海信日立 多联机 电磁兼容(EMC)测试
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电压波动:反映了突然的较大的电压变化程度 闪烁:反映了一段时间内连续的电压变化的情况
9/30
传导发射试验
电流探头法 ：测量频率25Hz~10kHz 电源阻抗稳定网络法：测量频率10kHz~30MHz 功率吸收钳法：30MHz~1GHz
电源输入 电源阻抗 稳定网络 电源探头 ETU
电磁兼容（EMC）测试
刘忠
电磁骚扰源
电 磁 兼 容 研 究 体 系
1.雷电 2.网络结构及参数变化 3.核电磁脉冲 4.静电 5.辐射 5.电源质量
传播途径
1.电磁辐射:电耦合 磁耦合 电磁耦合 2.波传导:传导耦合
1.直击雷防护 2.电磁屏蔽 3.接地及搭接 4.滤波 5.隔离 6.保护设备 7.电气安全
29/30
谢谢各位！
30/30
电磁干扰防护
电磁兼容设计
1.电磁干扰危害
1.测试方法 2.测试系统 3.测试标准
电磁干扰分析 电磁干扰测试
基于路的 计算方法
基于场的 计算方法
1.网格法 2.特征线法 3.频域法
1.有限元法 2.差分法 3.边界元法 4.模拟电荷法
2/30
电磁兼容测试分类
• 电磁骚扰测试EMI – 辐射发射RE – 传导骚扰CE • 抗扰度测试EMS – 传导抗扰度CS – 辐射抗扰度RS • 电磁环境监测 – 传导电磁环境监测 – 辐射电磁环境监测
GB/T17626.5
等级
1 2 3 4 5
开路试验电压 (10%误差) kV 0.5 1.0 2.0 2.5 特定
1-有较好保护的环境，如工 厂或者电站的控制室 2-有一定保护的环境，如无 强干扰的工厂 3-普通的电磁骚扰环境，对 设备没有规定特殊安装要求， 如普通安装的电缆网络，工 业性的工作场所和变电所 4-所严重骚扰的环境，如民 用架空线，未加保护的高压 变电所
16/30
电快速脉冲群抗扰度测试
• 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，会在断开处产生 暂态骚扰，这种暂态骚扰以脉冲形式出现
– 脉冲在一定的时间间隔多次重复出现
• 虽然这种暂态能量较小，但由于其频谱很宽，仍然会对电 子、电气设备可靠工作产生影响，使设备产生误动作 – 脉冲群干扰之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲 群对线路中半导体器件结电容的充电，当结电容上的 能量积累到一定程度，便会引起线路的误动作 • EUT 的被试验部分主要包括设备的供电电源接口、保护 接地（PE）、信号和控制端口
12/30
传导抗扰度试验
传导抗扰度试验是测量被测件对耦合到其输 入电源线、互连线及机壳上的干扰信号的承 受能力
干扰信号类型：连续波干扰和脉冲类干扰 连续波为正弦波
50kHz以下：考核来自电源的高次谐波传导 敏感度
10kHz~400MHz：考核电缆束对电磁场感应 电流的传导敏感度
1Biblioteka Baidu/30
14/30
干扰信号注入方式
信号源 功率放大器 示波器 电源 输入 LISN 注入变压器
10μF
电源线
ETU
信号源
功率放大器 电流注 入探头
接收机或 频谱仪
电流测 量探头 ETU
电源 输入 LISN
10μF
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脉冲磁场抗扰度试验
脉冲磁场由雷击建筑物或电力网暂态电流所引起。 测试设备在脉冲磁场作用的可靠性。分为6个试验 等级。GB/T17626.9
接收机
电源输入 电源阻抗 稳定网络 ETU
计算机
示波器
衰减器
接收机
计算机
电源输入
电源阻抗 稳定网络
功率吸收钳
ETU
接收机
计算机
10/30
抗扰度试验
有用信号发生器
直接耦合或辐射路径
EUT
EUT性能 评定装置 监视路径
无用信号发生器
（视觉的或电气的）
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EMS测试系统
• IEC 61000-4-3/6（辐射抗扰度和射频传导抗 扰度测试）
短时中断－－供电电压消失一段时间，一般不超过1min。短时 中断可以认为是100%幅值的电压暂降
电压变化－－供电电压逐渐变得高于或者低于额定电压，变化 的持续时间相对于周期来说，可长可短
• 目的
– 检验电气设备在电压暂降、短时中断以及电压变化的情况下的性 能变化
27/30
试验等级
电压暂降和短时中断试验优先采用的试验等级和持续时间
25/30
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
测试电压突然降低或短时中断对EUT性能的影响。 分为3个试验等级。GB/T17626.11 试验操作比较简单，主要设备是电压暂降、短时中 断和电压变化发生器，测量峰值冲击电流的电流监 视器等
26/30
电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度测试
