脈沖群抗擾度試驗(yàn)的重復(fù)性和可比性

1、脈沖群抗擾度試驗(yàn)的重復(fù)性和可比性2007-3-7 18:48:31脈沖群抗擾度試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和可比性己成與企業(yè)試驗(yàn)人員討論最多的話題之一，究其原因，主要還是試驗(yàn)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解不深，和所采用的試驗(yàn)配置不規(guī)范所致。本文試圖從這幾個(gè)問題入手，作一些探討，幫助企業(yè)試驗(yàn)人員提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。  一.脈沖群干擾試驗(yàn)的本意是共模試驗(yàn)企業(yè)試驗(yàn)人員所犯錯(cuò)誤之一是對(duì)脈沖群干擾的性質(zhì)理解有誤。以致他們認(rèn)為在電源線上的脈沖群抗擾度試驗(yàn)簡(jiǎn)單得如同做普通電路試驗(yàn)?zāi)菢又恍鑼⒚}沖群發(fā)生器面板上的兩根注有干擾的電源輸出線直接加到受試設(shè)備的電源輸入端，而無需有任何其他試驗(yàn)配置。關(guān)于脈沖群干擾的性質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)

2、家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.4-1998和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-4：1995）中指出（見GB/T17626.4標(biāo)準(zhǔn)文本的第4頁(yè)的6.2節(jié)：交/直流電源端口的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)），這個(gè)網(wǎng)絡(luò)（指電源端口的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）提供了在不對(duì)稱條件下把試驗(yàn)電壓施加到受試設(shè)備的電源端口的能力。這里所謂不對(duì)稱干擾是指線（電源線）與大地之間的干擾。作為佐證，在標(biāo)準(zhǔn)提供的示意圖（本文的圖1）中可以看到從試驗(yàn)發(fā)生器來的信號(hào)電纜芯線通過可供選擇的耦合電容加到相應(yīng)的電源線（L1、L2、L3、N及PE）上，信號(hào)電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的機(jī)殼相連，機(jī)殼則接到參考接地端子上。這就表明脈沖群干擾實(shí)際上是加在電源線與參考地

3、之間，因此加在電源線上的干擾是共模干擾。 關(guān)于電容耦合夾的應(yīng)用，在GB/T17626.4的第6.3節(jié)中指出，耦合夾能在受試設(shè)備各端口的端子、電纜屏蔽層或受試設(shè)備的任何其他部分無任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線路上。電容耦合夾的結(jié)構(gòu)見圖2所示。受試線路的電纜放在耦合夾的上下兩塊耦合板之間，耦合夾本身應(yīng)盡可能地合攏，以提供電纜和耦合夾之間的最大耦合電容。耦合夾的兩端各有一個(gè)高壓同軸接頭，用其最靠近受試設(shè)備的這一端與發(fā)生器通過同軸電纜連接。從圖2可以看出，高壓同軸接頭的芯線與下層耦合板相連，同軸接頭的外殼與耦合夾的底板相通，而耦合夾放在參考接地板上。這一結(jié)構(gòu)表明，高壓脈沖將通

4、過耦合板與受試電纜之間的分布電容進(jìn)入受試電纜，而受試電纜所接收到的脈沖仍然是相對(duì)參考接地板來說的。因此，通過耦合夾對(duì)受試電纜所施加的干擾仍然是共模性質(zhì)的。 明確脈沖群干擾的性質(zhì)很重要：首先，這與試驗(yàn)方法有關(guān)。既然是共模干擾，就一定要與參考接地板關(guān)聯(lián)在一起，離開了參考接地板，共模干擾將加不到受試設(shè)備去。其次，既然脈沖群抗擾度試驗(yàn)是抗共模干擾試驗(yàn)，這就決定了試驗(yàn)人員在處理干擾（提高受試設(shè)備的抗擾度性能）時(shí)，必須采用針對(duì)共模干擾的有效措施。二.采用規(guī)范的試驗(yàn)配置是脈沖群抗擾度試驗(yàn)的關(guān)鍵企業(yè)試驗(yàn)人員所犯錯(cuò)誤之二是所用的試驗(yàn)配置不規(guī)范。其中一部分人是沒有理解脈沖群抗擾度試驗(yàn)是共模試驗(yàn)，因此在試

5、驗(yàn)中根本沒有考慮采用參考接地板；另一部分人雖然采用參考接地板，但由于沒有仔細(xì)閱讀相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，因此使用得很不規(guī)范，起不到應(yīng)有的作用。下面是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行脈沖群抗擾度試驗(yàn)時(shí)所必須的配置：1.參考接地板用厚度為0.25mm以上的銅板或鋁板（需提醒的是，普通鋁板容易氧化，易造成試驗(yàn)儀器、受試設(shè)備的接地電纜與參考接地板之間塔接不良，宜慎用）；若用其他金屬板材，要求厚度大于0.65mm。參考接地板的尺寸取決于試驗(yàn)儀器和受試設(shè)備，以及試驗(yàn)儀器與受試設(shè)備之間所規(guī)定的接線距離（1m）。參考接地板的各邊至少應(yīng)比上述組合超出0.1m。參考接地板應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室的保護(hù)地相連。2.試驗(yàn)儀器（包括脈沖群發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）放置

