阻尼振蕩波試驗(yàn)方法及儀器使用簡(jiǎn)介

1、 瞬態(tài)干擾及振蕩波抗擾度波試驗(yàn) 電磁兼容試驗(yàn)保證電氣設(shè)備在受到各種傳導(dǎo)、輻射電磁騷擾的影響時(shí)，能夠按規(guī)定的性能繼續(xù)運(yùn)行。一、電磁兼容環(huán)境（GB/T 14285）發(fā)電廠和變電所的電磁環(huán)境繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置應(yīng)滿足有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，使其能承受所在發(fā)電廠和變電所內(nèi)下列電磁干擾引起的后果：a)高壓回路中操作隔離開關(guān)及斷路器引起的電氣暫態(tài)現(xiàn)象;b)高壓回路中絕緣擊穿或避雷器和火花間隙放電引起的電氣暫態(tài)現(xiàn)象;c)高壓裝置產(chǎn)生的工頻電場(chǎng)和磁場(chǎng);d)接地系統(tǒng)中的短路電流引起的電位抬升;e)雷電引起的電氣暫態(tài)現(xiàn)象;f)由于低壓設(shè)備開合操作引起的快速瞬變干擾;g)靜電放電;h)由于設(shè)施內(nèi)部或外部的無(wú)線電發(fā)射裝置

2、產(chǎn)生的高頻場(chǎng);i)由于設(shè)施內(nèi)部其它電氣或電子設(shè)備產(chǎn)生的高頻傳導(dǎo)和輻射騷擾;j)由供電線路傳來的低頻傳導(dǎo)騷擾;二、電磁騷擾的分類電磁環(huán)境是非常復(fù)雜的,可以用四類現(xiàn)象來描述所有的電磁騷擾。（DL/Z 7132000）各類電磁騷擾現(xiàn)象的特性連續(xù)的現(xiàn)象頻發(fā)性暫態(tài)現(xiàn)象較少發(fā)生的暫態(tài)現(xiàn)象緩慢的電壓波動(dòng) 交流供電直流供電諧波，間諧波信號(hào)電壓直流供電紋波從直流到150KHz的傳導(dǎo)騷擾射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾工頻磁場(chǎng)射頻輻射電磁場(chǎng)電壓瞬態(tài)跌落（持續(xù)時(shí)間小于20ms） 交流供電直流供電電壓波動(dòng)快速瞬變脈沖群阻尼振蕩波阻尼振蕩磁場(chǎng)靜電放電電壓瞬態(tài)跌落（持續(xù)時(shí)間小于20ms）交流供電直流供電電壓中斷交流供電直流供電電源頻

3、率變化浪涌振鈴波短時(shí)工頻磁場(chǎng)二、裝置的抗擾度要求（GB/T 14598.20）有關(guān)抗擾度的技術(shù)要求是根據(jù)端口類型給出的。1、端口定義保護(hù)和安全自動(dòng)裝置與外部電磁環(huán)境的特定界面接口稱為端口，端口分為六類, 見圖1，具體定義如下。a) 電源端口被試裝置的交流或直流輔助激勵(lì)量輸入口b) 輸入端口用于對(duì)被試裝置激勵(lì)或控制，以實(shí)現(xiàn)其功能的端口，例如電流、電壓互感器、狀態(tài)、模擬量輸入等。c) 輸出端口用于輸出被試裝置所產(chǎn)生的預(yù)定變化（如觸點(diǎn)、光耦、模擬輸出等）的端口。d) 通信端口采用低功率信號(hào)并與被試裝置固定連接的通信和/或控制系統(tǒng)的端口e) 外殼端口電磁場(chǎng)可能輻射或沖擊通過的被試裝置的物理邊界。液晶、

