电快速脉冲群实验及其对策(EFT)
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法这类骚扰电压的特征是:幅值高、频率高。
当触点断开时,电感电路中的电流企图继续通过,在触点之间产生高压,并引起电弧的重燃,这样就会产生一连串的电压脉冲叠加到继电器及装置连接的电源上。
电快速瞬变脉冲群骚扰电压主要是共模电压。
它是通过电容耦合间接传输至其它电路,当由一个电路的电压产生的电场和第二个电路的导体交链时就会产生电容耦合。
(2) 浪涌(冲击)骚扰浪涌(冲击)骚扰是雷电在电缆上感应产生的骚扰,它也可能在很大功率的开关在断开过程中产生。
冲击(浪涌)骚扰的特点就是能量很大,在室内,浪涌(冲击)电压可达到6kV,室外可达10kV以上。
浪涌(冲击)骚扰不象电快速瞬变脉冲骚扰发生那么频繁,但每发生一次产生的危害是十分严重的,甚至会导至电路以致于继电器及装置发生损坏。
(3) 静电放电骚扰由于人体在某些环境条件下,要产生静电。
当人体接触继电器及装置后就会对继电器及装置产生静电放电现象,静电放电虽然也属于瞬态脉冲骚扰,但它的耦合方式与其它瞬态脉冲骚扰的耦合方式不同,一般瞬态脉冲骚扰的耦合方式都为传导耦合,但静电放电骚扰除了有传导耦合外,还有辐射耦合。
但从本质上应属于辐射骚扰。
静电放电会导致继电器及装置严重损坏及工作失常。
静电放电能量传播方式有两种,一种是通过金属体表面传播;另一种是通过激励一定的频宽的脉冲能量在空间传播。
(4) 1MHz(100kHz)脉冲群骚扰对电力系统量度继电器、保护及自动化装置来说,它属于一种振荡衰减波的骚扰。
它的产生也是由于在其辅助电源回路中开关的开闭过程中也要出现一个短暂的放电过程,在其过程中要产生一短时尖锋的骚扰电压,并以一连串的衰减振荡波的形式出现。
1MHz(100kHz)脉冲群骚扰的耦合方式是以传导骚扰为主的电磁骚扰,它主要是通过各种输入导线(导体) 直接传导传输到继电器及装置上。
同时也产生电感应耦合或磁感应耦合传输骚扰信号。
脉冲群骚扰电压作用于产品主要反映为共模骚扰电压和差模骚扰电压两种形式。
EFT
EFT电快速瞬变脉冲群EFT是“Electrical Fast Transient/burst”的缩写,意为“电快速瞬变脉冲群”。
2.1、EFT概述EFT从本质上来说是共模干扰,因此在进行测试是一定要从共模干扰的角度来考虑问题。
耦合夹一定要良好的接地,以保证形成共模脉冲。
典型的EFT突发干扰,EFT信号单脉冲的峰值电压可高达4kV,上升沿5ns。
具备突发、高压、宽频等特征。
2.2、标准EFT测试在进行标准的EFT测试时,把干扰脉冲从设备外部耦合到内部,同时监视设备的工作状态。
如果设备没有通过这些标准的测试,测试本身几乎不能提供任何如何解决问题的信息。
要想定位被测物(EUT)对突发干扰敏感的原因和位置,必须进行信号测量。
但是如果采用示波器进行测量的话,EUT内部的干扰会产生变化。
2.3、EFT抗扰度测试在进行EFT抗扰度测试时,需要把相应的突发干扰施加到EUT的电源线,信号线或者机箱等位置。
干扰电流会通过电缆或者机箱,流入EUT的内部电路,可能会引起EUT技术指标的下降,例如干扰音频或视频信号,或者引起通信误码等;也可能引起系统复位,停止工作,甚至损坏器件等。
电子产品的抗干扰特性,取决于其PCB设计和集成电路的敏感度。
电路对EFT信号敏感的位置,一般能被精确定位。
形成这些"敏感点"的原因,很大程度上取决于GND/VCC的形状以及集成电路的类型和制造商。
2.4、电快速瞬变脉冲群试验概述试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT)测试
用于实验室型式试验的一般试验配置
新标准草案用于实验室型式试验的一般试验配置
注:l =耦合夹与EUT之间的距离,应该是0.5m±0.05m;
(A)=电源线耦合的位置;
(B)=信号线耦合的位置
电快速瞬变脉冲群测试按照新标准草案的配置,地面安装设备、台式设备、以及其他结构形式的设备,都将放置在一块参考接地板的上方。被试设备与参考接地板之间用0.1m±0.01m厚的绝缘支撑物隔开。新标准草案规定,凡是安装在天花板上或是墙壁上的设备都按台式设备来做试验。试验发生器和耦合/去耦网络也直接放在参考接地板上,并与参考接地板保持低阻抗连接。
4.电快速瞬变脉冲群EFT测试新、旧标准对比