6、在參考接地板上。試驗(yàn)儀器用盡可能粗短的接地電纜與參考接地板連接，并要求在搭接處所產(chǎn)生的阻抗盡可能小。3.受試設(shè)備用0.1±0.01m的絕緣支座隔開后放在參考接地板上（如果受試設(shè)備是臺(tái)式設(shè)備，則應(yīng)放置在離參考接地板高度為0.8±0.08m的木頭桌子上）。受試設(shè)備（或試驗(yàn)桌子）距參考接地板邊緣的最小尺寸滿足項(xiàng)1（0.1m）的規(guī)定。受試設(shè)備應(yīng)按照設(shè)備的安裝規(guī)范進(jìn)行布置和連接，以滿足它的功能要求。另外，受試設(shè)備應(yīng)按照制造商的安裝規(guī)范，將接地電纜以盡量小的接地阻抗連接到參考接地板上（注意，不允許有額外的接地情況出現(xiàn)）。當(dāng)受試設(shè)備只有兩根電源進(jìn)線（單相，一根L，一根N），而且不設(shè)專門接

7、地線時(shí)，受試設(shè)備就不能在試驗(yàn)時(shí)單獨(dú)再拉一根接地線。同樣，受試設(shè)備如果通過三芯電源線進(jìn)線（單相，一根L，一根N，及一根電氣接地線），未設(shè)專門接地線時(shí)，則此受試設(shè)備也不允許另外再設(shè)接地線來接地，而且受試設(shè)備的這根電氣接地線還必須經(jīng)受抗擾度試驗(yàn)。4.受試設(shè)備與試驗(yàn)儀器之間的相對(duì)距離以及電源連線的長(zhǎng)度都控制在1m，電源線的離地高度控制在0.1m，如有可能，最好用一個(gè)木制支架來擺放電源線。當(dāng)受試設(shè)備的電源線為不可拆卸，而且長(zhǎng)度超過1m時(shí)，那么超長(zhǎng)部分就應(yīng)當(dāng)挽成個(gè)直徑為0.4m的扁平線圈，并行地放置在離參考接地板上方0.1m處。受試設(shè)備與試驗(yàn)儀器之間的距離仍控制為1m。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，上述電源線不應(yīng)采用屏蔽線

8、，但電源線的絕緣應(yīng)當(dāng)良好。5.試驗(yàn)應(yīng)在試驗(yàn)室中央進(jìn)行，除了位于受試設(shè)備、試驗(yàn)儀器下方的參考接地板以外，它們與其他所有導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)（例如屏蔽室的墻壁和實(shí)驗(yàn)室里的其他有金屬結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)儀器和設(shè)備）之間的最小距離為0.5m（參見圖3所示）。6.當(dāng)使用耦合夾做被試系統(tǒng)的抗擾度試驗(yàn)時(shí)，耦合夾應(yīng)放置在參考接地板上，耦合夾到參考接地板的邊緣尺寸的最小距離為0.1m。同樣，除了位于耦合夾下方的參考接地板以外，耦合夾相對(duì)所有其他導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)之間的最小距離是0.5m。參見圖4所示。如果試驗(yàn)是針對(duì)系統(tǒng)中一臺(tái)設(shè)備（如EUT1）的抗擾度性能測(cè)試來說時(shí)，則耦合夾與EUT1的距離關(guān)系保持不變，而將耦合夾相對(duì)EUT2的距離增至5m

9、以上（標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為較長(zhǎng)的導(dǎo)線足夠使線路上的脈沖群信號(hào)損耗殆盡）?？傊?，試驗(yàn)配置的規(guī)范性非常重要：1.首先，沒有參考接地板，干擾加不到受試設(shè)備去；其次，沒有足夠大的參考接地板就不能保證試驗(yàn)結(jié)果的正確性。2.由于脈沖群的單個(gè)脈沖波形前沿tr達(dá)到5ns，半寬T達(dá)到50ns，這就注定了脈沖群干擾具有極其豐富的諧波成分。按照GB/T17626.1-1998標(biāo)準(zhǔn)（相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEC61000-4-1）對(duì)脈沖波形的幅值-頻譜的闡述，幅度較大的諧波頻率至少可以達(dá)到1/tr，亦即可以達(dá)到60MHz左右，相應(yīng)的信號(hào)波長(zhǎng)為5m。對(duì)于一根載有60MHz以上頻率的電源線來說，那怕長(zhǎng)度只有1m，由于導(dǎo)線長(zhǎng)度已經(jīng)可以和信號(hào)

