GBT-17626.8-2006工頻磁場抗擾度試驗培訓VIP

工頻磁場抗擾度2019.10.10實驗室試驗目的、原理01試驗環(huán)境02試驗結(jié)果04試驗方法03目錄試驗目的及原理工頻磁場簡介：

工頻：通常是指頻率為50Hz或者60Hz的市電頻率

工頻磁場是由導體中的工頻電流產(chǎn)生的，或極少量的由附近的其他裝置（如變壓器的漏磁通）所產(chǎn)生的，即在有電流流過的地方都會伴生磁場。工頻磁場的特點是頻率低、波長長、其試驗波形為工頻正弦波，可對各種電氣和電子設備造成不同程度的影響。

工頻磁場抗擾度用于評價處于工頻（連續(xù)和短時）磁場中的家用、商用和工業(yè)用電氣和電子設備的性能，尤其適用于計算機監(jiān)視器、電度表等一類磁場敏感設備的磁場抗擾度性能評估，例如：計算機的監(jiān)視器、電子顯微鏡等一類設備，在工頻磁場作用下會產(chǎn)生（電子束）抖動；對電度表等一類設備在工頻磁場作用下會產(chǎn)生程序紊亂、內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失和計度誤差；對內(nèi)部有霍爾元件等一類設備對磁場敏感器件所構(gòu)成的設備，在磁場作用下會產(chǎn)生誤動作。

工頻磁場抗擾度試驗及GB/T17626.8標準就是為了檢查設備或系統(tǒng)在附近有工頻磁場的情況下，對磁場騷擾的抵抗能力。

V=f*λ，V是波速，f是頻率，λ是波長。工頻磁場的特點是頻率低（50Hz），V為恒定值，自然波波長，在正常情況下，工頻電流所產(chǎn)生的磁場相對穩(wěn)定，磁場強度較小但在故障或突發(fā)狀態(tài)下，電流所產(chǎn)生的磁場不穩(wěn)定，磁場強度也相對較大，不過，持續(xù)時間比較短，這也是試驗等級劃分的一個依據(jù)之一。

在正常情況下，由工頻電流所產(chǎn)生的穩(wěn)定磁場相對較小，但在故障狀態(tài)下電流伴生的磁場就比較強，但持續(xù)時間很短（直到保護設備動作為止，對熔斷器來說，約幾毫秒；對繼電保護器，最大可能達到3~5秒）并不是所有設備都是敏感的，但有些設備，例如計算機的監(jiān)視器、電子顯微鏡等一類設備，在工頻磁場作用下會產(chǎn)生電子束抖動；對電度表等一類設備在工頻磁場作用下會產(chǎn)生程序紊亂、內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失和計度誤差；對內(nèi)部有霍爾元件等一類設備對磁場敏感器件所構(gòu)成的設備，在磁場作用下會產(chǎn)生誤動作，因此工頻磁場抗擾度對上述設備就具有特定意義了。

試驗環(huán)境

試驗的基本配置包括接地參考平面（GRP）、受試設備（EUT）、感應線圈與工頻磁場發(fā)生器。

參考接地板是0.25mm以上的銅板或鋁板；如采用其他金屬薄板（非磁鐵性質(zhì)），其最小厚度為0.65mm。參考接地板的最小尺寸為1mx1m；最終尺寸決定于試品大小。參考接地板與實驗室的安全地接在一起。

接地參考平面放置在實驗室內(nèi)，受試設備放在接地參考平面上，其間用0.1m厚的絕緣物支撐。EUT外殼通過本身的接地端子與接地參考平面連接。試品應使用制造商推薦的電纜（包括電源、控制及信號源的連接電纜）。若沒有推薦，應采用合適與設備信號的無屏蔽電纜。所有電纜應有1m的長度暴露在磁場中。