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验作为设备抗扰度试验的一个重要组成部分在国际上己经有20多年的历史。在此期间,我国也两度将有关脉冲群试验的国际标准转化为国家标准,分别是GB/T13926.4-1992《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求》和GB/T17626.4-1998《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》。目前,最新的IEC61000-4-4标准草案(FDIS文件)已经出版。
2)I/O端口和通信端口:通过电容耦合夹把试验电压施加到受试设备上。
3)机柜的接地线:通过耦合/去耦网络直接施加。
•电快速瞬变脉冲群测试等级
1)电压值;
2)持续时间:不小于1min。
3.3.2安装后试验
I/O端口和通信端口:如果因为电缆敷设中机械方面的问题(尺寸、电缆布线面)而不能使用电容耦合夹时,可代之以金属带或导电箔来包覆被试的线路,这种带有箔或带的耦合装置的电容应该与标准耦合夹的电容相等。
电快速脉冲群测试及对策
电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1. 电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
电快速脉冲群及其对策
电快速脉冲群及其对策电快速脉冲群实验及其对策综述RT电快速脉冲群实验(IEC61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M 的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二•实验设备1.电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决⽅法地技术;⑥合理布线,强电、弱电、信号线应分别绑线,接⼊印制线路板的输⼊、输出线应尽量短。
3.2 浪涌(冲击)骚扰(1) 浪涌(冲击)骚扰的防护:对于浪涌(冲击)骚扰应采⽤抑制浪涌的元器件来防范浪涌(冲击)骚扰所产⽣的电磁⼲扰。
抑制浪涌骚扰的元器件主要有避雷管、压敏电阻和瞬态抑制⼆极管,这些元器件属于对瞬态瞬变脉冲的吸收器。
①避雷管:⼜称⽓体放电管,管内充有⼀定种类和⼀定数量的惰性⽓体,当浪涌电压出现时管内的惰性⽓体被电离,形成短路状态。
于是避雷管两端电压迅速降低到⼀个很低的电压值,它使⼤部分的浪涌骚扰所产⽣的骚扰能量被泄放掉了。
这就是避雷管抑制浪涌(冲击)骚扰的⼯作原理。
避雷管具有很强的吸收浪涌电流能⼒的特点,它能承受的电流⼤,同时产⽣的寄⽣电容很⼩。
另外,在起弧前还具有很⾼的绝缘电阻。
②压敏电阻:压敏电阻是电压敏感型器件,当加在压敏电阻两端上的电压低于标称电压时,它的电阻⼏乎是⽆穷⼤;⼀旦超过其电压值后压敏电阻的电阻值便急剧下降,从⽽将浪涌骚扰中的能量泄放,并将浪涌电压的幅度限制在⼀定的幅度内,整个过程的响应时间为ns级。
压敏电阻的引线的感抗会影响压敏电阻的⾼速响应的特点,引线越长,由引线电感产⽣的附加感应电压越⼤。
因此在采⽤引线安装压敏电阻时要求其安装引线越短越好。
③瞬态抑制⼆极管(TVS):瞬态抑制⼆极管全称是硅瞬变电压吸收⼆极管。
它具有极快的响应时间和⾮常⾼的浪涌吸收能⼒,可⽤于保护继电器及装置或电路免受静电、切断电感负载以及感应雷所产⽣的瞬态脉冲骚扰。
在正常时,瞬态抑制⼆极管是不⼯作的,当出现了瞬态脉冲骚扰(包括冲击浪涌)时,器件中的硅PN结的雪崩效应,使瞬时过电压的尖峰以箝位;⽅式限制在电路可以允许的范围内。
这就是瞬态抑制⼆极管的⼆作原理。
3.3 1MHz(100kHz)脉冲群骚扰1MHz(100kHz)脉冲群骚扰的危害性⽐电快速瞬变脉冲群骚扰要⼩,它的耦合⽅式除共模耦合外,还有差模耦合。
EFT问题及其解决方法
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验问题及解决方法随着手机使用的普及和通信技术的飞速发展,办公室、机房、公共场所,电子产品无处不在,这些产品处于此种复杂化的电磁环境中,彼此正常工作显得尤为重要,而手机在此环境中能够正常工作且不会影响其它设备,其电磁兼容性尤为重要,因此必须对手机进行电磁兼容性进行测试,来保证手机的电磁兼容性能。
手机电磁兼容测试标准不同制式的手机电磁兼容测试时,选择不同的行业标准,依据的基础标准相同,见下表1。
表1 手机电磁兼容测试标准对于手机电磁兼容测试,下面是对于易出现问题项目的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验进行的描述。
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验问题及解决方法1.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的具体情况电快速瞬变脉冲群产生的原理:当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的瞬态骚扰。