10、的波長(zhǎng)相比擬，不能再以普通傳輸線來考慮，信號(hào)在線上的傳輸過程中，部分依然可以通過傳輸線進(jìn)入受試設(shè)備（傳導(dǎo)傳輸）；部分要從線上逸出，成為輻射信號(hào)進(jìn)入受試設(shè)備（輻射傳輸）。因此，受試設(shè)備受到的干擾實(shí)際上是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合。很明顯，傳導(dǎo)和輻射的比例將和電源線的長(zhǎng)度有關(guān)，線路越短，傳導(dǎo)成分越多，而輻射比例越小；反之，輻射比例就大。而且輻射的強(qiáng)弱還和電源線與參考接地板之間的相對(duì)距離有關(guān)（它反映了線路與接地板之間的分布電容），線路離參考接地板越近，則分布電容就越大（容抗越?。蓴_信號(hào)越不容易以輻射方式逸出；反之亦反。由此可見，試驗(yàn)用的電源線長(zhǎng)短，電源線離參考接地板的高度，乃至電源線與受試設(shè)備的相對(duì)位置，

11、都可成為影響試驗(yàn)結(jié)果的因素。因此，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和可比性，注意試驗(yàn)配置的規(guī)范性就變得十分重要。三.脈沖群抗擾度試驗(yàn)中的設(shè)備失效機(jī)理企業(yè)試驗(yàn)人員對(duì)于脈沖群抗擾度試驗(yàn)的誤解還表現(xiàn)在，他們簡(jiǎn)單地認(rèn)為在脈沖群抗擾度試驗(yàn)中受試設(shè)備有一個(gè)門檻電平，干擾低于這個(gè)電平，設(shè)備工作正常；干擾高于這個(gè)電平，設(shè)備就失效。根據(jù)國(guó)外學(xué)者對(duì)脈沖群干擾造成設(shè)備失效的機(jī)理的研究，脈沖群試驗(yàn)是利用干擾信號(hào)對(duì)設(shè)備線路結(jié)電容的充電，當(dāng)上面的能量積累到一定程度之后，就可能引起線路（乃至系統(tǒng)）出錯(cuò)。因此，線路出錯(cuò)會(huì)有個(gè)過程，而且會(huì)有一定偶然性（不能保證間隔多少時(shí)間，線路一定出錯(cuò)，特別是當(dāng)試驗(yàn)電壓達(dá)到臨界點(diǎn)附近時(shí)）。為此，一些產(chǎn)

12、品試驗(yàn)規(guī)定，在電源線上的試驗(yàn)通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)以共模方式進(jìn)行，在每一根線（包括設(shè)備的電氣接地線）對(duì)地（對(duì)參考接地板）施加試驗(yàn)電壓。要求每一根線在一種試驗(yàn)電壓極性下做三次，每次一分鐘，中間相隔一分鐘。在一種極性做完后，換做另一個(gè)極性。一根線做完后，換做另一根線。當(dāng)然也可以把脈沖同時(shí)注入兩根線，甚至幾根線。由于脈沖群信號(hào)在電源線上的傳輸過程十分復(fù)雜，很難判斷究竟是分別施加脈沖，還是一起施加脈沖，設(shè)備更容易失效。因此在幾根線上同時(shí)施加脈沖也僅僅作為一種干擾的形式加以采用而已，最終應(yīng)通過試驗(yàn)來下結(jié)論。此外，也有一些標(biāo)準(zhǔn)（如GB4343.2-1999電磁兼容    家用電器

13、、電動(dòng)工具和類似器具的要求    第2部分：抗擾度產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定在每一根線上施加2分鐘的正極性試驗(yàn)電壓，稍事間隔，再加2分鐘的負(fù)極性電壓?？梢钥闯?，不同標(biāo)準(zhǔn)有不同規(guī)定，但都有一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的試驗(yàn)過程，以避免試驗(yàn)中的偶然性，并通過盡可能多的試驗(yàn)組合，將設(shè)備的隱患暴露出來。實(shí)踐表明，一臺(tái)設(shè)備往往是某一根線，在某一種試驗(yàn)電壓極性下特別敏感。在談到試驗(yàn)的可比性方面，要特別提醒企業(yè)試驗(yàn)人員的是，除了試驗(yàn)配置的規(guī)范性外，還要注意每次試驗(yàn)附在受試設(shè)備上的附加導(dǎo)線的根數(shù)、附加導(dǎo)線的擺放位置是否一致。這是因?yàn)槊}沖群試驗(yàn)除了有傳導(dǎo)干擾外，還存在一定程度的輻射干擾，不同的附加導(dǎo)線數(shù)目，

14、不同的附加導(dǎo)線擺放位置，受試設(shè)備對(duì)輻射干擾的響應(yīng)情況是不同的。此外，還要提醒試驗(yàn)人員的是，不同的試驗(yàn)運(yùn)行程序，也可能影響試驗(yàn)結(jié)果，這是因?yàn)椴煌脑囼?yàn)運(yùn)行程序?qū)υ嚻方Y(jié)電容的充放電情況也是不同的。總之，試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)情況都要仔細(xì)記錄在案，便于日后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有可追溯性。靜電放電的抑制措施眾所周知,通過摩擦起電產(chǎn)生靜電,當(dāng)帶有靜電的物體進(jìn)行放電時(shí)就會(huì)產(chǎn)生放電電流,這個(gè)放電電流是短暫的強(qiáng)度很大的電磁場(chǎng),放電時(shí)產(chǎn)生短暫的電流和相應(yīng)的電磁場(chǎng)可能會(huì)引起電氣、電子設(shè)備的電流發(fā)生故障，甚至損壞。靜電放電抗擾度試驗(yàn)的目的就是檢驗(yàn)電氣、電子設(shè)備在經(jīng)受靜電放電騷擾的性能。  靜電放電耦合到電子線路有直接耦合、

