表1抗扰度要求和试验
Tab1Requirementsofimmunitytest
试验项目 |
引用标准 |
严酷等级 |
评价原则 |
谐波和谐间波抗扰度试验 |
GB/T17626.13 |
2 |
A |
电压慢变化抗扰度试验 |
GB/T17626.11,29 |
|
A |
电压暂降和短时中断抗扰度试验 |
GB/T17626.11,29 |
|
A |
浪涌(冲击)抗扰度试验 |
GB/T17626.5 |
4 |
B |
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 |
GB/T17626.4 |
4 |
B |
振荡波抗扰度试验 |
GB/T17626.12 |
3 |
B |
静电放电抗扰度试验 |
GB/T17626.2 |
2 |
B |
工频磁场抗扰度试验 |
GB/T17626.8 |
5 |
A |
脉冲磁场抗扰度试验 |
GB/T17626.9 |
5 |
B |
阻尼振荡磁场抗扰度试验 |
GB/T17626.10 |
5 |
B |
射频电磁场辐射抗扰度试验 |
GB/T17626.3 |
3 |
A |
分析电子式互感器的特点及所处环境,上述标准引用电磁兼容通用标准可操作性不强,试验结果很难令人信服。电子式互感器做一次型式试验是需要大量的人力、物力及财力的。
静电放电产生几十安培的纳秒级瞬态电流,通过复杂的路径经过设备流到大地。1MHz衰减振荡波的上升时间为75ns脉冲宽度,能量较大,每个瞬态波形持续时间大约为10μs。快速瞬变脉冲群每个瞬变脉冲有5ns上升时间、50ns脉冲宽度、4mJ能量,瞬变变脉冲群的主要特点是上升时间快、持续时间短、能量低、重复频率高。当上述骚扰经过装置时,将引起数字系统的位错、系统复位、内存错误以及死机等现象,就可能造成微处理器系统出错,成为装置误动、拒动的重要原因。
浪涌呈脉冲状,其波前时间为数微秒,脉冲半峰值时间从几十μs到几百μs,脉冲幅度从几百伏到几万伏,或几百安培到上千安培,是一种持续时间长、能量较强的骚扰。浪涌骚扰可能会影响电子设备的工作,甚至会烧毁元器件。
以某公司电子式互感器为例,产品在电力工业电气设备质量检验测试中心作为托试验,涉及到的电磁兼容试验为:合并单元工频耐压及雷电冲击耐压试验,一次端子雷电冲击耐压试验;仅在外壳及直流电源端口实施了前述的发射及抗扰度试验。
事实上,作为电子式互感器核心部件,采集器、合并单元的作用、重要程度、运行环境与继电保护装置等同或远远高于。而继电保护装置电磁兼容研究已经非常成熟,我们可以类似继电保护装置电磁兼容研究方法研究电子式互感器的采集器、合并单元。只要采集器、合并单元通过严酷的电磁兼容试验,电子式互感器的电磁兼容问题就迎刃而解。
3 采集器、合并单元各端口电磁兼容分析
由于电子式互感器是高压设备、弱电系统的混合体,分析其电磁兼容比较困难,我们可以借用IEC60255-26:2004量度继电器和保护装置的电磁兼容要求,可以将采集器、合并单元等效为以下端口:辅助电源端口(交流或直流辅助激励量输入口)、通信端口、外壳端口、功能地端口、输入端口(用于对被试装置激励或控制,以实现其功能的端口,例如电流互感器、电压互感器、状态、模拟输入等)、输出端口(用于输出被试装置所产生的预定变化(例如触点、光耦、模拟输出等)的端口),如图5所示。端口构成及相关试验项目如表2。针对这些端口,研究装置电磁兼容性能。只要采集器、合并器的端口通过各项电磁兼容试验,电子式互感器也可顺利通过。
图5 端口的概念
表2端口、试验项目的关系
|
采集器 |
合并器 |
试验项目 |
外壳端口 |
机箱 |
机箱 |
辐射发射,辐射射频电磁场, |
辅助电源端口 |
光纤接口、采能线圈输入 |
交流电源、直流电源输入 |
传导发射,射频场感应的传导骚扰,快速瞬变,1 MHZ 、1 00 kHZ脉冲群, 浪涌, 直流电压中断等试验 |
输入、输出端口 |
Rogowsky线圈输出信号,串行感应分压器输出 |
电磁式电压、电流互感器输出;开关输入、继电器接点输出等 |
射频场感应的传导骚扰,快速瞬变,1 MHZ 、1 00 kHZ脉冲群, 浪涌,工频等试验 |
通信端口 |
光纤回路 |
光纤接口、以太网接口 |
射频场感应的传导骚扰,快速瞬变,1 MHZ 、1 00 kHZ脉冲群, 浪涌等试验 |
功能地端口 |
|
电源屏蔽地、电压、电流辅助互感器屏蔽地 |
射频场感应的传导骚扰,快速瞬变等试验 |
发射试验包括传导发射和辐射发射试验,按照GB/T14598.16标准对外壳端口进行辐射发射试验,对辅助电源端口进行传导发射试验。抗扰度试验项目较多,而且对装置性能影响较大。试验结束后,被试装置仍应符合相关的性能要求,即性能达到正常的精度要求,不允许影响互感器正常工作,不允许复位或告警。