試驗用電流發(fā)生器應放在離線圈不超過3m遠的地方，其一端與參考接地版相連。

感應線圈應放置在距實驗室墻壁和其他磁性物質(zhì)至少1m遠的地方。感應線圈在做水平極化試驗時，參考接地板可作為線圈的底邊而成為線圈的一部分。其中：1級：有電子束敏感裝置使用的環(huán)境2級：保護良好的環(huán)境。周圍不存在像電力變壓器這類可產(chǎn)生漏磁通的電氣設備；也不受高壓母線影響的區(qū)域。遠離接地保護裝置、工業(yè)區(qū)和高壓變電所的住宅、辦公室和醫(yī)院保護區(qū)等地方是這類環(huán)境的代表。3級：受保護的環(huán)境。周圍有可能產(chǎn)生漏磁通或磁場的電氣設備或電纜；在靠近保護接地系統(tǒng)的地方；附近（幾百米內(nèi)）有高壓中壓母線的場合。商業(yè)區(qū)、控制樓、非重工業(yè)區(qū)及高壓變電所的計算機房可作為這類環(huán)境的代表。試驗等級及產(chǎn)品試驗要求舉例試驗等級及產(chǎn)品試驗要求舉例4級：典型的工業(yè)環(huán)境。旁邊有電力線經(jīng)過；保護接地系統(tǒng)的接地點；在可能產(chǎn)生漏磁通的大功率電氣設備的旁邊；在相對距離為幾十米的地方有高壓或中壓母線經(jīng)過。重工業(yè)廠礦、發(fā)電廠及高壓變電所的控制室可作為這類環(huán)境的代表。

5級：嚴酷的工業(yè)環(huán)境。旁邊有載流達到數(shù)千安培電流的線路通過；近旁有保護接地系統(tǒng)，或在大功率電氣設備旁邊，重工業(yè)廠礦的開關(guān)站、中壓開關(guān)站及電廠可作為這類環(huán)境的代表

相關(guān)設備舉例：

①信息技術(shù)設備：1A/m

試品應按照實際使用要求放置和連接，并置于磁場線圈中心（浸沒法）對物理尺寸大的系統(tǒng)，不需要全體都放在磁場中，僅將系統(tǒng)中的敏感裝置放置在磁場中央進行單獨試驗，試驗中允許屏幕上出現(xiàn)紊亂。

②電子電度表：400A/m

施加與電子電度表參比電壓相同頻率、正弦變化的磁場，強度為400A/m。要求在最不利的方向下進行這項試驗。試驗中程序不產(chǎn)生紊亂，內(nèi)存數(shù)據(jù)不能丟失，誤差改變量對1級表應小于2%；對2級表應小于3%。試驗設備試驗儀器包括一個用以產(chǎn)生磁場的感應線圈，和一臺用以供給感應線圈電流的工頻勵磁電源，一個GRP（參考接地版）及一些其他輔助裝置如磁場探頭、電子電度表等組成。電感線圈分類：方形單獨感應線圈，標準的線圈尺寸為1m的正方形，用于試驗小型設備，場強允差在3dB以內(nèi)的可容納EUT體積為0.6m×0.6m×0.5m（l*w*h）。例如小型設備(如計算機監(jiān)視器、電度表、燈具等)方型雙感應線圈，亦稱霍爾姆茲線圈，標準的線圈尺寸為1m，兩個并聯(lián)線圈之間的距離是0.8m。采用雙線圈的場均勻性比3dB，如保持與單線圈同等均勻度時，EUT體積可達到0.6m×0.6m×1m。對大型柜式設備，線圈應根據(jù)EUT尺寸和場的不同極化方向來制造。為保證場的均勻度，線圈到EUT外殼的最小距離在水平和垂直方向分別為0.2m和0.3m。試驗布局PFMF試驗的基本配置包括接地參考平面（GRP）、受試設備（EUT）、感應線圈和工頻磁場發(fā)生器。幾乎所有的電磁兼容試驗用到的GRP都是如下要求：材料為0.25mm以上的銅板或者鋁板，如果采用其他金屬板，最小厚度為0.65mm，GRP最小尺寸為1m*1m，但如果EUT長或?qū)挻笥谶@個數(shù)值，那么至少應該調(diào)整為相應數(shù)值，即GRP最終尺寸取決于EUT的大小，同時GRP要與實驗室的安全地相連；EUT應放置于GRP之上，其間用0.1m厚的絕緣物支撐，EUT外殼通過自身的接地端子與GRP相連，所有電纜（如滿足）應有1m的長度暴露在磁場中，如果采用濾波器，則應接在距離EUT1m遠的電纜上，濾波器與GRP相連。感應線圈應放置在距離實驗室墻壁和其他磁性物體至少1m遠處，感應線圈在做水平極化場試驗時，GRP可作為線圈的底邊而成為線圈的一部分。試驗用的電流發(fā)生器應放置在距離線圈不超過3m遠的位置，其一端應與GRP相連。測試時，線圈應能包圍受試設備，其大小應使得線圈的一遍到受試設備外殼的最小距離等于所考慮受試設備尺寸的1/3。對于大型設備，本身體積比較龐大，感應線圈可由“C”形截面或“T”形截面的導體制成，以便有足夠的機械穩(wěn)定性。試驗體積由線圈的試驗面積（每條邊的60%╳60%）乘以高度（對應于線圈較短一邊的50%）來決定。試驗條件確保電磁條件（實驗室背景電磁場應至少比選定的試驗等級低20dB，否則試驗應在法拉第籠中進行）和氣候條件（溫度15-35℃，相對濕度25%-75%，大氣壓力86-106kPa）滿足要求。

