雷擊浪涌發(fā)生器以及浪涌的抗擾度試驗
雷擊浪涌發(fā)生器以及浪涌的抗擾度試驗 http://www.sztest.cebiz.cn
雷擊浪涌發(fā)生器用于評估設備電源線和內(nèi)部連接線在經(jīng)受來自開關(guān)切換及自然界雷擊所引起高能量瞬變干擾時的性能提供一個共同依據(jù)。測試儀器的性能滿足IEC61000-4-5和GB/T17626.5標準的要求。
主要技術(shù)參數(shù)
輸出波形 綜合波: 綜合波 綜合波CCITT
輸出電壓/電流 電壓波1.2/50μs，0～6kV 電流波:8/20μs，0～3kA
綜合波 電壓:1.2/50μs，0～10kV,電流:8/20μs，0～5kA
綜合波 電壓:1.2/50μs，0～10kV,電流:8/20μs，0～5kA CCITT:10/700μs，0～6kV
浪涌極性 正/負
浪涌發(fā)生 手動/自動
相移 與電源同步時為0°～360°
綜合波，與電源同步時為0°～360°
綜合波，與電源同步時為0°～360°CCITT:異步
輸出阻抗 綜合波:2Ω
綜合波:2Ω
綜合波:2ΩCCITT:40Ω，15Ω脈沖耐壓:500Ω
耦合/去耦網(wǎng)絡 可選件:SGN-5010A SGN-5010B網(wǎng)絡
內(nèi)置:單/三相電源線(負載電流20A)
內(nèi)置:單/三相電源線 通信線（4線）
計數(shù) 6 digit
工作電源 AC220V 50/60Hz
注:雷擊浪涌發(fā)生器綜合電壓波可做到20KV，綜合電流波可達10KA，須定制。
IEC61000－4－5（GB/T17626.5）浪涌的抗擾度試驗 文章來自:http://www.sztest.cebiz.cn
4．1 浪涌的起因
（1）雷擊（主要模擬間接雷）：例如，雷電擊中戶外線路，有大量電流流入外部線路或接地電阻，因而產(chǎn)生的干擾電壓；又如，間接雷擊（如云層間或云層內(nèi)的雷擊）在線路上感應出的電壓或電流；再如，雷電擊中了鄰近物體，在其周圍建立了電磁場，當戶外線路穿過電磁場時，在線路上感應出了電壓和電流；還如，雷電擊中了附近的地面，地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引入的干擾。
（2）切換瞬變：例如，主電源系統(tǒng)切換時（例如補償電容組的切換）產(chǎn)生的干擾；又如，同一電網(wǎng)中，在靠近設備附近有一些較大型的開關(guān)在跳動時所形成的干擾；再如，切換有諧振線路的晶閘管設備；還如，各種系統(tǒng)性的故障，例如設備接地網(wǎng)絡或接地系統(tǒng)間產(chǎn)生的短路或飛弧故障。
4．2 試驗的目的
通過模擬試驗的方法來建立一個評價電氣和電子設備抗浪涌干擾能力的共同標準。4．3 浪涌的模擬
按照IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標準的要求，要能分別模擬在電源線上和通信線路上的浪涌試驗。由于線路的阻抗不一樣，浪涌在這兩種線路上的波形也不一樣，要分別模擬。
（1） 主要用于電源線路試驗的1.2/50μs（電壓波）和8/20μs（電流波）的綜合波發(fā)生器
（2） 圖6是綜合波發(fā)生器的簡圖。
（3） 發(fā)生器的波形則見圖7所示。
對試驗發(fā)生器的基本性能要求是：
開路電壓波：1.2/50μs；
短路電流波：8/20μs。
開路輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV
短路輸出電流（峰值）：0.25kA～2kA
發(fā)生器內(nèi)阻：2Ω（可附加電阻10或40Ω,以便形成12或42Ω的發(fā)生器內(nèi)阻）浪涌輸出極性：正/負
浪涌移相范圍：0°～360°
最大重復率：至少每分鐘1次
（2）用于通信線路試驗的10/700μs浪涌電壓發(fā)生器
發(fā)生器的基本線路見圖8所示。
相應的電壓浪波形見圖9所示。
發(fā)生器的基本性能要求是：
開路峰值輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV
動態(tài)內(nèi)阻：40Ω
輸出極性：正/負
4．4 試驗方法
由于浪涌試驗的電壓和電流波形相對較緩，因此對試驗室的配置比較簡單。對于電源線上的試驗，都是通過耦合/去耦網(wǎng)絡來完成的。圖10給出了單相電路的試驗線路。對于通信線路上的試驗，則和被試電路有關(guān)，不一一列出。
