电力系统中开展电磁兼容测试的必要性

文章编号:1006-7345(2000)02-0044-02

电力系统中开展电磁兼容测试的必要性

毕志周,曹 敏

(云南省电力试验研究所,云南 昆明 650051)

摘要:介绍了国外特别是欧共体国家电磁兼容测试标准的研究情况,电磁兼容的基本概念以及电力系统中供电网络的电磁现象,说明电磁兼容测试的必要性。

关键词:电磁兼容;标准;电磁骚扰

中图分类号:T M93 文献标识码:A

1 概述

近来,电磁兼容性测试标准的研究及发展很快,国际电工委员会(简称IEC)要求各成员尽可能地将其转化为各国和地区的标准。欧共体步伐最快,首先采用国际标准为欧共体标准,然后再转化为各成员国国家标准,其次欧共体率先以法规形式强制执行电磁兼容测试标准,性能合格的产品才允许有 CE标记。CE标记在欧共体市场,相当于产品 通行证。现在,欧洲的进口商和零售行业的中间商已不再购买或出售无CE标记的电子、电气产品。美国联邦通信委员会(简称FCC),已颁布了一些有关电磁兼容性(简称EM C)的法规,并进行这方面的管理。对于通信发射机、接受机、电视机、计算机、各种医疗设备等电气设备均有相应的法律要求,任何出口到美国的这类设备必须取得FCC的认可,否则就是违反美国的法律。日本!电气用品取缔法∀涉及甲类和乙类两种产品,甲类产品的安全及电磁骚扰试验是强制性的,乙类是自愿的。日本的通商产业省(简称通产省)负责!电气用品取缔法∀中有关事务的处理。在日本生产或销售甲类电气产品,必须向日本通产省有关官员申请注册并到指定试验机构进行试验。甲类电气产品必须符合通产省认定的EM C技术规范。!电气用品取缔法∀中还规定了若干惩罚法规,对于未取得注册登记就生产甲类电气用品的,或未通过甲类电气用品型式试验并进行该类电气用品销售的,可处以3年以下徒刑和30万日元以下的罚款。以上表明,欧共体各国,乃至世界各国已从商贸的角度来对待进出口产品生产或销售的电磁兼容问题。

随着我国加入世界贸易组织(World T rade Or gnization,WT O)谈判进程步伐的加快,不远的将来,会有大量的国外电气产品涌入我国市场和我国生产的电气产品出口。在国际贸易中,为消除在非关税壁垒中,由于技术法规、标准和认证体系(合格评定程序)等技术问题而引起的贸易障碍(技术壁垒),保护我国的经济和安全利益,有利于发达国家向我国转让技术,国家质量技术监督局和各部委在近几年也相继颁布了一系列新的国家和部级技术标准,都把电气产品电磁兼容的质量控制与管理技术标准的要求作为重要内容。此外,国家技术监督局正在积极筹备电磁兼容的认证工作,以达到尽快与国际接轨的目的。国家技术监督局指出,今后要在电气产品的市场检测监督和认证两方面深入开展工作,凡不符合电磁兼容标准的产品,不得生产和流通。有关部门将对生产或销售部门进行严肃处理,要求在华外国企业依据中国有关的法律、法规和技术标准,做好电气和电子产品的电磁兼容标准化工作。完善产品质量。

2 电磁兼容的基本概念

2 1 电磁兼容(Electromagnetic Compatibility)的定义

国家标准GB/T4365-1995!电磁兼容术语∀对其所下的定义为: 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰能力,该标准等同采用IEC60050。这里有三层含义:第一,设备要在电磁环境中正常工作,设备对于电磁环境中的电磁干扰要有一定的抵御能力,而不会导致失效#包括元器件的失效或电

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2000年第2期 云南电力技术 第28卷

气产品(设备)工作出错∃;第二,设备本身在工作中对环境产生的电磁骚扰不应超出一定量值,不对该环境中的其他设备产生不能承受的干扰;第三,无论是设备对干扰的承受能力,还是设备对环境所产生的骚扰,都可以通过测量手段进行测量。以上涉及电磁环境这一概念,实际上,电磁环境是由空间、时间、频谱三个要素组成,所有需要解决的电磁兼容问题都脱离不开这三个要素。

