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10月24日鹈鹕vs热火:智能高壓電器磁場及傳導抗擾度屏蔽室的電磁環境電平研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-06-11  瀏覽次數:1354
核心提示:表 2 MFCS 最低試驗電平Tab. 2 The lowest test level of MFCS試驗標準 最低電平瞬態電壓GB/T 17626.22006 2 000 VGB/T 17626.42
 表 2 MF & CS 最低試驗電平Tab. 2 The lowest test level of MF & CS試驗標準 最低電平瞬態電壓GB/T 17626.2—2006 2 000 VGB/T 17626.4—2008 250 V(共 模)
GB/T 17626.5—2008 500 鹈鹕vs小牛V(共 模)GB/T 17626.12—1998 250 V(差 模)GB/T 17626.13—2006 3.3 V(共 模 ,差 模)GB/T 17626.27—2006 4.4 V連續電壓
GB/T 17626.6—2008 RMS:1 V,峰 值 :1.4 VGB/T 17626.16—2007穩態 RMS:1 V,峰值:1.4 V;瞬鹈鹕vs小牛態 RMS:10 V,峰值:14.2 V。磁場
強度GB/T 17626.8—2006 1 A/m(穩 態),300 A/m(瞬 態)GB/T 17626.9—1998 100 A/m(瞬 態)GB/T 17626.10—1998 100 A/m(瞬 態)表 1 MF & CS 試驗項目Tab. 1 MF & CS test items序號 試驗名稱 標準鹈鹕vs小牛依據1 靜 電 放 電(ESD)抗 擾 度 GB/T 17626.2—2006
2電快速瞬變脈沖群(EFT)抗 擾 度GB/T 17626.4—2008
3 浪 涌(沖 擊)抗 擾 度 GB/T 17鹈鹕vs小牛626.5—2008
4 射 頻 場 感 應 的 傳 導 抗 擾 度 GB/T 17626.6—2008
5 工 頻 磁 場 抗 擾 度 GB/T 17626.8—2006
6 脈 沖 磁 場 抗 擾 度 GB/T 17626.9—1998
7 振 蕩 波 磁 場 抗 擾 度 GB/T 17626.10—1998
8交流電壓暫降、短時中斷和電壓變化(DIV)的抗擾度GB/T 17626.11—2008
9 振 蕩 波 抗 擾 度 GB/T 17626.12—1998
10電流鹈鹕vs小牛端口諧波、諧間波及電網信號的低頻抗擾度GB/T 17626.13—2006
11 電 壓 波 動 抗 擾 度 GB/T 17626.14—2005
120 Hz~150 k Hz 共 模傳導騷擾抗擾度GB/T 17626.16—2007
13直流電源輸入端口紋波鹈鹕vs小牛抗擾度GB/T 17626.17—2005
14 三 相電壓不 平 衡 抗 擾 度 GB/T 17626.27—2006
15 工 頻 頻 率變 化 抗 擾 度 GB/T 17626.28—2006
16直流電源輸入端口電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度GB/T 17626.29—2006該類屏蔽室的規劃、建設和驗收提供技術參考。