电压暂降－－在电气系统某一点的电压突然下降(10-15%)，经 历半个周期到几秒的短暂持续期后恢复正常
传导抗扰度试验
测试对象 频段 干扰信号类型 连续波干扰 电源线 连续波： 25Hz~400MHz 瞬态峰值 阻尼正弦瞬变脉冲 快速脉冲群 浪涌脉冲 互连线 壳体 天线端子 连续波： 10kHz~100kHz 50Hz~100kHz 10kHz~20GHz 连续波 阻尼正弦瞬变脉冲 快速脉冲群 连续波 连续波（加调制） 注入方式 注入变压器， 注 入电流探头 注入电流探头 注入电流探头 耦合网络 耦合网络 注入电流探头 注入电流探头 耦合钳 直接注入 三端网络
3/30
电磁骚扰测试主要内容
• 电磁骚扰测试(包括CE及RE)主要内容：
– 电子电机产品和设备在各种电磁环境中传导干扰和 辐射干扰发射量的测试
• 例如电子电机设备交换式电源的脉冲干扰和连续干扰
– 各种信号传输时，干扰传递特性的测试
• 例如各种传输线的传输特性和屏蔽效果
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电磁骚扰测试主要内容
• 抗扰度(包括CS及RS)测试主要内容则有：
– 对电场、磁场之辐射耐受性测试 – 对电源线、控制线、信号线、地线等注入干扰之传 导耐受性测试 – 对静电放电和各种暂态电磁波的耐受性测试
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EMI测试项目和依据的标准
• 工业、科学和医学射频设备(ISM)辐射发射 测试 • 信息技术设备的无线电骚扰测试
通过耦合去耦合装置， 将快速脉冲群骚扰信号 注入电源线端口
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脉冲群的注入
对于信号端口，一般采用容 性耦合夹的方式注入骚扰信 号
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电快速脉冲群抗扰度测试
试验等级 等级 1 2 3 4 5 在供电电源口，保护接地 电压峰值 0.5 1 2 4 X 重复频率 5 5 5 2.5 X 在 I/O 信号、数据和控制端口 电压峰值 0.25 0.5 1 2 X 重复频率 5 5 5 5 X
试验等级 %U 0 电压暂降和短时中断 %U 100 持续时间（周期）
0.5
1 5 10 25 50
40
60
70
30
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试验等级
短期供电电压的时间设定
电压试验等级， 电压降低所需 降低后电压持续 %U 时间，s 时间，s 40 0 2±20％ 2±20％ 1±20％ 1±20％ 电压增加所需 的时间，s 2±20％ 2±20％
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浪涌抗扰度试验
评估EUT对大能量的浪涌骚扰的抗扰度。例如电力系统 的操作瞬态、雷击（不包括直击雷）、瞬态系统故障等 浪涌以不同的耦合去耦器加到电源线和信号线 混合波浪涌发生器
短路：8/20μs电流波 开路：1.2/50μs电压波
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浪涌标准波形
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浪涌试验等级
– 必须在电波暗室或者开阔测试场进行 – 主要设备有：信号发生器，功率放大器，各种不同频段的 发射天线，电场探头，双向功率耦合器，功率测量探头， 以及进行IEC61000-4-6测试的耦合去耦合网络CDN设备
• IEC 61000-4-2/4/5/8/11（传导抗扰度测试）
– 可在屏蔽室中进行测量 – 主要测试设备有：静电放电发生器，电快速瞬变、脉冲群 发生器，浪涌发生器，以及工频磁场，电压暂降、短期中 断和电压变化发生器，耦合/去耦合网络CDN 设备，电磁钳 ，方形线圈
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脉冲群的定义和指标
U
脉冲群 脉冲群
15ms 300ms
t
极性：正 负 单个脉冲上升时间：5ns 脉冲持续时间： 50ns 与供电电源同步 脉冲群持续时间：15ms 脉冲群周期：300ms
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电快速脉冲群标准波形
脉冲群的注入
电快速瞬变 脉冲群发生器 EUT 耦合/去 耦网络 绝缘 支柱 电源线
CISPR 14 （ GB9254 ） CISPR11 Radiated & Conducted Emission
• 家用电器，电动工具及类似电器无线电骚 扰测试
• 电压谐波测试 • 电压闪烁测试
CISPR 22 （ GB4343.1 ）
IEC 61000-3-2 Harmonic Current
IEC 61000-3-3 Voltage Flicker