4、面板、機(jī)箱外殼f) 功能接地端口被試裝置上的除了以電氣安全為目的之外的與大地連接的端口。電源模塊機(jī)殼地、電流、電壓互感器的屏蔽地及機(jī)箱地對(duì)應(yīng)于功能接地端口。這種端口的定義將量度繼電器和保護(hù)裝置作為一個(gè)系統(tǒng),不考慮系統(tǒng)內(nèi)部的具體構(gòu)成,僅僅考察電磁騷擾施加于各個(gè)端口時(shí),對(duì)量度繼電器和保護(hù)裝置的影響2、端口規(guī)定試驗(yàn)各端口對(duì)應(yīng)的抗擾度試驗(yàn)（GB/T 14598.20）外殼端口電源端口通信端口輸入、輸出端口功能地端口射頻傳導(dǎo)靜電放電快速瞬變阻尼振蕩波浪涌電源中斷輻射電磁場(chǎng)、工頻、脈沖、阻尼振蕩波磁場(chǎng)三、幾種瞬態(tài)干擾的比較靜電放電、快速瞬變脈沖群、IMHz衰減振蕩波、浪涌等試驗(yàn)屬于瞬態(tài)脈沖干擾試驗(yàn),對(duì)于數(shù)

5、字電路的影響最為嚴(yán)重，同時(shí)有效地抑制這些瞬態(tài)脈沖干擾也是比較困難的。(1) 騷擾是單方向的,還是振蕩的瞬變; (2) 騷擾幅度及持續(xù)時(shí)間; (3)振蕩瞬變的衰減系數(shù); (4) 脈沖強(qiáng)度或能量; (5) 上升時(shí)間(6) 騷擾源的重復(fù)率幾種瞬態(tài)干擾的比較：靜電放電快速瞬變阻尼振蕩波浪涌脈沖上升時(shí)間極快，1ns很快，約5ns約75ns慢，us級(jí)能量、重復(fù)率低，1次/1s中等，單個(gè)脈沖4mJ，重復(fù)率高高，每分鐘1-60個(gè)瞬變高，單個(gè)脈沖為4J，每分鐘1次干擾模式直接共模干擾共模、差模干擾共模、差模干擾電壓15kV以上10kV以下共模2500V10kV以下電流人體放電幾十A，裝置，裝置放電幾百A 幾十安

6、幾千安四、阻尼振蕩波干擾GB/T 17626.12振蕩波抗擾度試驗(yàn)GB/T 14598.13-2008 1MHz脈沖群抗擾度試驗(yàn)1、干擾概述阻尼振蕩波是模擬發(fā)電廠、變電站的高壓母線的開關(guān)操作出現(xiàn)重燃以及隔離刀閘的合、分操作引起的陡波瞬態(tài)，其時(shí)間量級(jí)為幾十ns。由于與高壓電路的特征阻抗失配，電壓波形會(huì)發(fā)生包括反射在內(nèi)的演變。干擾通過傳導(dǎo)、電容耦合及磁場(chǎng)耦合等方式影響繼電保護(hù)裝置。高壓母線中的瞬態(tài)電壓、瞬態(tài)電流的表征是其振蕩的基波頻率，而這個(gè)頻率取決于電路長(zhǎng)度和傳播時(shí)間。在戶外變電站，這種振蕩頻率從100kHz到幾MHz，取決于上述參數(shù)的影響以及母線的長(zhǎng)度，母線長(zhǎng)度從幾十米到幾百米變化（可能達(dá)40

7、0m）。在這方面，1MHz的振蕩頻率被認(rèn)為代表大多數(shù)情況，但對(duì)大型高壓變電站，100kHz的振蕩頻率更合適。振蕩波的主要參數(shù)是重復(fù)率，重復(fù)率在幾赫茲到幾千赫茲間變化，由開關(guān)觸點(diǎn)間距決定。低重復(fù)率（單次沖擊）或高重復(fù)率（脈沖群）。單次沖擊的振蕩瞬態(tài)波被稱為“振鈴波”，阻尼振蕩瞬態(tài)的脈沖群被稱為“阻尼振蕩波”?？紤]到這種現(xiàn)象有不同的持續(xù)時(shí)間，不同頻率的適用性以及試驗(yàn)時(shí)電路可承受的能量等因素，選擇40次/s和400次/s的重復(fù)率。2、阻尼振蕩波波形阻尼振蕩波的代表波形，也是信號(hào)發(fā)生器的標(biāo)稱波形 上升時(shí)間、衰減的振蕩波形、高的重復(fù)率和脈沖群持續(xù)時(shí)間是該波形最重要的參數(shù)。波形特征：第一峰值電壓上升時(shí)間7