15、電容耦合及電感耦合三種方式。直接耦合屬于直接流過敏感電路，電容耦合及電感耦合屬于鄰近物體或電纜放電。怎么樣來有限的抑制靜電放電呢？  1:消除產(chǎn)生靜電放電的源  2:隔離物體,阻止放電  3:為放電電流提供一個(gè)替換通路,使其旁路.  4:屏蔽電路,阻止放電產(chǎn)生的電場(chǎng)或磁場(chǎng)進(jìn)入.    那么我們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)的時(shí)候怎么樣來減少靜電放電對(duì)線路的損壞呢?  1:盡量使用屏蔽電纜  2:在接口處安裝濾波器  3:將無法安裝濾波器的敏感接口加以隔離  4:給有關(guān)電路設(shè)置接地保護(hù)  5:選擇低脈沖的頻

16、率的邏輯電路  6:保持地電流遠(yuǎn)離敏感的電路及有關(guān)線路.其實(shí)靜電研究看似簡(jiǎn)單,其實(shí)很復(fù)雜,待研究的還很多很多.希望跟大家一起分享.補(bǔ)充一下,靜電放電模型有很多種:人體金屬模型(場(chǎng)強(qiáng)ESD模型)     阻容套件:330,150PF                                人體模型HBM(美軍標(biāo)883D)         阻容套件:1.5K,100

17、PF                                  機(jī)器模型MM(也就是所謂的日本模型) 阻容套件:   0,200PF還有家具ESD模型,帶電器件CDM模型,場(chǎng)感應(yīng)ESD模型,電容耦合ESD模型等等。.電快速瞬變脈沖群的抑制措施電快速瞬變脈沖群的抑制措施電感性負(fù)載(如繼電器、接觸器等)在斷開時(shí)，由于開關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因，會(huì)在斷開點(diǎn)處產(chǎn)生暫態(tài)騷擾。這種暫態(tài)騷擾以脈沖群形式出現(xiàn)，如

18、果電感性負(fù)載多次重復(fù)開關(guān)，則脈沖群又會(huì)以相應(yīng)的時(shí)間間隔多次重復(fù)出現(xiàn)。這種暫態(tài)騷擾能量較小，一般不太肯能夠引起設(shè)備的損壞，但由于其頻譜分布寬，所以仍會(huì)對(duì)電子、電子設(shè)備的可靠工作產(chǎn)生影響。  脈沖群的特點(diǎn)：脈沖成群出現(xiàn)、脈沖的重復(fù)頻率較高、脈沖波形的上升時(shí)間短暫、單個(gè)脈沖的能量較低。實(shí)踐中，因電快速瞬變脈沖群造成設(shè)備故障的機(jī)率較少，但使設(shè)備產(chǎn)生的誤動(dòng)作的情況經(jīng)常出現(xiàn)，除非有合適的對(duì)策，負(fù)責(zé)較難通過。    對(duì)于數(shù)字電路來說,脈沖群的抑制方法有以下幾種（僅供參考）：  1），在電源端口處安裝濾波器，它能抑制電路或設(shè)備向外傳播的電磁騷擾，也能抑制外來騷擾的侵入，

19、安裝時(shí)要注意將濾波器良好的接地。  2），安裝帶有屏蔽層的變壓器，這種變壓器對(duì)抑制脈沖騷擾有限的效果，對(duì)于低頻段的騷擾也具有良好的抑制性能，安裝時(shí)同樣要注意接地問題。  3），對(duì)硬件采取措施，避免選用脈沖邊沿觸發(fā)的電路，采用門電路或選通脈沖觸發(fā)技術(shù)，將使電路僅在脈沖騷擾和選通同時(shí)發(fā)生時(shí)才造成誤動(dòng)作，從而提供其騷擾能力。  對(duì)于模擬電路來說，脈沖群的抑制方法有下面幾種（僅供參考）：  1），盡量使用平衡的電路，這樣能減少對(duì)外界電磁場(chǎng)的耦合效應(yīng)  2），盡量選用大的工作電平，以減少高頻解調(diào)效應(yīng)  3），盡量選用小的工作頻率寬度，以減少外界

20、高頻信號(hào)進(jìn)入工作電路的可能性。  4），將最敏感的部分與各種潛在的騷擾源隔離開。電快速瞬變脈沖群的抗干擾度試驗(yàn) IEC61000-4-4（GB/T17626.4）2007-4-18 12:49:17IEC6100044（GB/T17626.4）電快速瞬變脈沖群的抗擾度試驗(yàn)1 電快速瞬變脈沖群的起因及后果電路中，機(jī)械開關(guān)對(duì)電感性負(fù)載的切換，通常會(huì)對(duì)同一電路的其他電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。這類干擾的特點(diǎn)是：脈沖成群出現(xiàn)、脈沖的重復(fù)頻率較高、脈沖波形的上升時(shí)間短暫、單個(gè)脈沖的能量較低。實(shí)踐中，因電快速瞬變脈沖群造成設(shè)備故障的機(jī)率較少，但使設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作的情況經(jīng)?？梢?，除非有合適的對(duì)