1 MF & CS 試驗項目MF & CS 試驗項目見表 1。 依據表 1 所列 MF & CS試驗目,結合對應的 EMC 標準[11-27]鹈鹕vs小牛,分析得到智能鹈鹕vs小牛 MF & CS 試驗的最低試驗電平,見表 2。2 最低試驗電平從表 2 得:瞬態電壓的最低電平為 3.3 V(共模/差模)@GB/T 17626.13—2006;連續波電壓的最低電平為:1 Vrms(共模)@GB/T 17626.6—2008;穩態磁場的最低磁場鹈鹕vs小牛強度為 1 A/m, 瞬態磁場的最低磁場強度為 10 A/m。3 MF & CS 屏蔽室電磁環境電平要求及控制3.1 電磁環境電平要求在 CN鹈鹕vs小牛AS-CL16:2010 之“5.3 設施與環境電平”中對 CS 試驗的環境電平規定為 “傳導抗擾度檢測應具備屏蔽室或保證環境引入的傳導干擾滿足相應標準的要求。 ”在 CNAS-GLxx 中,對該規定的執行做了進一步的細化,即“傳導抗擾度檢測應具備屏蔽室或保證環境引入的傳導干擾比相應標準規定的抗擾度限值低 20 d B 的試驗場所。 ” 從這兩個規定來看,CS 試驗需在電磁屏蔽室進行,而 CNAS-GLxx則定量規定了電磁環境電平, 即需比擬建屏蔽室內需完成的所有 MF & CS 試驗的最低試驗電平低 20 d B,這就為工程上驗收屏蔽室的電磁環境電平提供了依
據。 按照這個規定,結合表 2,可以計算出 MF & CS屏蔽室需達到的電磁環境電平為:
1)瞬態電壓為 0.33 V,連續波(穩態)電壓為 0.1 V;
2)穩態磁場強度為 0.1 A/m,瞬態磁場強度為 1 A/m。的騷擾電壓和周圍空間的騷擾磁場分別進行控制。3.2 鹈鹕vs小牛電源線上的電磁環境電平控制根據上述分析,為了達到電磁環境電平的要求,在電源線上的電磁騷擾抑制需從以下兩個方面考慮。3.2.1 瞬態電壓抑制電 源 線 上 的 浪 涌 、 EFT鹈鹕vs小牛 或 振 蕩 波 最 高 可 達4 k V12-13,19],抑 制到 0.33 V,則 電 源 線 上 的 瞬 態 電壓抑制要求為IL=20log4 0000.33≈82 d B。 (1)式(1)中,IL 表示電源線上需增加的插入損耗,d B。
3.2.2 連續波(穩態)電壓鹈鹕vs小牛抑制
電源線單相電壓按 220 V 計算, 降至 0.1 V,則電源線上的穩態電壓抑制要求為IL=20log2200.167 d B。要抑制電源線上的電磁騷擾, 需加裝電源濾波
器,該電源鹈鹕vs小牛不僅能抑制瞬態騷擾,也應能抑制穩態騷擾,為滿足上述要求需取較大抑制值,即電智能電網與設備 劉易勇, 姚斯立, 馮建強,等. 智能高壓電磁場及傳導抗擾度屏蔽室的電磁環境電平研究 ·192014 年 2 月 第 50 卷 第 2 期
源濾波器的插入損耗不低于 82 d B。3.3 磁場的電磁環境電平控制根據 3.1 分析,為了達到電磁環境電平的要求,對磁場的抑制需從以下兩個方面考慮。
3.3.1 穩態磁場控制
智能高壓電器周圍環境中的穩態磁場強度最高可達 100 A/m[15],抑制到 0.1 A/m,則對穩態磁場的抑制要求為鹈鹕vs小牛SE=20log1000.1=60 d B。 (2)式(2)中,SE 表示屏蔽效能,d B。3.3.2 瞬態磁場控制智能高壓電器周圍環境中的瞬態磁場強度最高可達 1000 A/m[16], 抑 制到 1 A/m, 則 對 瞬 態 磁 場 的抑制要求為SE=20log1 00060 d B。抑制智能高壓電器周圍環境的磁場騷擾, 需進行電磁屏蔽,該屏蔽室不僅能抑制穩態騷擾,也應能抑制瞬態騷擾,從上鹈鹕vs小牛述分析可得:電磁屏蔽室的磁場屏蔽效能應不低于 60 d B。3.4 電磁環境的頻率控制對電磁環境的控制,除了抑制電平外需考慮頻率參數,這需要從以下兩方面來分析。
