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工頻磁場抗擾度試驗
閱讀：2336 發(fā)布時間：2010-6-25
工頻磁場抗擾度試驗方案
| 企業(yè)名稱 | 蘇州泰思特電子科技有限公司 | 聯(lián) 系 人 | 婁軍 |
| 企業(yè)類型 | 生產(chǎn)型企業(yè) | 電子 | @ |
| | | 傳真 | |
| 企業(yè)地址 | 蘇州高新區(qū)金山路198號 | 在線 | |
| 所屬地區(qū) | 江蘇 | 郵政編碼 | 215000 |
工頻磁場抗擾度試驗的國家標準為GB/T17626.8（等同于標準IEC61000-4-8）。
1- 問題的提出
在有電流流過的地方都會伴生磁場，這是一個不爭的事實。GB/T17626.8標準就是為了檢查設備或系統(tǒng)在附近有工頻磁場的情況下，對磁場騷擾的抵抗能力。
在正常情況下，由工頻電流所產(chǎn)生的穩(wěn)定磁場相對較小，但在故障狀態(tài)下電流伴生的磁場就比較強，但持續(xù)時間很短（直到保護設備動作為止，對熔斷器來說，大約是幾毫秒；對保護繼電器，zui大可能達到3～5秒）。
據(jù)GB/T17626.8標準在附錄D給出的資料表明，在離開25類共100種不同家用電器產(chǎn)品0.3～1.5m遠處測得的zui大磁場強度為21A/m～0.4A/m，大部分在0.1A/m以下；在400kV高壓輸電線路下測得磁場為（10～16A/m）/kA；在高壓變電所（220kV）內(nèi)的0.5kA輸電線下測得的值為14A/m，機房內(nèi)測得的為0.7A/m，離600kVA變壓器1m遠處測得的為4.4A/m，在控制室里測得的值為0.9A/m。
并不是所有的設備對磁場都是敏感的，但有些設備，如計算機的監(jiān)視器、電子顯微鏡等一類設備，在工頻磁場作用下會產(chǎn)生電子束的抖動；對電度表等一類設備在工頻磁場作用下會產(chǎn)生程序紊亂、內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失和計度誤差；對內(nèi)部有霍爾元件等一類對磁場敏感器件所構(gòu)成的設備，在磁場作用下會產(chǎn)生誤動作（以電感式接近開關(guān)為例，可能出現(xiàn)定定位不準確）。因此工頻磁場抗擾度試驗對上述設備就具有特殊意義了。
從標準上說，除了工頻磁場試驗外，在GB/T17626系列標準中還有脈沖磁場抗擾度試驗和衰減振蕩波磁場抗擾度試驗（標準號分別為GB/T17626.9和GB/T17626.10，分別模擬由雷擊和高、中壓變電站母線切換時伴生的磁場干擾），只是這兩個試驗在產(chǎn)品標準中用得比工頻磁場要少，這里不一一敘述。但要指出，除了產(chǎn)生磁場的發(fā)生器不一樣外，這三個磁場抗擾度試驗用的感應線圈都是一樣的。
2- 試驗儀器
試驗儀器包括一個用以產(chǎn)生磁場的感應線圈；一臺用以供給感應線圈電流的工頻電源。
2.1感應線圈
a ）用于小型設備試驗的電感線圈例 b ）用于小型設備試驗的霍爾姆茲線圈
圖1 做磁場抗擾度試驗用的感應線圈
感應線圈有三種形式：①方形單獨感應線圈（圖1a），標準的邊長尺寸為1m見方，用于試驗小型設備，場強允差在3dB以內(nèi)的可容試品體積為0.6m×0.6m×0.5m（h）。②方型雙感應線圈（圖1b），亦稱霍爾姆茲線圈，標準的邊長尺寸為1m，兩個并聯(lián)線圈之間的距離是0.8m。采用雙線圈的場強均勻度將好于3dB。如保持與單線圈同等均勻度時，試品體積可達到0.6m×0.6m×1m（h）。③對大型柜式設備，線圈應根據(jù)試品尺寸和場的不同極化方向來制造。為保證場的均勻度，線圈到試品外殼的zui小距離在水平和垂直方向分別為0.2m和0.3m。
2.2工頻勵磁電源
工頻勵磁電源由接到電網(wǎng)的電壓調(diào)整器和一臺降壓變壓器組成，見圖2。圖中變壓器為線圈和控制電路供電，以滿足不同試驗要求：①對連續(xù)試驗，輸出電流為1～100A；②對短持續(xù)時間試驗，輸出電流為300～1000A。時間的可設定范圍為1～3秒。
圖2 勵磁電源
試驗儀器，包括用于調(diào)節(jié)和測量線圈電流系統(tǒng)的測量準確度為±2%。
3- 基本試驗配置
試驗的基本配置包括參考接地板、感應線圈與電流發(fā)生器。
參考接地板是0.25mm以上的銅板或鋁板；如采用其他金屬薄板（非鐵磁性物質(zhì)），其zui小厚度為0.65mm。參考接地板的zui小尺寸為1m×1m；zui終尺寸決定于試品大小。參考接地板與試驗室的安全地接在一起。