確定試驗磁場的類型（穩(wěn)定持續(xù)或短時的），確定試驗等級。

EUT正確操作的預校驗

場強的校準

場強的校準應在沒有試品的情況下進行，把合適的磁場探頭放在感應線圈的中心，并調(diào)整探頭的方向，以探測磁場強度的最大值，然后調(diào)節(jié)感應線圈中的工頻電流，以得到試驗等級所規(guī)定的的磁場強度

進行試驗：以臺式設備為例，應采用浸入法對EUT進行試驗，EUT應按實際使用要求放置和連線，并置于磁場線圈的中心，為測試EUT暴露在不同極化方向磁場中的抗干擾性能，應使線圈分三次依次旋轉(zhuǎn)90°后做同樣的試驗，即X、Y、Z三個方向做試驗，每個方向持續(xù)時間一般為300s，可結(jié)合實際調(diào)整時間。對于一些尺寸較大的設備或系統(tǒng)，并不需要全體都放在磁場中，僅將系統(tǒng)中的敏感裝置放置在磁場中央進行單獨試驗。采用浸入法對試品（臺式設備）進行試驗。為試驗試品暴露在不同極化方向磁場中的抗干擾性能，應使線圈分三次依次旋轉(zhuǎn)90°（試驗方法包括浸入法和鄰近法）

浸入法：將磁場施加于EUT的方法，即將EUT放在感應線圈中部

鄰近法：將磁場施加于EUT的方法。用一個小感應線圈沿EUT的側(cè)面移動，以便探測特別靈敏的部位試驗方法設備應處于所規(guī)定的適當大小的感應線圈所產(chǎn)生的試驗磁場中；試驗應通過移動感應線圈來重復進行，在每個正交方向?qū)UT的整體進行試驗。

試驗應以線圈最短一邊的50%為步長，沿EUT的側(cè)面將線圈移動到不同的位置重復進行。（以線圈最短一邊的50%為步長移動感應線圈，使試驗磁場相互重疊）。為了使EUT暴露在不同方向的試驗磁場中，感應線圈應旋轉(zhuǎn)90°，接著按相同的程序進行試驗。試驗方法臺式設備試驗布置圖試驗結(jié)果評定轉(zhuǎn)90°試驗結(jié)果應依據(jù)受試設備的功能喪失或性能降低等級進行分類。相關(guān)的性能水平由設備的制造商或?qū)嶒灥男枨蠓酱_定，GB17626.8建議按如下要求分類：