3.4.1 電源線上的電磁騷擾頻率控制
該參數主要取決于試驗鹈鹕vs小牛項目,參見表 1,在 EFT和 ESD 試驗中, 波形上升時間最短, 在 ns 級,EFT為 3.5~6.5 ns[12]ESD 為 0.7~1 ns[11],則取 ESD 脈沖波
形作為頻率上限的控制依據,計算其上限為fmax=πtr=13.14×0.7≈455 MHz。 (3)式(3)中,t為脈沖上升時間,其值取 ESD 脈沖升時間的下限 0.7 ns。
3.4.2 周圍環境的電磁場騷擾頻率控制
周圍環境的電磁場騷擾頻率控制包括以下兩個方面:1)磁場頻率參數控制。 磁場試驗包括工頻磁場、脈沖磁場和振蕩波磁場[15-17],決 定 了 磁 場 頻 率參 數 。其中,工頻磁場頻率為 50 Hz(或 60 Hz),其頻率為交流的基頻,不用考慮,騷擾磁場主要源于脈沖磁場和振蕩波磁場的頻鹈鹕vs小牛率。 脈沖磁場的頻率上限為f
max1=1πt
r1=1
3.14×0.84
≈379 MHz。 (4)
式(4)中,t
r1為脈沖上升時間,其值為雷擊(沖擊)脈沖上升時間的下限 0.84 μs。
振蕩波磁場的上限為fm鹈鹕vs小牛鹈鹕vs小牛ax2=1πt
r2=
1
3.14×7.5
≈43 MHz。 (5)
式(5)中,t
r2為脈沖上升時間,其值為 30 MHz 振蕩波脈沖上升時間的下限 7.5 ns。
2)電場頻率參 數控制。 電場 頻率參 數 主 要 取 決于 ESD 試驗。 在該試驗中,采用接觸放電和空氣放電,前者利用放電極對人機接觸界面放電,后者利用
放電極以一定的速率(如 1 m/s)接近人員容易靠近的試品界面放電[11]。 無論哪種放電方式,都是利用放電極與試品金屬界面之間形成的電位差擊穿其間的空氣產生瞬間靜電場來模擬靜電放電??杉?,該項試驗本質上是瞬態電場抗擾度試驗, 因此需對周圍的電場 環 境 給 予 限 制 。 ESD 試 驗 的 頻 率 上 限 計 算 見
3.4.1,頻率上限為 455 MHz。
4 MF & CS 屏蔽室關鍵指標確定對 MF & CS 屏蔽室電磁環境電平的控制,主要
包括進入屏蔽室的電源線以及通過空間輻射進入屏
蔽室的電磁場,前者用電源濾波器的插入損耗(IL)表
示,后者用電磁屏蔽室的屏蔽鹈鹕vs小牛效能(SE)來表示。
4.1 電源濾波器的插入損耗
按照 3.2 及 3.4.1 的分析,電源濾波器的插入損
耗要求為:IL≥82 d [email protected] k Hz~455 MHz。
4.2 電磁屏蔽室的屏蔽效能
按照 3.3 及 3.4.2 的分析,電磁場屏蔽效能要求為:磁場 SE≥60 d [email protected] k Hz~43 MHz;電場 SE≥60 d [email protected]~455 MHz??杉?,MF & CS 屏蔽室重點在于磁場屏蔽,按標準[27]的屏蔽效能等級鹈鹕vs小牛劃分方法,在對應的頻段范圍內,磁場屏蔽需滿足 C 級要求,電場屏蔽需滿足 B 級要求。
5 結語
對智能高壓電器 MF & CS 電磁屏蔽室的電磁
環境電平做了系統研究,指出該類屏蔽室的主要電氣
參數是電源線上的插入損鹈鹕vs小牛耗和空間的電磁場屏蔽效
能,并依據 CNAS 及有關電磁兼容標準,分析計算出
了這些參數的幅度和頻率參數控制要求及方法,為
該類電磁屏蔽室的規劃、建設和驗收提供技術參考
 
 
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