当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。
这种瞬态骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。
该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。
试验脉冲的特点是:瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。
该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。
一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电,当结电容上的能量累积到一定程度,便会引起手机的误操作。
具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。
2.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的分析电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机,导致主板电路上有过大的噪声电压。
当单独对火线或零线注入时,尽管是采取的对地的共模方式注入,但在火线和零线之间存在差模干扰,这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。
当同时对火线和零线注入时,存在着共模干扰,但对充电器的输出影响并不大。
电快速瞬变脉冲群--EFT原理及解决方法
摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高。
电快速瞬变脉冲群(EFT)测试故障解决措施
电快速瞬变脉冲群(EFT)测试故障解决措施电快速脉冲群(EFT)测试故障解决措施(电源线、信号线)针对电源线试验的措施解决电源线干扰问题的主要方法是在电源线入口处安装电源线滤波器,阻止干扰进入设备。
快速脉冲通过电源线注入时,可以是差模方式注入,也可以是共模方式注入。
对差模方式注入的一般可以通过差模电容(X电容)和电感滤波器加以吸收。
若注入到电源线上的电压是共模电压,滤波器必须能对这种共模电压起到抑制作用才能使受试设备顺利通过试验。
下面是用滤波器抑制电源线上的电快速脉冲的方法。
(1) 设备的机箱是金属的:这种情况是最容易的。
因为机箱是金属的,它与地线面之间有较大的杂散电容,能够为共模电流提供比较固定的通路。
这时,只要在电源线的入口处安装一只含有共模滤波电容的电源线滤波器,共模滤波电容就能将干扰旁路掉,使其回到干扰源。
由于电源线滤波器中的共模滤波电容受到漏电流的限制,容量较小,因此对于干扰中较低的频率成分主要依靠共模电感抑制。
另外,由于设备与地线面之间的接地线具有较大的电感,对于高频干扰成分阻抗较大,因此设备接地与否对试验的结果一般没有什么影响。
除了选择高频性能良好的滤波器以外,在安装滤波器时,注意滤波器应靠近金属机箱上的电源入口处,防止电源线二次辐射造成的干扰。
(2) 设备机箱是非金属的:如果设备的机箱是非金属的,必须在机箱底部加一块金属板,供滤波器中的共模滤波电容接地。
这时的共模干扰电流通路通过金属板与地线面之间的杂散电容形成通路。
如果设备的尺寸较小,意味着金属板尺寸也较小,这时金属板与地线面之间的电容量较小,不能起到较好的旁路作用。
在这种情况下,主要靠电感发挥作用。
此时,需要采用各种措施提高电感高频特性,必要时可用多个电感串联。
针对信号线试验应采取的措施快速脉冲通过信号/控制线注入时,由于是采用容性耦合夹注入,属共模注入方式。
(1) 信号电缆屏蔽:从试验方法可知,干扰脉冲耦合进信号电缆的方式为电容性耦合。
电快速脉冲群试验中粗大误差分析及解决方案
电快速脉冲群试验中粗大误差分析及解决方案电快速脉冲群试验(EFT)是电子设备电磁干扰测试的一种常见方法,该测试可以模拟现实环境中的瞬态电磁干扰,评估设备是否能够正常工作。
而在EFT测试过程中,由于种种因素造成的粗大误差是不可避免的,因此需要对其进行分析及解决。
本文就对此展开探讨。
一、EFT试验中的粗大误差在EFT试验中,当测试设备受到高能脉冲时,会产生电磁波并进入线路中,可能导致线路中出现峰值电压或电流,可能引起设备闪烁,重新启动或直接崩溃。
如果这些峰值过大,就会超出设备能够忍受的范围,从而可能导致损坏设备。