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EMS测试项目和标准
• 辐射抗扰度 IEC 61000-4-3 Radiated & Conducted Immunity • 辐射引起的传导抗扰度
IEC 61000-4-6 RF Conducted Immunity
• 静电放电抗扰度 IEC 61000-4-2 ESD Immunity • 电快速暂态/脉冲群抗扰度
IEC 61000-4-4 Fast Transient/Burst Immunity
• 浪涌电压抗扰度 IEC 61000-4-5 Surge Immunity • 工频磁场抗扰度 IEC 61000-4-8 Power Magnetic Immunity • 电压跌落、暂降和变化抗扰度
IEC 61000-4-11 Voltage dips, interruptions & variations Immunity
连续骚扰的功率测试
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断续骚扰喀呖声测试
传导发射测试
开关操作会产生断续骚扰，其危害不仅与幅值大小有 关，还和它的持续时间、间隔时间和发生次数有关 断续骚扰一般用喀呖声来描述
谐波测试: 由具有非线性电压（或电流）特性的设备引起 电压波动和闪烁测试
主要测量EUT引起的电网电压的变化 电压变化产生的干扰不仅取决于电压变化的幅值，还 取决于它发生的频度, 用两类指标来评价：
1：具有良好的保护的环境，计算机的机房属于这种环境 2：受保护的环境，工厂和发电厂的控制室和终端室属于这种环境 3：典型的工业环境，工业过程控制设备的安装场所、发电厂和户外高 压变电站的继电器房可代表这种环境 4：严酷工业环境：未采用特别保护措施的电站、室外工业过程控制设 备的安装区域、露天的高压变电站的配电设备和工作电压高达500kV 的开关设备等 5：特定环境
7/30
传导发射测试
连续骚扰端子电压和骚扰功率测试
测量EUT沿电源线向电网发射的骚扰电压,测量频率为 0.15~30MHz 测量在屏蔽室进行 当测量频率升高到30MHz以上时，人工电源网络AMN 内的电感和电容的分布参数影响加大，不能起到良好的 滤波和隔离作用 高频骚扰实际上是沿线路向外辐射，应采用功率吸收钳 进行测量
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传导发射试验
电流探头法 ：测量频率25Hz~10kHz 电源阻抗稳定网络法：测量频率10kHz~30MHz 功率吸收钳法：30MHz~1GHz
电源输入 电源阻抗 稳定网络 电源探头 ETU
电磁兼容（EMC）测试
刘忠
电磁骚扰源
电 磁 兼 容 研 究 体 系
1.雷电 2.网络结构及参数变化 3.核电磁脉冲 4.静电 5.辐射 5.电源质量
传播途径
1.电磁辐射:电耦合 磁耦合 电磁耦合 2.波传导:传导耦合
1.直击雷防护 2.电磁屏蔽 3.接地及搭接 4.滤波 5.隔离 6.保护设备 7.电气安全
29/30
谢谢各位！
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电磁干扰防护
电磁兼容设计
1.电磁干扰危害
1.测试方法 2.测试系统 3.测试标准
电磁干扰分析 电磁干扰测试
基于路的 计算方法
基于场的 计算方法
1.网格法 2.特征线法 3.频域法
1.有限元法 2.差分法 3.边界元法 4.模拟电荷法
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电磁兼容测试分类
• 电磁骚扰测试EMI – 辐射发射RE – 传导骚扰CE • 抗扰度测试EMS – 传导抗扰度CS – 辐射抗扰度RS • 电磁环境监测 – 传导电磁环境监测 – 辐射电磁环境监测
GB/T17626.5
等级
1 2 3 4 5
开路试验电压 (10%误差) kV 0.5 1.0 2.0 2.5 特定
1-有较好保护的环境，如工 厂或者电站的控制室 2-有一定保护的环境，如无 强干扰的工厂 3-普通的电磁骚扰环境，对 设备没有规定特殊安装要求， 如普通安装的电缆网络，工 业性的工作场所和变电所 4-所严重骚扰的环境，如民 用架空线，未加保护的高压 变电所
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电快速脉冲群抗扰度测试
• 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，会在断开处产生 暂态骚扰，这种暂态骚扰以脉冲形式出现
– 脉冲在一定的时间间隔多次重复出现
• 虽然这种暂态能量较小，但由于其频谱很宽，仍然会对电 子、电气设备可靠工作产生影响，使设备产生误动作 – 脉冲群干扰之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲 群对线路中半导体器件结电容的充电，当结电容上的 能量积累到一定程度，便会引起线路的误动作 • EUT 的被试验部分主要包括设备的供电电源接口、保护 接地（PE）、信号和控制端口