試驗中要注意以下幾點：
●試驗前務必按照制造商的要求加接保護措施。
●試驗速率每分種1次，不宜太快，以便給保護器件有一個性能恢復的過程。事實上，自然界的雷擊現(xiàn)象和開關(guān)站大型開關(guān)的切換也不可能有非常高的重復率現(xiàn)象存在。
●試驗，一般正/負極性各做5次。
●試驗電壓要由低到高逐漸升高，避免試品由于伏安非線性特性出現(xiàn)的假象。另外，要注意試驗電壓不要超出產(chǎn)品標準的要求，以免帶來不必要的損壞。
4．5 試驗的嚴酷度等級
各等級電源線路的試驗電壓值見表5。
表5 嚴酷度等級
等級 線－線（kV） 線－地（kV）
1 － 0.5
2 0.5 1.0
3 1.0 2.0
4 2.0 4.0
X 待定
試驗的嚴酷度等級取決于環(huán)境及安裝條件，下面是一般的分級情況：
1級 較好的保護環(huán)境，浪涌電壓不超過500V，如工廠或電站中的控制室；
2級 保護環(huán)境比1級稍差，浪涌電壓不超過1kV,如無強干擾的工廠；
3級 一般性的電磁騷擾環(huán)境，無特殊安裝要求，浪涌不超過2kV，如普通安裝的電纜網(wǎng)絡，工業(yè)性的工作場所和變電所等；
4級 受嚴重騷擾的環(huán)境，浪涌電壓可以達到4kV，如民用架空線，未加保護的高壓變電所等；
X級 為特殊等級，應根據(jù)用戶的特殊要求，由制造商和用戶協(xié)商后確定。
4．6 標準的評述
現(xiàn)在有不少標準都提到要用1.2/50μs的雷擊波做試驗的情況，但是標準不同，做試驗的目的也不同，例如高壓試驗（IECpub5260270）也提到了雷擊試驗，但用于做脈沖耐壓試驗，所以用到的發(fā)生器是高電壓和高阻抗的。亦即，發(fā)生器的電壓較高，但能量并不算大。反之，對IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標準來說，強調(diào)的是做在線設備的抗浪涌性能試驗，由于線路的阻抗比較低，因此發(fā)生器的輸出阻抗也要求低，這樣看來，適用于做這個標準的發(fā)生器，除了要有足夠高的輸出電壓外，還要求發(fā)生器有輸出阻抗低和輸出能量大的特點。也就是說，這是兩種截然不同的試驗，絕對不能混為一談。
雷擊浪涌發(fā)生器用于評估設備電源線和內(nèi)部連接線在經(jīng)受來自開關(guān)切換及自然界雷擊所引起高能量瞬變干擾時的性能提供一個共同依據(jù)。測試儀器的性能滿足IEC61000-4-5和GB/T17626.5標準的要求。
主要技術(shù)參數(shù)
輸出波形 綜合波: 綜合波 綜合波CCITT
輸出電壓/電流 電壓波1.2/50μs，0～6kV 電流波:8/20μs，0～3kA
綜合波 電壓:1.2/50μs，0～10kV,電流:8/20μs，0～5kA
綜合波 電壓:1.2/50μs，0～10kV,電流:8/20μs，0～5kA CCITT:10/700μs，0～6kV
浪涌極性 正/負
浪涌發(fā)生 手動/自動
相移 與電源同步時為0°～360°
綜合波，與電源同步時為0°～360°
綜合波，與電源同步時為0°～360°CCITT:異步
輸出阻抗 綜合波:2Ω
綜合波:2Ω
綜合波:2ΩCCITT:40Ω，15Ω脈沖耐壓:500Ω
耦合/去耦網(wǎng)絡 可選件:SGN-5010A SGN-5010B網(wǎng)絡
內(nèi)置:單/三相電源線(負載電流20A)
內(nèi)置:單/三相電源線 通信線（4線）
計數(shù) 6 digit
工作電源 AC220V 50/60Hz
注:雷擊浪涌發(fā)生器綜合電壓波可做到20KV，綜合電流波可達10KA，須定制。
IEC61000－4－5（GB/T17626.5）浪涌的抗擾度試驗 文章來自:http://www.sztest.cebiz.cn
4．1 浪涌的起因
（1）雷擊（主要模擬間接雷）：例如，雷電擊中戶外線路，有大量電流流入外部線路或接地電阻，因而產(chǎn)生的干擾電壓；又如，間接雷擊（如云層間或云層內(nèi)的雷擊）在線路上感應出的電壓或電流；再如，雷電擊中了鄰近物體，在其周圍建立了電磁場，當戶外線路穿過電磁場時，在線路上感應出了電壓和電流；還如，雷電擊中了附近的地面，地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引入的干擾。