2 2 电磁兼容的研究领域

作为一门科学,电磁兼容涉及的问题可以归结为以下五个方面

1)骚扰源特性的研究

包括电磁骚扰产生的机理,频域与时域的特性,表征其特性的主要参数,抑制其发射强度的方法等等。

2)敏感设备的抗干扰性能

被干扰的设备或可能受电磁骚扰影响的设备称为敏感设备,或者在系统分析中称为骚扰接受器。如何提高敏感设备的抗干扰性能是电磁兼容领域中的研究问题之一。

3)电磁骚扰的传播特性

研究电磁骚扰如何从骚扰源传播到敏感设备上去,包括辐射与传导。与一般研究有用信号的天线与电波传播相比,电磁兼容领域中传播特性研究的特点在于:源的非理想化,源的频域,时域特性的复杂性以及源的几何参数的复杂性、宽的频率范围。例如,从10Hz至1000MH z,包括了近17个倍频程,但对于有用信号,它不涉及如此宽的频率范围,而是只研究较窄的频率范围。对于同一距离,1000M Hz为远场区,而对于10Hz则为近场区。这就使得电磁兼容领域中的传播特性的研究经常需要同时考虑远场与近场,而且传导与辐射并存。

4)电磁兼容测量

包括测量设备、测量方法、数据处理方法以及测量结果的评价等等。由于上述的电磁兼容问题的复杂性,理论上的结果往往与实际结果相距较远,因而使得电磁兼容 测量显得更为重要。此外,由于电磁骚扰源的频域与时域特性的复杂性,为了各个国家,各个实验室测量结果之间的可比性,必须详细规定测量仪器的各方面技术指标,并且各个国家的仪器指标应该严格地相同。我国国家标准GB/T6113 1-1995!无线电骚扰和抗扰度测量设备∀中不仅对仪器、而且对测量方法也作了详细并且严格的规定。

5)系统内与系统间的电磁兼容性

解决电磁兼容问题,只研究源、传播以及被干扰对象是不够的。在一个系统内或系统之间,电磁兼容的问题往往还要复杂,干扰源可能同时也是敏感设备,传播的途径往往是多通道的,干扰源与敏感设备不只一个等等。这就需要我们对系统内的或系统间的电磁兼容问题进行分析与预测。

2 3 电磁干扰的危害

在电磁环境中,电磁干扰的危害是多种多样的,可能从最简单的令人烦恼的现象直到发生严重的灾害或事故。

下面是电磁干扰造成危害的常见形式:

1)干扰电视的收看、广播收音机的收听质量;

2)在数字系统与数据传输过程中引起数据的错误或丢失;

3)设备或系统正常工作状态被破坏;

4)医疗电子设备(医疗监护仪、心电起搏器等)的工作失常;

5)自动化微处理器控制系统(微机保护系统、汽车防撞气囊保护系统、工控机系统等)的工作失控;

6)导航系统的工作失常;

7)起爆装置的无故爆炸;

8)工业过程控制功能(石油或化工及电力)的失效。

除此之外,电磁干扰或辐射还会对人体造成影响。包括对中枢神经系统,对血液与免疫系统、对心血管系统等影响。

由此可见,电磁环境的恶化,会导致多方面的后果。开展电磁兼容研究,加强电磁兼容管理,降低电磁骚扰,避免电磁干扰,是当务之急。

3 电力系统中供电网络的电磁现象

电力系统供电网络中的各种电气设备,通过电或磁的联系彼此紧密相连、相互影响。由于雷电、开关操作、运行方式的改变以及故障等因素引起的电磁现象会波及很多电气设备,使其性能受到影响,甚至遭到破坏。即使在正常运行状态下,整流设备及非线性原件等产生的谐波也会危害其他设备,大电流、高电压输变电设备产生的无线电干扰、工频电磁场都会对环境造成影响,因此供电网中存在大量的电磁兼容影响。(下转第20页)

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