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传导抗扰度试验
传导抗扰度试验是测量被测件对耦合到其输 入电源线、互连线及机壳上的干扰信号的承 受能力
干扰信号类型：连续波干扰和脉冲类干扰 连续波为正弦波
50kHz以下：考核来自电源的高次谐波传导 敏感度
10kHz~400MHz：考核电缆束对电磁场感应 电流的传导敏感度
1Biblioteka Baidu/30
14/30
干扰信号注入方式
信号源 功率放大器 示波器 电源 输入 LISN 注入变压器
10μF
电源线
ETU
信号源
功率放大器 电流注 入探头
接收机或 频谱仪
电流测 量探头 ETU
电源 输入 LISN
10μF
15/30
脉冲磁场抗扰度试验
脉冲磁场由雷击建筑物或电力网暂态电流所引起。 测试设备在脉冲磁场作用的可靠性。分为6个试验 等级。GB/T17626.9
接收机
电源输入 电源阻抗 稳定网络 ETU
计算机
示波器
衰减器
接收机
计算机
电源输入
电源阻抗 稳定网络
功率吸收钳
ETU
接收机
计算机
10/30
抗扰度试验
有用信号发生器
直接耦合或辐射路径
EUT
EUT性能 评定装置 监视路径
无用信号发生器
（视觉的或电气的）
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EMS测试系统
• IEC 61000-4-3/6（辐射抗扰度和射频传导抗 扰度测试）
短时中断－－供电电压消失一段时间，一般不超过1min。短时 中断可以认为是100%幅值的电压暂降
电压变化－－供电电压逐渐变得高于或者低于额定电压，变化 的持续时间相对于周期来说，可长可短
• 目的
– 检验电气设备在电压暂降、短时中断以及电压变化的情况下的性 能变化
27/30
试验等级
电压暂降和短时中断试验优先采用的试验等级和持续时间
25/30
电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
测试电压突然降低或短时中断对EUT性能的影响。 分为3个试验等级。GB/T17626.11 试验操作比较简单，主要设备是电压暂降、短时中 断和电压变化发生器，测量峰值冲击电流的电流监 视器等
26/30
电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度测试
电压暂降－－在电气系统某一点的电压突然下降(10-15%)，经 历半个周期到几秒的短暂持续期后恢复正常
传导抗扰度试验
测试对象 频段 干扰信号类型 连续波干扰 电源线 连续波： 25Hz~400MHz 瞬态峰值 阻尼正弦瞬变脉冲 快速脉冲群 浪涌脉冲 互连线 壳体 天线端子 连续波： 10kHz~100kHz 50Hz~100kHz 10kHz~20GHz 连续波 阻尼正弦瞬变脉冲 快速脉冲群 连续波 连续波（加调制） 注入方式 注入变压器， 注 入电流探头 注入电流探头 注入电流探头 耦合网络 耦合网络 注入电流探头 注入电流探头 耦合钳 直接注入 三端网络
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电磁骚扰测试主要内容
• 电磁骚扰测试(包括CE及RE)主要内容：
– 电子电机产品和设备在各种电磁环境中传导干扰和 辐射干扰发射量的测试
• 例如电子电机设备交换式电源的脉冲干扰和连续干扰
– 各种信号传输时，干扰传递特性的测试
• 例如各种传输线的传输特性和屏蔽效果
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电磁骚扰测试主要内容
• 抗扰度(包括CS及RS)测试主要内容则有：
– 对电场、磁场之辐射耐受性测试 – 对电源线、控制线、信号线、地线等注入干扰之传 导耐受性测试 – 对静电放电和各种暂态电磁波的耐受性测试
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EMI测试项目和依据的标准
• 工业、科学和医学射频设备(ISM)辐射发射 测试 • 信息技术设备的无线电骚扰测试
通过耦合去耦合装置， 将快速脉冲群骚扰信号 注入电源线端口
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脉冲群的注入
对于信号端口，一般采用容 性耦合夹的方式注入骚扰信 号
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电快速脉冲群抗扰度测试
试验等级 等级 1 2 3 4 5 在供电电源口，保护接地 电压峰值 0.5 1 2 4 X 重复频率 5 5 5 2.5 X 在 I/O 信号、数据和控制端口 电压峰值 0.25 0.5 1 2 X 重复频率 5 5 5 5 X
试验等级 %U 0 电压暂降和短时中断 %U 100 持续时间（周期）
0.5
1 5 10 25 50
40
60
70
30