21、策，否則較難通過。2 試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)的目的是要對(duì)電氣和電子設(shè)備建立一個(gè)評(píng)價(jià)抗擊電快速瞬變脈沖群的共同依據(jù)。3 電快速瞬變脈沖群的模擬圖4給出了電快速瞬變脈沖群的發(fā)生器基本線路脈沖群的波形則參見圖5所示。      對(duì)電快速瞬變脈沖群的基本要求是：脈沖的上升時(shí)間（指1090）：5ns±30;脈沖持續(xù)時(shí)間（上升沿的50至下降沿的50）：50ns±30;脈沖重復(fù)頻率：5kHz或2.5kHz;脈沖群的持續(xù)時(shí)間：15ms;脈沖群的重復(fù)周期：300ms;發(fā)生器的開路輸出電壓（峰值）：（0.254）kV;發(fā)生器的動(dòng)態(tài)輸出

22、阻抗：50±20;輸出脈沖的極性：正/負(fù);與電源的關(guān)系：異步。4 試驗(yàn)配置有兩種類型的試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的型式試驗(yàn)和設(shè)備安裝完畢后的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定第一種試驗(yàn)是優(yōu)先采用的試驗(yàn)；對(duì)于第二種試驗(yàn)，只有制造商和用戶達(dá)成一致意見時(shí)，方才采用。電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室配置與靜電放電試驗(yàn)相類似，地面上有參考接地板，接地板的材料與靜電放電的要求相同；但對(duì)臺(tái)式設(shè)備，在臺(tái)面上不要鋪設(shè)金屬板。5 試驗(yàn)方法（1）對(duì)電源線的試驗(yàn)（包括交流和直流），通過耦合與去耦網(wǎng)絡(luò)，用共模方式，在每個(gè)電源端子與最近的保護(hù)接地點(diǎn)之間，或與參考接地板之間加試驗(yàn)電壓。（2）對(duì)控制線、信號(hào)線及通信設(shè)備，用共模方式，通過電容耦合夾

23、子來施加試驗(yàn)電壓。（3）對(duì)于設(shè)備的保護(hù)接地端子，試驗(yàn)電壓加在端子與參考接地之間。試驗(yàn)每次至少要進(jìn)行1min，而且正/負(fù)極性都屬必須。6 試驗(yàn)的嚴(yán)酷度等級(jí) 該試驗(yàn)的嚴(yán)酷度等級(jí)見表4。表4 嚴(yán)酷度等級(jí)等級(jí)電源線上（kV）信號(hào)線上（5kHz）（kV）10.5（5kHz)0.2521(5kHz)0.532(5kHz)144(2.5kHz)2X待定    表內(nèi)：電壓指脈沖群發(fā)生器信號(hào)貯能電容上的電壓；頻率指脈沖群內(nèi)脈沖的重復(fù)頻率。嚴(yán)酷度等級(jí)的大體分類是：1級(jí)  保護(hù)良好環(huán)境下的設(shè)備（如計(jì)算機(jī)機(jī)房）；2級(jí)  通常有保護(hù)環(huán)境下的設(shè)備（如工廠中的計(jì)算

24、機(jī)機(jī)房和控制室）；3級(jí)  無保護(hù)環(huán)境下的設(shè)備（如公用電網(wǎng)、工廠、變電站）；4級(jí)  有嚴(yán)重騷擾環(huán)境下的設(shè)備（如采用氣體絕緣的開關(guān)或真空開關(guān)的變電站）。37 試驗(yàn)的評(píng)述和標(biāo)準(zhǔn)的今后發(fā)展趨勢(shì)試驗(yàn)的機(jī)理是利用脈沖群對(duì)線路分布電容能量的積累效應(yīng)，當(dāng)能量積累到一定程度就可能引起線路（乃至設(shè)備）工作出錯(cuò)。通?？梢杂迷囼?yàn)中的線路一旦出錯(cuò)，就會(huì)連續(xù)不斷地出錯(cuò)，即使把脈沖電壓稍稍降低，出錯(cuò)情況依然不斷的現(xiàn)象來加以解釋。今后發(fā)展趨勢(shì)是脈沖的重復(fù)頻率提高，但脈沖群的長(zhǎng)度縮短，使每群脈沖個(gè)數(shù)基本保持不變。雷擊浪涌抗擾度的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在不有不少標(biāo)準(zhǔn)都提到用1.2/50 雷擊波做實(shí)驗(yàn)的情況，但標(biāo)準(zhǔn)不同，做