8、5ns±20%衰減振蕩波的振蕩頻率100kHz和1MHz兩種，±10%衰減振蕩波的重復(fù)頻率（f）100kHz至少為40c/s；1MHz至少為400c/s一串衰減振蕩波的持續(xù)時(shí)間（td）不低于2s發(fā)生器輸出阻抗200±20%峰值開路電壓250V（-10%）2.5kV（+10%）衰減振蕩波的第一峰值極性正/負(fù)與電源頻率的關(guān)系無(wú)關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14598.12-1998 振蕩波抗擾度試驗(yàn)試驗(yàn)配置和方法：為被試裝置正常工作提供所需信號(hào)和用于驗(yàn)證被試裝置正常運(yùn)行的所有輔助設(shè)備，必須去耦，以防止受試驗(yàn)電壓的影響。 被試裝置與耦合去耦網(wǎng)絡(luò)之間的測(cè)試線不應(yīng)超過2m。 被試裝

9、置和試驗(yàn)導(dǎo)線應(yīng)放置在接地基準(zhǔn)板上方0.1m高的絕緣支座上。被試裝置和其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的最小距離應(yīng)為0.5m。 被試裝置的所有預(yù)期接地部分應(yīng)接地。 差模和共模試驗(yàn)配置按圖2和圖4。 對(duì)于通信端口，按圖5進(jìn)行試驗(yàn)配置，兩臺(tái)被裝置間屏蔽（或非屏蔽）電纜的長(zhǎng)度應(yīng)為10m。對(duì)于只有一端屏蔽接地的電纜，非接地端的屏蔽層應(yīng)通過0.5uF的耦合電容連接到被試裝置的外殼上。EUT1為輔助設(shè)備時(shí)，應(yīng)預(yù)先驗(yàn)證其抗擾度，當(dāng)其抗擾度不足且無(wú)法采取措施來避免敏感性時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)按以下目的進(jìn)行： 通信端口不被損傷 僅當(dāng)試驗(yàn)電壓施加是通信被中斷； 除有關(guān)通信性能外，EUT其他性能未受影響。 通信線應(yīng)使用相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求或標(biāo)準(zhǔn)推薦的

10、電纜與EUT相連，且需高于參考地平面0.1m。2、試驗(yàn)程序：被試裝置的延時(shí)應(yīng)設(shè)置為它們預(yù)期應(yīng)用的最小使用值。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)將輔助激勵(lì)量施加到相應(yīng)電路上，其值應(yīng)等于額定值。輸入激勵(lì)量的值應(yīng)在動(dòng)作值上、下給定暫態(tài)誤差的兩倍之內(nèi)。試驗(yàn)優(yōu)先采用100kHz和1MHz振蕩頻率。按照產(chǎn)品規(guī)范，試驗(yàn)電壓應(yīng)施加于電源、輸入、輸出和通信端口，具體如下： 試驗(yàn)電壓應(yīng)按下述施加： 對(duì)于電源端口，輸入、輸出端口，通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)施加a) 每個(gè)獨(dú)立端口和地之間（共模）b) 同一端口端子之間（差模）對(duì)于通信端口c) 電纜連接的通信端口和地之間（共模），按圖5接線。試驗(yàn)應(yīng)對(duì)通信電纜單獨(dú)施加，即一根電纜對(duì)應(yīng)一次試驗(yàn)。 試驗(yàn)