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试验等级
短期供电电压的时间设定
电压试验等级， 电压降低所需 降低后电压持续 %U 时间，s 时间，s 40 0 2±20％ 2±20％ 1±20％ 1±20％ 电压增加所需 的时间，s 2±20％ 2±20％
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浪涌抗扰度试验
评估EUT对大能量的浪涌骚扰的抗扰度。例如电力系统 的操作瞬态、雷击（不包括直击雷）、瞬态系统故障等 浪涌以不同的耦合去耦器加到电源线和信号线 混合波浪涌发生器
短路：8/20μs电流波 开路：1.2/50μs电压波
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浪涌标准波形
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浪涌试验等级
– 必须在电波暗室或者开阔测试场进行 – 主要设备有：信号发生器，功率放大器，各种不同频段的 发射天线，电场探头，双向功率耦合器，功率测量探头， 以及进行IEC61000-4-6测试的耦合去耦合网络CDN设备
• IEC 61000-4-2/4/5/8/11（传导抗扰度测试）
– 可在屏蔽室中进行测量 – 主要测试设备有：静电放电发生器，电快速瞬变、脉冲群 发生器，浪涌发生器，以及工频磁场，电压暂降、短期中 断和电压变化发生器，耦合/去耦合网络CDN 设备，电磁钳 ，方形线圈
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脉冲群的定义和指标
U
脉冲群 脉冲群
15ms 300ms
t
极性：正 负 单个脉冲上升时间：5ns 脉冲持续时间： 50ns 与供电电源同步 脉冲群持续时间：15ms 脉冲群周期：300ms
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电快速脉冲群标准波形
脉冲群的注入
电快速瞬变 脉冲群发生器 EUT 耦合/去 耦网络 绝缘 支柱 电源线
CISPR 14 （ GB9254 ） CISPR11 Radiated & Conducted Emission
• 家用电器，电动工具及类似电器无线电骚 扰测试
• 电压谐波测试 • 电压闪烁测试
CISPR 22 （ GB4343.1 ）
IEC 61000-3-2 Harmonic Current
IEC 61000-3-3 Voltage Flicker
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EMS测试项目和标准
• 辐射抗扰度 IEC 61000-4-3 Radiated & Conducted Immunity • 辐射引起的传导抗扰度
IEC 61000-4-6 RF Conducted Immunity
• 静电放电抗扰度 IEC 61000-4-2 ESD Immunity • 电快速暂态/脉冲群抗扰度
IEC 61000-4-4 Fast Transient/Burst Immunity
• 浪涌电压抗扰度 IEC 61000-4-5 Surge Immunity • 工频磁场抗扰度 IEC 61000-4-8 Power Magnetic Immunity • 电压跌落、暂降和变化抗扰度
IEC 61000-4-11 Voltage dips, interruptions & variations Immunity
连续骚扰的功率测试
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断续骚扰喀呖声测试
传导发射测试
开关操作会产生断续骚扰，其危害不仅与幅值大小有 关，还和它的持续时间、间隔时间和发生次数有关 断续骚扰一般用喀呖声来描述
谐波测试: 由具有非线性电压（或电流）特性的设备引起 电压波动和闪烁测试
主要测量EUT引起的电网电压的变化 电压变化产生的干扰不仅取决于电压变化的幅值，还 取决于它发生的频度, 用两类指标来评价：
1：具有良好的保护的环境，计算机的机房属于这种环境 2：受保护的环境，工厂和发电厂的控制室和终端室属于这种环境 3：典型的工业环境，工业过程控制设备的安装场所、发电厂和户外高 压变电站的继电器房可代表这种环境 4：严酷工业环境：未采用特别保护措施的电站、室外工业过程控制设 备的安装区域、露天的高压变电站的配电设备和工作电压高达500kV 的开关设备等 5：特定环境
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传导发射测试
连续骚扰端子电压和骚扰功率测试
测量EUT沿电源线向电网发射的骚扰电压,测量频率为 0.15~30MHz 测量在屏蔽室进行 当测量频率升高到30MHz以上时，人工电源网络AMN 内的电感和电容的分布参数影响加大，不能起到良好的 滤波和隔离作用 高频骚扰实际上是沿线路向外辐射，应采用功率吸收钳 进行测量