25、試驗(yàn)的目的也不同。如高壓實(shí)驗(yàn)也提到雷擊試驗(yàn)，這是脈沖耐壓試驗(yàn)，用的發(fā)生器是高電壓，高阻抗的，此時(shí)，盡管發(fā)生器高壓很高，但能量并不大，而且這種試驗(yàn)是在設(shè)備離線狀態(tài)（不工作狀態(tài)）下進(jìn)行的，反之，對(duì)GB/17626.5 標(biāo)準(zhǔn)，它強(qiáng)調(diào)了做在線設(shè)備的浪涌抗干擾度試驗(yàn)，由于線路阻抗低，因此發(fā)生器的輸出阻抗也要求低，這樣看來，適用于做浪涌抗干擾試驗(yàn)的發(fā)生器，除了有有足夠高的輸出電壓外，還要求發(fā)生器有低輸出阻抗和能量輸出大的特點(diǎn)，而且由于設(shè)備是在線狀態(tài)（設(shè)備工作的狀態(tài)）進(jìn)行試驗(yàn)，必需要用到耦合去耦網(wǎng)絡(luò)?？梢娚厦嫣岬降膬煞N試驗(yàn)是截然不同的試驗(yàn)，絕對(duì)不能混為一談。即使同樣做設(shè)備的雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)，不同的試驗(yàn)方法

26、和使用目的所用的耦合去耦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)是不同的。例如，用于電源線抗差模干擾的試驗(yàn)，由于線路阻抗很抵，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其耦合電容為18F ，發(fā)生器內(nèi)阻為2，這代表了低電壓電源網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)源差模阻抗，對(duì)抗共模干擾試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了要在發(fā)生器的輸出回路中串聯(lián)一個(gè)10的電阻，把它作為低電壓電源網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)源共模阻抗。對(duì)于其他一些試驗(yàn)，例如信號(hào)線上的雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)，由于信號(hào)線阻抗比電源線阻抗要高出許多，因此發(fā)生器要附加一個(gè)40的串聯(lián)電阻，用以代表在其他線路上（除電源線外）的對(duì)地阻抗。即使是同一個(gè)試驗(yàn)，在不同的國(guó)家里，由于國(guó)情不同，標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)也不盡相同，例如，在電源線上做共模試驗(yàn)，美國(guó)考慮其低壓電網(wǎng)中線的接地情況不同，故

27、標(biāo)準(zhǔn)（ANSI/IEEE C62.41）運(yùn)用時(shí)將上述10串聯(lián)的電阻取消了，它的耦合電路只有一個(gè)9F的電容（發(fā)生器的2輸出阻抗仍保留）。由于發(fā)生器的等效電阻減小，因此美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的共模試驗(yàn)比我國(guó)的GB/T17626.5和國(guó)際的IEC61000-4-5的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的多。從上面可以看出，為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)人員必須嚴(yán)格掌握試驗(yàn)中的每一細(xì)節(jié)。電快速脈沖群實(shí)驗(yàn)及其對(duì)策綜述電快速脈沖群實(shí)驗(yàn)（IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其對(duì)策綜述 一試驗(yàn)波形電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證由閃電、接地故障或切換電感性負(fù)載而引起的瞬時(shí)擾動(dòng)的抗干擾能力。這種試驗(yàn)是一種耦合到電源線路、控

28、制線路、信號(hào)線路上的由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群試驗(yàn)。此波形不是感性負(fù)載斷開的實(shí)際波形（感性負(fù)載斷開時(shí)產(chǎn)生的干擾幅度是遞增的），而實(shí)驗(yàn)所采用的波形使實(shí)驗(yàn)等級(jí)更為嚴(yán)酷。 電快速脈沖群是由間隔為300ms的連續(xù)脈沖串構(gòu)成，每一個(gè)脈沖串持續(xù)15ms，由數(shù)個(gè)無極性的單個(gè)脈沖波形組成，單個(gè)脈沖的上升沿5ns，持續(xù)時(shí)間50ns，重復(fù)頻率5K。根據(jù)傅立葉變換，它的頻譜是從5K-100M的離散譜線，每根譜線的距離是脈沖的重復(fù)頻率。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1. 電快速脈沖發(fā)生器其中儲(chǔ)能電容的大小決定單個(gè)脈沖的能量；波形形成電阻和儲(chǔ)能電容配合，決定了波形的形狀；阻抗匹配電阻決定了脈沖發(fā)生器的輸出阻抗（標(biāo)準(zhǔn)為50歐姆）；隔直

29、電容則隔離了脈沖發(fā)生器中的直流成分。   2.耦合/去耦網(wǎng)絡(luò) 交/直流電源端口的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN-Couple and Decouple networks），這個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供了在不對(duì)稱條件下把試驗(yàn)電壓施加到受試設(shè)備的電源端口的能力。這里所謂不對(duì)稱干擾是指電源線與大地之間的干擾?？梢钥吹綇脑囼?yàn)發(fā)生器來的信號(hào)電纜芯線通過可供選擇的耦合電容加到相應(yīng)的電源線（L1、L2、L3、N及PE）上，信號(hào)電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的機(jī)殼相連，機(jī)殼則接到參考接地端子上。耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的作用是將干擾信號(hào)耦合到EUT并阻止干擾信號(hào)干擾連接在同一電網(wǎng)中的不相干設(shè)備。一些電快速脈沖發(fā)生器已將耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)