粗大误差通常是由于EFT测试(ENE(N)、CENELAC、SABS/IEC等标准)中电路的共振或谐振引起的,如下所示:1. 瞬间负载变化这是EFT试验中的常见粗大误差之一,由于大量电流在极短时间内瞬间产生并消失,通常是由于电容器的共振引起的,这会导致测试设备电压波动,设备可能会重新启动或直接崩溃。
2. 阻抗不匹配由于由于测试设备输入端和电源之间的组件的电抗不匹配,导致试验中发生共振,产生粗大误差。
阻抗不匹配通常是由于路由、线路等组件的电抗不匹配引起的。
3. 内部共振当测试设备的内部结构共振时,测试电路也会共振,这会导致测试电压过大,从而损坏测试设备。
以上就是EFT试验中常见的三种粗大误差,它们都带来了极大的威胁。
所以必须采取一些措施来减少它们带来的风险。
二、降低粗大误差的解决方案要对EFT测试中的粗大误差加以解决,可以采取以下几个方面的策略:1. 降低测试设备的灵敏度这是最常见的解决方法。
降低测试设备的灵敏度可以减少测试辐射,从而降低线路中电磁波的能量,减少测试设备的电压波动。
2. 保护设备采用各种保护电路,如电源线滤波器、抑制器、隔离变压器等,或采用专用的电磁兼容性测试电源来减少瞬时负载变化。
3. 更换组件可以更换测试设备中有问题的组件来解决粗大误差问题。
更换组件可使测试设备的谐振频率发生变化,从而避免谐振,减少粗大误差。
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
径,并将放电电流有效地限制在此路径中。
(3)采用滤波方式,阻止幅射骚扰耦合到继电器及装置中。
一般滤波器应为分流电容或一系列电感,以及由以上两种滤波器的混合方式。
(4)通过印制线路板的设计来提高系统的静电放电抗扰度的能力,印制线路板上的印制线可以成为静电放电中产生电磁发射的天线。
为了降低这些天线的耦合作用,在设计印制线路板上的印制线时应尽可能的短,印制线包围的面积应尽可能的小。
在设计时,所有的元器件应均匀分布印制板的整个区域,以减小共模耦合。
使用多层印制线路板和栅格的走线方式也可以减小耦合,抑制共模辐射骚扰。
(5)对电缆进行屏蔽和滤波,防止电缆成为接收电磁骚扰的天线。
另一方面,特别是电缆与外壳相连时,电缆也应能提供一个低阻抗的通道。
(6)在继电器及装置的软件设计中增加对静电放电抑制措施,它对继电器及装置工作严重失常是有效的方法。
这些措施有“刷新”、“检查”并“恢复”等。
“刷新”过程涉及到周期性复位到休止状态,并刷新显示器和指示器状态。
“检查”过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否在完成某个功能。
如果这功能没有实现,一个“恢复”程序被激活。
电快速脉冲群实验及其对策(EFT)
电快速脉冲群实验及其对策(EFT)电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1.电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
电快速脉冲群测试及对策
电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1. 电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
电快速脉冲群测试
电快速脉冲群测试(EFT)
测试目的:
验证由闪电,接地故障和感性负载引起的瞬时扰动的抗干扰能力,此干扰将耦合到电源线路,信号线路和控制线路。
测试要求:
干扰信号峰值1.5KV,输入频率5KHZ,脉冲持续时间15ms,脉冲周期300ms,每次测试2min,耦合网络,L,N,L_N分别加正负脉冲。
测试不通过原因分析:
脉冲群干扰主要存在传导干扰和辐射干扰,传导干扰是共模电流通过电源线的传导施加干扰,辐射干扰是传导干扰在电源线上发生的溢出现象,从空间施加的干扰。
针对传导干扰,可以从电源入手,加磁环滤除干扰
针对辐射干扰,可以从空间采取围追堵截的方式防止其扩散,即用屏蔽的方法减少辐射干扰。
电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT)测试
1.概述
本标准主要介绍国家标准GB/T17626.4:1998《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》的试验方法,对应国际标准IEC61000-4-4:1995《电磁兼容第4部分:试验和测量技术第4分部分:电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》。
本标准为基础标准,规定了电气和电子设备对振荡波抗扰度试验的试验等级和测量方法。
4.1信号发生器技术参数变化