（2）切換瞬變：例如，主電源系統(tǒng)切換時（例如補償電容組的切換）產(chǎn)生的干擾；又如，同一電網(wǎng)中，在靠近設備附近有一些較大型的開關(guān)在跳動時所形成的干擾；再如，切換有諧振線路的晶閘管設備；還如，各種系統(tǒng)性的故障，例如設備接地網(wǎng)絡或接地系統(tǒng)間產(chǎn)生的短路或飛弧故障。
4．2 試驗的目的
通過模擬試驗的方法來建立一個評價電氣和電子設備抗浪涌干擾能力的共同標準。4．3 浪涌的模擬
按照IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標準的要求，要能分別模擬在電源線上和通信線路上的浪涌試驗。由于線路的阻抗不一樣，浪涌在這兩種線路上的波形也不一樣，要分別模擬。
（1） 主要用于電源線路試驗的1.2/50μs（電壓波）和8/20μs（電流波）的綜合波發(fā)生器
（2） 圖6是綜合波發(fā)生器的簡圖。
（3） 發(fā)生器的波形則見圖7所示。
對試驗發(fā)生器的基本性能要求是：
開路電壓波：1.2/50μs；
短路電流波：8/20μs。
開路輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV
短路輸出電流（峰值）：0.25kA～2kA
發(fā)生器內(nèi)阻：2Ω（可附加電阻10或40Ω,以便形成12或42Ω的發(fā)生器內(nèi)阻）浪涌輸出極性：正/負
浪涌移相范圍：0°～360°
最大重復率：至少每分鐘1次
（2）用于通信線路試驗的10/700μs浪涌電壓發(fā)生器
發(fā)生器的基本線路見圖8所示。
相應的電壓浪波形見圖9所示。
發(fā)生器的基本性能要求是：
開路峰值輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV
動態(tài)內(nèi)阻：40Ω
輸出極性：正/負
4．4 試驗方法
由于浪涌試驗的電壓和電流波形相對較緩，因此對試驗室的配置比較簡單。對于電源線上的試驗，都是通過耦合/去耦網(wǎng)絡來完成的。圖10給出了單相電路的試驗線路。對于通信線路上的試驗，則和被試電路有關(guān)，不一一列出。
試驗中要注意以下幾點：
●試驗前務必按照制造商的要求加接保護措施。
●試驗速率每分種1次，不宜太快，以便給保護器件有一個性能恢復的過程。事實上，自然界的雷擊現(xiàn)象和開關(guān)站大型開關(guān)的切換也不可能有非常高的重復率現(xiàn)象存在。
●試驗，一般正/負極性各做5次。
●試驗電壓要由低到高逐漸升高，避免試品由于伏安非線性特性出現(xiàn)的假象。另外，要注意試驗電壓不要超出產(chǎn)品標準的要求，以免帶來不必要的損壞。
4．5 試驗的嚴酷度等級
各等級電源線路的試驗電壓值見表5。
表5 嚴酷度等級
等級 線－線（kV） 線－地（kV）
1 － 0.5
2 0.5 1.0
3 1.0 2.0
4 2.0 4.0
X 待定
試驗的嚴酷度等級取決于環(huán)境及安裝條件，下面是一般的分級情況：
1級 較好的保護環(huán)境，浪涌電壓不超過500V，如工廠或電站中的控制室；
2級 保護環(huán)境比1級稍差，浪涌電壓不超過1kV,如無強干擾的工廠；
3級 一般性的電磁騷擾環(huán)境，無特殊安裝要求，浪涌不超過2kV，如普通安裝的電纜網(wǎng)絡，工業(yè)性的工作場所和變電所等；
4級 受嚴重騷擾的環(huán)境，浪涌電壓可以達到4kV，如民用架空線，未加保護的高壓變電所等；
X級 為特殊等級，應根據(jù)用戶的特殊要求，由制造商和用戶協(xié)商后確定。
4．6 標準的評述
現(xiàn)在有不少標準都提到要用1.2/50μs的雷擊波做試驗的情況，但是標準不同，做試驗的目的也不同，例如高壓試驗（IECpub5260270）也提到了雷擊試驗，但用于做脈沖耐壓試驗，所以用到的發(fā)生器是高電壓和高阻抗的。亦即，發(fā)生器的電壓較高，但能量并不算大。反之，對IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標準來說，強調(diào)的是做在線設備的抗浪涌性能試驗，由于線路的阻抗比較低，因此發(fā)生器的輸出阻抗也要求低，這樣看來，適用于做這個標準的發(fā)生器，除了要有足夠高的輸出電壓外，還要求發(fā)生器有輸出阻抗低和輸出能量大的特點。也就是說，這是兩種截然不同的試驗，絕對不能混為一談。
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