A）在制造商、委托方或購買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常；

B)功能或性能暫時喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復，不需要操作者干預；

C)功能或性能暫時喪失或降低，但需操作人員干預才能恢復；

D)因設備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。

一般來講A項是合格的，C、D項是不合格的，B項需要根據(jù)設備使用情況&客戶協(xié)商判斷是否合格。

YY0505的符合性準則如下：YY0YY0505的符合性準則如下：工頻磁場感應線圈裝置主要由試驗發(fā)生器、感應線圈和輔助試驗儀器組成。而試驗發(fā)生器一般又由調(diào)壓器、變流器組成，整個裝置的構(gòu)造如圖圖中，調(diào)壓器直接連接到配電網(wǎng)電源，調(diào)壓器的輸出接到變流器的初級，變流器的次級接感應線圈標準規(guī)定，調(diào)壓器輸出的電流波形為正弦波，其總畸變率小于8%，因此，要求調(diào)壓器的輸出電壓必須有足夠好的穩(wěn)定性。如果穩(wěn)定性不夠，會影響著后一級的變流器的輸出電流，從而導致感應線圈產(chǎn)生的磁場的波動。變流器的作用是將調(diào)壓器提供的高電壓、低電流的交流電輸入轉(zhuǎn)換為低電壓高電流的輸出。變流器一般分為低電流檔和高電流檔2個檔位。感應線圈由銅、鋁或其他的非磁性材料制成，其橫截面和機械結(jié)構(gòu)應有利于在試驗期間使線圈穩(wěn)定。線圈電感一般設計在2.5μH（1m的標準線圈）到幾μH（如6μH，1m*2.6m的矩形感應線圈）之間，線圈因數(shù)范圍在0.87~1m到0.66~1m。線圈可以是單匝，也可以是多匝。相同條件下，多匝線圈電感值會增大，這是需要考慮調(diào)壓器和變流器是否能夠?qū)У膭?。感應線圈的不同尺寸直接決定著線圈的感應因數(shù)，尺寸越大，線圈的感應因數(shù)越低。工頻磁場抗擾度裝置校準工頻磁場線圈裝置的校準原理及方法針對工頻磁場感應線圈的校準，可分為3部分：調(diào)壓器、變流器和感應線圈進行校準對于調(diào)壓器的校準，關(guān)注的是其輸出電壓準確度，在此，可以使用數(shù)字多用表對其進行監(jiān)控，把多用表并聯(lián)在調(diào)壓器的輸出端，就可以對調(diào)壓器進行實時監(jiān)測對于變流器的校準，一般采用感應測量法，即將電流鉗夾在感應線圈或者連接線上。因此，需要注意選擇合適量程的電流表，不合適的量程會直接影響電流測量準確度。對于感應線圈的校準，使用的設備是高斯計或者磁場探頭（小型磁場探頭對線圈進行校準）。在感應線圈校準過程中，需要確認感應線圈采用絕緣支撐，放置在距實驗室墻壁或其他磁性物體至少1m遠的地方。磁場探頭應放置于線圈幾何中心，同時，調(diào)整探頭方向，保證其接收的磁場強度最大。在實際的工頻磁場感應線圈裝置中，往往都會用非磁性材料的支架對線圈進行固定，并且可以任意調(diào)整高度，以達到各種測試要求。在實際過程中，如果變流器由于某些原因出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，并且漏磁方向與線圈法線方向一致時，則會對校準結(jié)果產(chǎn)生重大影響。漏磁主要發(fā)生在兩種磁導率不同的板材交界處。在鐵磁性物體的內(nèi)部充滿了小的環(huán)形電流，在未受磁化時，這些小的環(huán)電流去向是完全無規(guī)則的，其磁性互相抵消，整個物體表面不出任何磁性，當受到外磁場作用后，這些小的電流轉(zhuǎn)向磁極，沿外磁方向排列，結(jié)果在物體的內(nèi)部電流相互抵消，在物體的表面上則形成了沿表面流動的大的環(huán)電流，這種變化過程引起了磁場的變化。下面通過幾組實驗數(shù)據(jù)進行分析。表1為把變流器至于線圈外邊，同時在不同高度對線圈進行校準變流器漏磁對測試結(jié)果的影響分析表2為把變流器放置于線圈下方，并使變流器的漏磁方向與線圈法線方向垂直，同時在不同高度對線圈進行校準表3為仍然把變流器放置于線圈下方，但是調(diào)整其放置角度，使其漏磁方向與線圈法線方向一致，同時在不同高度對線圈進行校準將數(shù)據(jù)通過上圖表示：在試驗中，取了6個高度作為測試高度，分別是0.4m，0.6m，0.8m，1.0m，1.2m，1.4m。當變流器置于線圈外邊時，0.4m和1.4m高度的數(shù)值之差為0.17A/m。當變流器置于線圈下方，且漏磁方向與線圈法線方向垂直時，0.4m高度和1.4m高度的磁場強度值之差為0.21A/m；當變流器置于線圈下方，且漏磁方向與線圈法線方向垂直時，0.4m高度和1.4m高度的磁場強度值之差為0.38A/m。從以上數(shù)據(jù)可以看出，當變流器置于線圈下方且漏磁方向與線圈法線方向垂直時，此時測得的數(shù)據(jù)與變流器置于線圈外邊時所得的數(shù)據(jù)相差不多；當變流器置于線圈下方且漏磁方向與線圈法線方向一致時，此時測得數(shù)據(jù)和另外兩種情況相差較大，這說明了當漏磁方向與線圈法線方向垂直時，變流器對測試結(jié)果的影響較小；當