4.1.1信号发生器电路变化
在脉冲群发生器中,原标准与新的标准草案在发生器组成的主要元件上有一个明显区别:原标准讲的是火花气隙(spark gap);新的标准草案讲的是高电压开关(high voltage switch)。
4.1.2特性参数变化
1).标准草案给出了两种不同负载条件下的输出电压范围,1000Ω负载的输出电压为0.24kV~3.8kV;50Ω负载的输出电压为0.125V~2kV。
4.电快速瞬变脉冲群EFT测试新、旧标准对比
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验作为设备抗扰度试验的一个重要组成部分在国际上己经有20多年的历史。在此期间,我国也两度将有关脉冲群试验的国际标准转化为国家标准,分别是GB/T13926.4-1992《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求》和GB/T17626.4-1998《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》。目前,最新的IEC61000-4-4标准草案(FDIS文件)已经出版。
其他情况下,用分立的100pF电容来代替耦合夹、金属箔或带的分布电容以把电快速瞬变脉冲群发生器的电压耦合到线路端子上可能是有用的。
3.4试验判定
A、在技术要求限值内性能正常。
B、功能或性能暂时降低或丧失,但能自行恢复。
C、功能或性能暂时降低或丧失,但需要操作者干预或系统复位。
快速脉冲群测试原理及对策
快速脉冲群测试原理及对策快速瞬变脉冲群干扰机理实验的目的电快速瞬变脉冲群EFT 试验的目的是验证电子设备机械开关对电感性负载切换、继电器触点弹跳、高压开关切换等引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验方法是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
容易出现问题的场合有电力设备或监控电网的设备、使用在工业自动化上面的设备、医疗监护等检测微弱信号设备。
2.干扰的特点EFT的特点是上升时间快,持续时间短,能量低,但具有较高的重复频率。
EFT一般不会引起设备的损坏,但由于其干扰频谱分布较宽,会对设备正常工作产生影响。
其干扰机理为EFT对线路中半导体结电容单向连续充电累积,引起电路乃至设备的误动作。
1.电快速瞬变脉冲群测试及相关要求不同的电子、电气产品标准对EFT 抗扰度试验的要求是不同的,但这些标准关于EFT 抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.4 这一电磁兼容基础标准,并按其中的试验方法进行试验。
下面就简要介绍一下该标准的内容。
2.生器和试验波形a.信号发生器图1 信号发生器其中,U为高压直流电源,Rc为充电电阻,Cc为储能电容,Rs为内部的放电电阻,Rm为阻抗匹配电阻,Cd为隔直电容,R0为外部的负载电阻,Cc的大小决定了单个脉冲的能量,Cc和Rs的配合决定了脉冲波的形状(特别是脉冲的持续时间),Rm决定了脉冲群发生器的输出阻抗(标准规定是50Ω),Cd则隔离了脉冲群发生器输出波形中的直流成分,免除了负载对脉冲群发生器工作的影响。
B.实验波形试验发生器性能的主要指标有三个:单个脉冲波形、脉冲的重复频率和输出电压峰值。
GB/T 17626.4 要求试验发生器输出波形应如图1,2 所示。
图2 快速脉冲群概略图图3 接50欧负载时单个脉冲波形EFT 是由间隔为300ms 的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5kHz 和100kHz。
电快速瞬变脉冲群__EFT原理及解决方法
摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高。
eft电快速瞬变脉冲群整改措施
eft电快速瞬变脉冲群整改措施一、什么是EFT电快速瞬变脉冲群?EFT电快速瞬变脉冲群是指在电力系统中,由于电气设备的操作或故障引起的瞬时冲击,其特点是脉冲的上升时间和下降时间非常短暂,幅度较大,会对电力设备和系统造成一定的干扰和损害。
二、EFT电快速瞬变脉冲群的影响1. 对设备的影响:EFT电快速瞬变脉冲群会对电力设备的正常运行造成干扰,甚至引发设备故障,导致停机维修,给生产和运营带来不便。
2. 对系统的影响:EFT电快速瞬变脉冲群会在电力系统中传播,对其他设备和系统产生串扰,影响电力系统的稳定性和可靠性。
三、EFT电快速瞬变脉冲群整改措施为了减少EFT电快速瞬变脉冲群对电力设备和系统的影响,需要采取以下整改措施:1. 设备技术改造:a. 优化电源设计:合理设计电力设备的电源系统,采用滤波器、隔离器等措施,减少EFT电快速瞬变脉冲群的传播和影响范围。
