武器的发展；二是针对系统级电磁防护效能评估的方法将进一步完善，实现从器件级测试向系统级验证的衔接与过渡；三是数值仿真与实测相结合的方法——即混合验证方法——可能成为标准的重要补充，以降低试验成本并提高评估效率。中国作为IEC的重要成员国，在电磁脉冲防护领域已积累了丰富的科研和工程实践经验。建议国内相关标准化技术机构、科研院所和产业界进一步加强合作，积极参与SC77C的后续标准制定工作，在国际标准化舞台上贡献中国智慧，同时加快推动该国际标准向国内标准的转化应用，切实提升我国关键基础设施和核心电子系统的电磁脉冲防护能力。参考文献[1]IEC61000-4-23:2016+AMD1:2025CSV,Electromagneticcompatibility(EMC)-Part4-23:Testingandmeasurementtechniques-TestmethodsforprotectivedevicesforHEMPandotherradiateddisturbances[S].Geneva:IEC,2025.[2]IEC61000-2-9,DescriptionofHEMPenvironment-Radiateddisturbance[S].Geneva:IEC,1996.[3]IEC610