11、電壓應(yīng)按兩種極性分別施加，端口的每種組合時(shí)間至少2s。兩次完整的試驗(yàn)之間的最小間隔應(yīng)為1s。GB 14598.123、驗(yàn)收準(zhǔn)則;試驗(yàn)期間，裝置的驗(yàn)收準(zhǔn)則見下表。試驗(yàn)后，裝置內(nèi)各元器件不應(yīng)損壞，裝置性能應(yīng)符合企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。如滿足上述條件，判為脈沖群試驗(yàn)合格。其他合格判據(jù)，與設(shè)計(jì)員協(xié)商。四、試驗(yàn)儀的操作1、儀器簡(jiǎn)介EM TEST OCS 500N6 組合式阻尼振蕩波模擬器能夠完成 IEC 61000-4-12 標(biāo)準(zhǔn)要求的 6kV 振鈴波測(cè)試及 IEC 61000-4-18 標(biāo)準(zhǔn)要求的 3kV/100kHz 及 1MHz 阻尼振蕩波測(cè)試。通過磁場(chǎng)天線，可以完成阻尼振蕩波磁場(chǎng)測(cè)試。 儀器帶有一個(gè)

12、三相電源CDN網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)參數(shù)：2、前面板1、 按下”Test On”鍵，其發(fā)出黃光，表示高壓部分準(zhǔn)備好輸出，可以隨時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。在測(cè)試中，當(dāng)其變成紅色燈時(shí)表示一個(gè)脈沖產(chǎn)生。2、 通過7個(gè)功能鍵對(duì)應(yīng)屏幕顯示，選擇參數(shù)和功能，3、 參數(shù)閃亮后，可以通過旋鈕進(jìn)行增/減操作，4、 左右鍵可以移動(dòng)光標(biāo)5、 ESC鍵可以返回上一級(jí)菜單，可以確認(rèn)修改值。6、 EXIT鍵可以返回至主界面。7、 三相輸出為內(nèi)部耦合網(wǎng)絡(luò)輸出，試驗(yàn)時(shí)連接EUT，指示燈表示試驗(yàn)進(jìn)行狀態(tài)。8、 HV直接輸出可以連接磁場(chǎng)天線，進(jìn)行磁場(chǎng)試驗(yàn)。不能連接至電源3、后面板 1、試驗(yàn)儀接地，2、試驗(yàn)儀電源開關(guān)3、三相輸入及公共端，為外部電源及IO口

13、輸入，連接內(nèi)部去耦網(wǎng)絡(luò)。4、操作軟件主界面：F1-F6對(duì)應(yīng)6項(xiàng)試驗(yàn)。F1：100KHz阻尼振蕩波 F2：1MHz阻尼振蕩波F3：振鈴波F4：100K Hz阻尼振蕩波磁場(chǎng)F5：1MHz阻尼振蕩波磁場(chǎng)F6：1MHz阻尼振蕩波連接外部CDN具體操作：注：以1MHz阻尼振蕩波為例，說明操作方法。其他試驗(yàn)操作與此相同。按下F1選擇1MHz阻尼振蕩波試驗(yàn)，出現(xiàn)以下界面：F1：快速開始模式簡(jiǎn)單快速的方式，選擇此模式，則自動(dòng)選擇上次最后一次設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。F1：開始測(cè)試F2：可以手動(dòng)改變?cè)O(shè)置F2:標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模式可以按照選擇的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定模式開展測(cè)試F1 共模模式 F2 差模模式如選擇共模模式，按下F1，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)等級(jí)如下，選擇需要試驗(yàn)的等級(jí)。如需修改具體等級(jí)的電壓，參數(shù)設(shè)置可以在SETUP中修改。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試對(duì)應(yīng)參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試運(yùn)行時(shí)的界面顯示：F7 手動(dòng)菜單標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓的修改在主界面按下F7后，進(jìn)入如下界面：按下F3選擇改變標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)選擇需要改變的試驗(yàn)，如100kHz衰減振蕩波，按下F2 F1、F2、F3 改變不同耦合方式下的電壓值。試驗(yàn)方法： 打開試驗(yàn)儀背后電源開關(guān)，參數(shù)設(shè)置好，準(zhǔn)備試驗(yàn)前，打開前面板“TESET ON”按鍵。