b. 提高设备的抗干扰能力:对电力设备进行抗干扰设计和改造,提高设备对EFT电快速瞬变脉冲群的抵抗能力,降低故障发生的可能性。
2. 系统管理措施:a. 加强设备维护:定期对电力设备进行维护和检修,及时发现和修复潜在的问题,减少设备故障的可能性。
b. 增强系统监测能力:建立完善的电力系统监测体系,实时监测和记录EFT电快速瞬变脉冲群的发生情况,及时采取应对措施,降低故障的影响。
3. 人员培训和规范操作:a. 加强人员培训:提高操作人员对EFT电快速瞬变脉冲群的认识和了解,培养其应对和处理EFT电快速瞬变脉冲群的能力。
b. 规范操作流程:制定和执行规范的操作流程和工作指导书,减少人为因素引起的EFT电快速瞬变脉冲群,确保设备和系统的安全运行。
四、EFT电快速瞬变脉冲群整改的意义通过采取上述整改措施,可以有效减少EFT电快速瞬变脉冲群对电力设备和系统的影响,提高电力设备的可靠性和稳定性,减少故障发生的可能性,保障电力系统的正常运行。
总结:EFT电快速瞬变脉冲群作为电力系统中常见的干扰源,对设备和系统运行带来一定的影响。
电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT)测试
新标准草案对台式设备试验配置方式的改变,对台式设备的试验严酷度以及试验结果的一致性有了极大的提高。按照原标准的试验配置,台式设备放在木头桌子上,试验发生器放在参考接地板上(试验发生器的接地端子以低阻抗与参考接地板连接),迭加了干扰电压的电源线则从地面处再伸展到台式设备的电源输入端。因此电源线的实际离地高度要在80cm以上,使得电源线相对参考平面的阻抗不能固定(不同的摆放位置有不同的阻抗),而且电源线过大的高频阻抗(相对于电源线离开参考地平面为10cm的布局来说),使得电源线上的脉冲群干扰的高频成分大量逸出,导致实际进入被试设备的干扰变弱。因此利用原标准和新标准草案提供的试验配置对同一台设备做试验时,可以得出截然不同的结果。
变化原由:
实际情况为脉冲群中单个脉冲的重复频率的实际值为10kHz到1MHz,但早先采用固定调节火花气隙的发生器难以再现这种相对较高的重复频率,因此标准规定了频率较低的、有代表性的专用脉冲。即试验波形与实际情况相差较多。随着脉冲形成器件的更新,特别是高速高压电子开关的选用,把脉冲频率提高到与实际情况相符合,是理所当然的事情,这使得脉冲群抗扰度试验更加切合实际的干扰情况。
最后,新标准草案还要求不需经受快速瞬变脉冲试验的线路要圈起来,并尽可能地远离受试线路,以减少线路之间的耦合。
关于在I/O和通信端口上的试验配置,原标准与新标准草案都采用电容耦合夹来做试验。但是原标准中,当两台设备同时进行试验时,受试设备与耦合夹的距离l1=l2≤1m;当只对一台设备进行试验时,为了去耦,l2至少要≥5m,或l2>5l1。在新标准草案中,两台设备同时试验时,受试设备与耦合夹的距离l1=l2=0.5m±0.05m;当仅对一台设备进行试验时,在不需要进行试验的这台设备与耦合夹之间必须插入一个去耦网络。
电快速脉冲群及其对策
电快速脉冲群实验及其对策综述RT电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1. 电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
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电快速脉冲群实验(IEC 61000-4-4 EFT/Burst Test)及其对策综述一.试验波形电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,目的是验证由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
此波形不是感性负载断开的实际波形(感性负载断开时产生的干扰幅度是递增的),而实验所采用的波形使实验等级更为严酷。
电快速脉冲群是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,由数个无极性的单个脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5K。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
二.实验设备1.电快速脉冲发生器其中储能电容的大小决定单个脉冲的能量;波形形成电阻和储能电容配合,决定了波形的形状;阻抗匹配电阻决定了脉冲发生器的输出阻抗(标准为50欧姆);隔直电容则隔离了脉冲发生器中的直流成分。