試品應放在參考接地板上，其間用0.1m厚的絕緣物墊起。試品外殼通過試品本身的接地端子與參考接地板連接。試品應使用制造商推薦的電纜（包括電源、控制及信號源的連接電纜）。若沒有推薦，應采用一種適合于試品設備信號的無屏蔽電纜。所有電纜應有1m的長度暴露在磁場中。如果采用濾波器，則應接在離試品1m遠的電纜處；濾波器應以參考接地板相連。
試驗用電流發(fā)生器應放在離線圈不超過3m遠的地方，其一端與參考接地板相連。
感應線圈應放置在距試驗室墻壁和其他磁性物質(zhì)至少1m遠的地方。感應線圈在做水平極化試驗時，參考接地板可作為線圈的底邊而成為線圈的一部分。
4- 試驗
試驗室的背景電磁場至少應比試驗等級低20dB，否則試驗在法拉弟籠內(nèi)進行。
4.1 場強的校準
場強校準應在沒有試品的情況下進行，把合適的磁場探頭放在感應線圈的中心，并調(diào)整探頭的方向性，以探測磁場強度的zui大值，然后調(diào)節(jié)感應線圈中的工頻電流，以得到試驗等級所規(guī)定的磁場強度。
通過對磁場強度和對應電流的測試，還可以獲得線圈因數(shù)（H/I），供今后使用。
4.2 試驗
圖3是臺式設備和地面設備的試驗例。采用浸入法對試品進行試驗，為測試試品曝露在不同極化方向磁場中的抗干擾性能，應使感應線圈分別旋轉(zhuǎn)90°后作同樣試驗。
a ）臺式設備試驗例
b ）地面設備試驗例
GRP-接地平面；A-安全接地；S-絕緣支座；EUT-受試設備；lC-感應線圈；E-接地端子；
C1-供電回路；C2-信號回路；L-通信線路；B-至電源；D-至信號源、模擬器；G-至試驗發(fā)生器
圖3 臺式和地面設備的
4.3 試驗記錄和試驗報告
試驗的合格評定判據(jù)由產(chǎn)品標準給出。倘用到“試品的功能或性能有暫時性降低或喪失，需由操作者干預或系統(tǒng)復位才能恢復”這一判據(jù)的產(chǎn)品，還應記錄設備失去其性能的間隔時間。
5- 試驗等級及產(chǎn)品試驗要求舉例
穩(wěn)定持續(xù)及短時作用的磁場試驗等級見表1所示。
表1 工頻磁場試驗等級
| 等級 | 穩(wěn)定持續(xù)磁場的試驗等級 | 1～3s短時試驗的等級 |
| 磁場強度A/m | ||
| 1 2 3 4 5 X | 1 3 10 30 100 特定 | — — — 300 1000 特定 |
其中：
1級：有電子束敏感裝置使用的環(huán)境。
2級：保護良好的環(huán)境。周圍不存在像電力變壓器這類可產(chǎn)生漏磁通的電氣設備；也不受高壓母線影響的區(qū)域。遠離接地保護裝置、工業(yè)區(qū)和高壓變電所的住宅、辦公室和醫(yī)院保護區(qū)等地方是這類環(huán)境的代表。
3級：受保護的環(huán)境。周圍有可能產(chǎn)生漏磁通或磁場的電氣設備或電纜；在靠近保護接地系統(tǒng)的地方；附近（幾百米內(nèi)）有高壓、中壓母線的場合。商業(yè)區(qū)、控制樓、非重工業(yè)區(qū)及高壓變電所的計算機房可作為這類環(huán)境的代表。
4級：典型的工業(yè)環(huán)境。旁邊有電力線經(jīng)過；保護接地系統(tǒng)的接地點；在可能產(chǎn)生漏磁通的大功率電氣設備的旁邊；在相對距離為幾十米的地方有高壓或中壓母線經(jīng)過。重工業(yè)廠礦、發(fā)電廠及高壓變電所的控制室可作為這類環(huán)境的代表。
5級：嚴酷的工業(yè)環(huán)境。旁邊有載流達到數(shù)十千安培電流的線路通過；近旁有保護接地系統(tǒng)，或在大功率電氣設備的旁邊。重工業(yè)廠礦的開關(guān)站、中壓開關(guān)站及電廠可作為這類環(huán)境的代表。
下面是一些具體產(chǎn)品的試驗電平要求例：
①信息技術(shù)設備
工頻50或60Hz，1A/m（RMS）。
試驗要點：試品應按實際使用要求放置和連線，并置于磁場線圈中心（浸沒法）對物理尺寸大的系統(tǒng)，不需要全體都放在磁場中，僅將系統(tǒng)中的敏感裝置（如CRT監(jiān)視器，倘若只有它是對磁場zui感敏的部分）放置在磁場*進行單獨試驗。試驗中允許屏幕上出現(xiàn)紊亂。
②電子電度表
施加與電子電度表參比電壓相同頻率、正弦變化的磁場。強度為0.5mT（400A/m）。要求在zui不利的方向下進行這項試驗。試驗中程序不產(chǎn)生紊亂，內(nèi)存數(shù)據(jù)不能丟失，誤差改變量對1級表應小于2 %；對2級表應小于3 %。