30、集成于一體。 3.電容耦合夾關(guān)于電容耦合夾的應(yīng)用，在GB/T17626.4的第6.3節(jié)中指出，耦合夾能在受試設(shè)備各端口的端子、電纜屏蔽層或受試設(shè)備的任何其他部分無任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線路上。受試線路的電纜放在耦合夾的上下兩塊耦合板之間，耦合夾本身應(yīng)盡可能地合攏，以提供電纜和耦合夾之間的最大耦合電容。耦合夾的兩端各有一個(gè)高壓同軸接頭，用其最靠近受試設(shè)備的這一端與發(fā)生器通過同軸電纜連接。高壓同軸接頭的芯線與下層耦合板相連，同軸接頭的外殼與耦合夾的底板相通，而耦合夾放在參考接地板上。       三.實(shí)驗(yàn)設(shè)置 下面是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電快速脈沖群抗擾度

31、試驗(yàn)時(shí)所必須的配置： 1.參考接地板用厚度為0.25mm以上的銅板或鋁板（需提醒的是，普通鋁板容易氧化，易造成試驗(yàn)儀器、受試設(shè)備的接地電纜與參考接地板之間塔接不良，宜慎用）；若用其他金屬板材，要求厚度大于0.65mm。 參考接地板的尺寸取決于試驗(yàn)儀器和受試設(shè)備，以及試驗(yàn)儀器與受試設(shè)備之間所規(guī)定的接線距離（1m）。參考接地板的各邊至少應(yīng)比上述組合超出0.1m。 參考接地板應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室的保護(hù)地相連。 2.試驗(yàn)儀器（包括脈沖群發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）放置在參考接地板上。試驗(yàn)儀器用盡可能粗短的接地電纜與參考接地板連接，并要求在搭接處所產(chǎn)生的阻抗盡可能小。3.受試設(shè)備用0.1±0.01m的絕緣支

32、座隔開后放在參考接地板上（如果受試設(shè)備是臺(tái)式設(shè)備，則應(yīng)放置在離參考接地板高度為0.8±0.08m的木頭桌子上）。受試設(shè)備（或試驗(yàn)桌子）距參考接地板邊緣的最小尺寸滿足項(xiàng)1（0.1m）的規(guī)定。受試設(shè)備應(yīng)按照設(shè)備的安裝規(guī)范進(jìn)行布置和連接，以滿足它的功能要求。另外，受試設(shè)備應(yīng)按照制造商的安裝規(guī)范，將接地電纜以盡量小的接地阻抗連接到參考接地板上（注意，不允許有額外的接地情況出現(xiàn)）。當(dāng)受試設(shè)備只有兩根電源進(jìn)線（單相，一根L，一根N），而且不設(shè)專門接地線時(shí)，受試設(shè)備就不能在試驗(yàn)時(shí)單獨(dú)再拉一根接地線。同樣，受試設(shè)備如果通過三芯電源線進(jìn)線（單相，一根L，一根N，及一根電氣接地線），未設(shè)專門接地線時(shí)，則

33、此受試設(shè)備也不允許另外再設(shè)接地線來接地，而且受試設(shè)備的這根電氣接地線還必須經(jīng)受抗擾度試驗(yàn)。 4.受試設(shè)備與試驗(yàn)儀器之間的相對(duì)距離以及電源連線的長(zhǎng)度都控制在1m，電源線的離地高度控制在0.1m，如有可能，最好用一個(gè)木制支架來擺放電源線。當(dāng)受試設(shè)備的電源線為不可拆卸，而且長(zhǎng)度超過1m時(shí)，那么超長(zhǎng)部分就應(yīng)當(dāng)挽成個(gè)直徑為0.4m的扁平線圈，并行地放置在離參考接地板上方0.1m處。受試設(shè)備與試驗(yàn)儀器之間的距離仍控制為1m。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，上述電源線不應(yīng)采用屏蔽線，但電源線的絕緣應(yīng)當(dāng)良好。 5.試驗(yàn)應(yīng)在試驗(yàn)室中央進(jìn)行，除了位于受試設(shè)備、試驗(yàn)儀器下方的參考接地板以外，它們與其他所有導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)（例如屏蔽室的墻壁和

34、實(shí)驗(yàn)室里的其他有金屬結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)儀器和設(shè)備）之間的最小距離為0.5m。6.當(dāng)使用耦合夾做被試系統(tǒng)的抗擾度試驗(yàn)時(shí)，耦合夾應(yīng)放置在參考接地板上，耦合夾到參考接地板的邊緣尺寸的最小距離為0.1m。同樣，除了位于耦合夾下方的參考接地板以外，耦合夾相對(duì)所有其他導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)之間的最小距離是0.5m。如果試驗(yàn)是針對(duì)系統(tǒng)中一臺(tái)設(shè)備（如EUT1）的抗擾度性能測(cè)試來說時(shí)，則耦合夾與EUT1的距離關(guān)系保持不變，而將耦合夾相對(duì)EUT2的距離增至5m以上（標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為較長(zhǎng)的導(dǎo)線足夠使線路上的脈沖群信號(hào)損耗殆盡）。耦合夾也可由1米長(zhǎng)的鋁箔包裹受試電纜代替，前提是它可以提供和耦合夾一樣的等效電容（100pF）。如果現(xiàn)場(chǎng)條件不允許放