2.耦合/去耦网络交/直流电源端口的耦合/去耦网络(CDN---Couple and Decouple networks),这个网络提供了在不对称条件下把试验电压施加到受试设备的电源端口的能力。
这里所谓不对称干扰是指电源线与大地之间的干扰。
可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
耦合/去耦网络的作用是将干扰信号耦合到EUT并阻止干扰信号干扰连接在同一电网中的不相干设备。
一些电快速脉冲发生器已将耦合/去耦网络集成于一体。
3.电容耦合夹关于电容耦合夹的应用,在GB/T17626.4的第6.3节中指出,耦合夹能在受试设备各端口的端子、电缆屏蔽层或受试设备的任何其他部分无任何电连接的情况下把快速瞬变脉冲群耦合到受试线路上。
受试线路的电缆放在耦合夹的上下两块耦合板之间,耦合夹本身应尽可能地合拢,以提供电缆和耦合夹之间的最大耦合电容。
耦合夹的两端各有一个高压同轴接头,用其最靠近受试设备的这一端与发生器通过同轴电缆连接。
高压同轴接头的芯线与下层耦合板相连,同轴接头的外壳与耦合夹的底板相通,而耦合夹放在参考接地板上。
三. 实验设置下面是在实验室进行电快速脉冲群抗扰度试验时所必须的配置:1.参考接地板用厚度为0.25mm以上的铜板或铝板(需提醒的是,普通铝板容易氧化,易造成试验仪器、受试设备的接地电缆与参考接地板之间塔接不良,宜慎用);若用其他金属板材,要求厚度大于0.65mm。
参考接地板的尺寸取决于试验仪器和受试设备,以及试验仪器与受试设备之间所规定的接线距离(1m)。
参考接地板的各边至少应比上述组合超出0.1m。
参考接地板应与实验室的保护地相连。
2.试验仪器(包括脉冲群发生器和耦合/去耦网络)放置在参考接地板上。
试验仪器用尽可能粗短的接地电缆与参考接地板连接,并要求在搭接处所产生的阻抗尽可能小。
3.受试设备用0.1±0.01m的绝缘支座隔开后放在参考接地板上(如果受试设备是台式设备,则应放置在离参考接地板高度为0.8±0.08m的木头桌子上)。
受试设备(或试验桌子)距参考接地板边缘的最小尺寸满足项1(0.1m)的规定。
受试设备应按照设备的安装规范进行布置和连接,以满足它的功能要求。
另外,受试设备应按照制造商的安装规范,将接地电缆以尽量小的接地阻抗连接到参考接地板上(注意,不允许有额外的接地情况出现)。
当受试设备只有两根电源进线(单相,一根L,一根N),而且不设专门接地线时,受试设备就不能在试验时单独再拉一根接地线。
同样,受试设备如果通过三芯电源线进线(单相,一根L,一根N,及一根电气接地线),未设专门接地线时,则此受试设备也不允许另外再设接地线来接地,而且受试设备的这根电气接地线还必须经受抗扰度试验。
4.受试设备与试验仪器之间的相对距离以及电源连线的长度都控制在1m,电源线的离地高度控制在0.1m,如有可能,最好用一个木制支架来摆放电源线。
当受试设备的电源线为不可拆卸,而且长度超过1m时,那么超长部分就应当挽成个直径为0.4m的扁平线圈,并行地放置在离参考接地板上方0.1m处。
受试设备与试验仪器之间的距离仍控制为1m。
标准还规定,上述电源线不应采用屏蔽线,但电源线的绝缘应当良好。
5.试验应在试验室中央进行,除了位于受试设备、试验仪器下方的参考接地板以外,它们与其他所有导电性结构(例如屏蔽室的墙壁和实验室里的其他有金属结构的试验仪器和设备)之间的最小距离为0.5m。
6.当使用耦合夹做被试系统的抗扰度试验时,耦合夹应放置在参考接地板上,耦合夹到参考接地板的边缘尺寸的最小距离为0.1m。
同样,除了位于耦合夹下方的参考接地板以外,耦合夹相对所有其他导电性结构之间的最小距离是0.5m。
如果试验是针对系统中一台设备(如EUT1)的抗扰度性能测试来说时,则耦合夹与EUT1的距离关系保持不变,而将耦合夹相对EUT2的距离增至5m以上(标准认为较长的导线足够使线路上的脉冲群信号损耗殆尽)。
耦合夹也可由1米长的铝箔包裹受试电缆代替,前提是它可以提供和耦合夹一样的等效电容(100pF)。
如果现场条件不允许放置1m长的铝箔也可以适当缩短长度,但仍要保证等效耦合电容。
也可以将发生器的输出通过100pF的高压陶瓷电容直接加到受试电缆的芯线或是外皮。
7.在电源线上的试验通过耦合/去耦网络以共模方式进行,在每一根线(包括设备的电气接地线)对地(对参考接地板)施加试验电压。
要求每一根线在一种试验电压极性下做三次,每次一分钟,中间相隔一分钟。
在一种极性做完后,换做另一个极性。
一根线做完后,换做另一根线。
当然也可以把脉冲同时注入两根线,甚至几根线。
四.试验等级试验等级所代表的典型工作环境如下:1级,具有良好保护的环境。
计算机机房可代表此类环境;2级,受保护的环境。
工厂和发电厂的控制室可代表此类环境;3级,典型工业环境。
发电厂和户外高压变电站的继电器房可代表此类环境;4级,严酷的工业环境。
为采取特别安装措施的电站或工作电压高达50万伏的开关设备可代表此类环境;X级,由厂家和客户协商决定。
电快速脉冲干扰成分:传导干扰和辐射干扰由于脉冲群的单个脉冲波形前沿tr达到5ns,脉宽达到50ns,这就注定了脉冲群干扰具有极其丰富的谐波成分。
幅度较大的谐波频率至少可以达到1/πtr,亦即可以达到64MHz左右,相应的信号波长为5m。
对于一根载有60MHz以上频率的电源线来说,如果长度有1m,由于导线长度已经可以和信号的波长可比,不能再以普通传输线来考虑,信号在线上的传输过程中,部分依然可以通过传输线进入受试设备(传导发射);部分要从线上逸出,成为辐射信号进入受试设备(辐射发射)。
因此,受试设备受到的干扰实际上是传导与辐射的结合。
很明显,传导和辐射的比例将和电源线的长度有关,线路越短,传导成分越多,而辐射比例越小;反之,辐射比例就大。
这正是同等条件下,为什么金属外壳的设备要比非金属外壳设备更容易通过测试的道理,因为金属外壳的设备抗辐射干扰能力较强。
并且辐射的强弱还和电源线与参考接地板之间的相对距离有关(它反映了受试设备与接地板之间的分布电容),EUT离参考接地板越近,则分布电容就越大(容抗越小),干扰信号越不容易以辐射方式逸出;反之亦反。
由此可见,试验用的电源线长短,电源线离参考接地板的高度,乃至电源线与受试设备的相对位置,都可成为影响试验结果的因素。
因此,为了保证试验结果的可重复性和可比性,注意试验配置的一致性就变得十分重要。
信号线和电源线在一起的直流设备的测试对于像带有USB数据线并通过USB线供电的一类信号线和电源线在一起的设备,如移动硬盘、网络摄像头等,我们要采用电容耦合夹的干扰注入方式。
因为如果我们选用耦合/去耦网络,那么去耦网络中的去耦电容(0.1uF左右),以及去耦电感(>100μH),会使工作信号发生严重失真,特别是对于USB2.0等高速端口,影响更为严重。
从而让实验不能如实反映设备的真实状态。
但如果是单独的直流电源线(不含信号线),我们仍旧采用耦合/去耦网络来施加干扰。
电快速脉冲干扰是共模性质的在标准提供的实验设置图中可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。
这就表明脉冲群干扰实际上是加在电源线与参考大地之间,因此加在电源线上的干扰是共模干扰。
而对于采用耦合夹的实验方式来说,电快速脉冲将通过耦合板与受试电缆之间的分布电容进入受试电缆,而受试电缆所接收到的脉冲仍然是相对参考接地板来说的。
因此,通过耦合夹对受试电缆所施加的干扰仍然是共模性质的。
确定了干扰的性质,那么我们就可以采取相应的措施使设备顺利通过实验。
那么我们不难看出,电源滤波器中所使用的X电容(差模电容)对于EFT干扰是没有抑制作用的。
如果设备是金属外壳,Y电容(共模电容)会起作用,将高频EFT 旁路到外壳上面,然后通过设备外壳和参考地间的分布电容回到信号源,从而不会进入电路。
电快速脉冲干扰导致设备失效的机理根据国外学者对脉冲群干扰造成设备失效的机理的研究,单个脉冲的能量较小,不会对设备造成故障。
但脉冲群干扰信号对设备线路结电容充电,当上面的能量积累到一定程度之后,就可能引起线路(乃至系统)的误动作。
因此,线路出错会有个时间过程,而且会有一定偶然性(不能保证间隔多少时间,线路一定出错,特别是当试验电压达到临界点附近时)。
而且很难判断究竟是分别施加脉冲,还是一起施加脉冲,设备更容易失效。
也很难下结论设备对于正向脉冲和负向脉冲哪个更为敏感。
实践表明,一台设备往往是某一条电缆线,在某一种试验电压,对某个极性特别敏感。
实验显示,信号线要比电源线对电快速脉冲干扰敏感得多。
设备通过电快速脉冲测试的有效措施首先我们先分析一下干扰的注入方式:EFT干扰信号是通过耦合去耦网络中的33nF的电容耦合到主电源线上面(而信号或控制电缆是通过电容耦合夹施加干扰,等效电容是100pF)。
对于33nF的电容,它的截止频率为100K,也就是100KHZ以上的干扰信号可以通过;而100pF的电容,截止频率为30M,仅允许30MHz频率以上的干扰通过。
电快速脉冲的干扰波形为5ns/50ns,重复频率5K,脉冲持续时间15ms,脉冲群重复周期300ms。
根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。
知道以上几点,施加干扰的耦合电容扮演了一个高通滤波器的角色,因为电容的阻抗随着频率的升高而下降,那么干扰中的低频成分不会被耦合到EUT,而只有频率较高的干扰信号才会进入EUT。