35、置1m長(zhǎng)的鋁箔也可以適當(dāng)縮短長(zhǎng)度，但仍要保證等效耦合電容。也可以將發(fā)生器的輸出通過100pF的高壓陶瓷電容直接加到受試電纜的芯線或是外皮。7在電源線上的試驗(yàn)通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)以共模方式進(jìn)行，在每一根線（包括設(shè)備的電氣接地線）對(duì)地（對(duì)參考接地板）施加試驗(yàn)電壓。要求每一根線在一種試驗(yàn)電壓極性下做三次，每次一分鐘，中間相隔一分鐘。在一種極性做完后，換做另一個(gè)極性。一根線做完后，換做另一根線。當(dāng)然也可以把脈沖同時(shí)注入兩根線，甚至幾根線。  四試驗(yàn)等級(jí) 試驗(yàn)等級(jí)所代表的典型工作環(huán)境如下：1級(jí)，具有良好保護(hù)的環(huán)境。計(jì)算機(jī)機(jī)房可代表此類環(huán)境；2級(jí)，受保護(hù)的環(huán)境。工廠和發(fā)電廠的控制室可代表此類環(huán)境；

36、3級(jí)，典型工業(yè)環(huán)境。發(fā)電廠和戶外高壓變電站的繼電器房可代表此類環(huán)境；4級(jí)，嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境。為采取特別安裝措施的電站或工作電壓高達(dá)50萬伏的開關(guān)設(shè)備可代表此類環(huán)境；X級(jí)，由廠家和客戶協(xié)商決定。   電快速脈沖干擾成分：傳導(dǎo)干擾和輻射干擾由于脈沖群的單個(gè)脈沖波形前沿tr達(dá)到5ns，脈寬達(dá)到50ns，這就注定了脈沖群干擾具有極其豐富的諧波成分。幅度較大的諧波頻率至少可以達(dá)到1/tr，亦即可以達(dá)到64MHz左右，相應(yīng)的信號(hào)波長(zhǎng)為5m。對(duì)于一根載有60MHz以上頻率的電源線來說，如果長(zhǎng)度有1m，由于導(dǎo)線長(zhǎng)度已經(jīng)可以和信號(hào)的波長(zhǎng)可比，不能再以普通傳輸線來考慮，信號(hào)在線上的傳輸過程中，部分依然可以

37、通過傳輸線進(jìn)入受試設(shè)備（傳導(dǎo)發(fā)射）；部分要從線上逸出，成為輻射信號(hào)進(jìn)入受試設(shè)備（輻射發(fā)射）。因此，受試設(shè)備受到的干擾實(shí)際上是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合。很明顯，傳導(dǎo)和輻射的比例將和電源線的長(zhǎng)度有關(guān)，線路越短，傳導(dǎo)成分越多，而輻射比例越??；反之，輻射比例就大。這正是同等條件下，為什么金屬外殼的設(shè)備要比非金屬外殼設(shè)備更容易通過測(cè)試的道理，因?yàn)榻饘偻鈿さ脑O(shè)備抗輻射干擾能力較強(qiáng)。并且輻射的強(qiáng)弱還和電源線與參考接地板之間的相對(duì)距離有關(guān)（它反映了受試設(shè)備與接地板之間的分布電容），EUT離參考接地板越近，則分布電容就越大（容抗越?。?，干擾信號(hào)越不容易以輻射方式逸出；反之亦反。由此可見，試驗(yàn)用的電源線長(zhǎng)短，電源線離參考

38、接地板的高度，乃至電源線與受試設(shè)備的相對(duì)位置，都可成為影響試驗(yàn)結(jié)果的因素。因此，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和可比性，注意試驗(yàn)配置的一致性就變得十分重要。信號(hào)線和電源線在一起的直流設(shè)備的測(cè)試對(duì)于像帶有USB數(shù)據(jù)線并通過USB線供電的一類信號(hào)線和電源線在一起的設(shè)備，如移動(dòng)硬盤、網(wǎng)絡(luò)攝像頭等，我們要采用電容耦合夾的干擾注入方式。因?yàn)槿绻覀冞x用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，那么去耦網(wǎng)絡(luò)中的去耦電容（0.1uF左右），以及去耦電感（100H），會(huì)使工作信號(hào)發(fā)生嚴(yán)重失真，特別是對(duì)于USB2.0等高速端口，影響更為嚴(yán)重。從而讓實(shí)驗(yàn)不能如實(shí)反映設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)。但如果是單獨(dú)的直流電源線（不含信號(hào)線），我們?nèi)耘f采用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)來施加干擾。 電快速脈沖干擾是共模性質(zhì)的在標(biāo)準(zhǔn)提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)置圖中可以看到從試驗(yàn)發(fā)生器來的信號(hào)電纜芯線通過可供選擇的耦合電容加到相應(yīng)的電源線（L1、L2、L3、N及PE）上，信號(hào)電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的機(jī)殼相連，機(jī)殼則接到參考接地端子上。這就表明脈沖群干擾實(shí)際上是加在電源線與參考大地之間，因