振鈴波、阻尼振蕩、阻尼振蕩磁場測試簡介

振鈴波是一種由于電氣網絡和電抗負載的切換以及電源電路故障和絕緣擊穿或雷擊而感應到低電壓電纜中所產生的非重復性阻尼振蕩瞬變現象。阻尼振蕩波則是在高壓或中壓電源線、控制線和信號線上產生的重復性瞬變現象。阻尼振蕩波與磁場線圈配合便是阻尼振蕩磁場測試。

　　振鈴波、阻尼振蕩、阻尼振蕩磁場受試對象均為變電站設備或連接到交流電網的設備。

　　1、波形介紹

　　振鈴波波形上升時間T1為0.5 μs ( 開路電壓 ) 和 ≦ 1 μs ( 短路電流 )，振蕩頻率T一般為 100kHz。峰值電壓Pk1通常為0.25kV至4.0kV。

　　振鈴波波形

　　阻尼振蕩波是一組重復性的振鈴波，按照其振蕩頻率可分為慢速阻尼振蕩波和快速阻尼振蕩波。

　　慢速阻尼振蕩波第一個波上升時間T1為75ns，振蕩頻率T一般為 100kHz和1MHz，峰值電壓Pk1通常為0.25kV至2.5kV。 

　　慢速阻尼振蕩波波形

　　快速阻尼振蕩波第一個波上升時間T1為5ns，振蕩頻率T一般為 3MHz、10MHz和30MHz，峰值電壓Pk1通常為0.25kV至4.0kV。

　　快速阻尼振蕩波波形

　　阻尼振蕩磁場則是采用慢速阻尼振蕩波。

　　2、振鈴波抗擾度

　　2.1 振鈴波抗擾度試驗要求

　　振鈴波受試端口為EUT電源端口和信號端口。

　　EUT試驗的現象和振鈴波試驗時釋放相位角有很大關系，因此電源端口振鈴波試驗需要在不同的相位角進行測試。并且試驗電壓要求從低等級開始，直至目標等級。

　　試驗流程圖如下：

　　電源端口耦合模式如下：

　　Line®GND (源阻抗 12W / 30W)

　　Neutral®GND (源阻抗 12W / 30W)

　　Line®Neutral (源阻抗 12W / 30W)

　　注：當EUT端口連接主板時，源阻抗選用12Ω;當EUT端口連接于電源引出插座時，源阻抗選用30Ω。

　　單相電源耦合模式示意圖：

　　三相電源耦合模式示意圖：

　　信號端口耦合模式示意圖：

　　2.2 振鈴波抗擾度試驗布置

　　振鈴波試驗典型的測試布置如下：

　　在進行試驗時，信號發生器、耦合/去耦網絡、EUT和輔助設備應接到參考接地平面(GRP)，或以其他適當的方式接地。

　　受試設備除了下方的參考接地平面(GRP)外，和其他導電體結構的距離至少為0.5m。

　　耦合/去耦網絡應用1m長度的電纜于EUT連接。

　　通信線(數據線)應使用技術規范要求的電纜，且需要高于參考接地平面(GRP)0.1m，其長度最少為1m。

　　3、阻尼振蕩波抗擾度

　　3.1 阻尼振蕩波抗擾度實驗要求

　　阻尼振蕩波試驗受試端口為EUT電源端口和信號端口。

　　阻尼振蕩按照振蕩頻率可分為：

　　——慢速阻尼振蕩，振蕩頻率f為100 kHz, 1MHz。

　　——快速阻尼振蕩，振蕩頻率f為3 MHz, 10MHz, 30MHz。

　　1)慢速阻尼振蕩

　　慢速阻尼振蕩試驗設置要求如下：

　　試驗電壓V peak：250 V – 2500 V

　　持續時間td：不小于2s

　　試驗時間T：標準未定義，通常為1分鐘

　　間隔時間tr：標準未定義

　　重復率Rep：40/s ( 100 kHz) 400/s ( 1 MHz )

　　第一個半周期極性：正和負

　　耦合方式：差模 L-N；共模 L-PE, N-PE, L+N-PE

　　試驗波形示意圖如下：

　　試驗耦合模式如下：

　　a)單相電源耦合模式

　　Test setup for Line to ground test

　　Test setup for Line to Line test

　　b)三相電源耦合模式示意圖：

　　c)信號端口耦合模式

　　2)快速阻尼振蕩

　　快速阻尼振蕩試驗設置要求如下：

　　試驗電壓V peak：250 V – 4000 V

　　持續時間td：50 ms(3 MHz)，15 ms(10 MHz)，　5 ms(30 MHz)

　　試驗時間T：標準未定義，通常為1分鐘

　　間隔時間tr：標準未定義

　　重復率Rep：5000/s ( 3MHz， 10 MHz， 30 MHz)

　　第一個半周期極性：正和負

　　耦合方式：共模 Lx-PE, N-PE, Lx+N-PE

　　試驗波形示意圖如下：

　　電源端口耦合模式如下：

　　信號端口通常使用容性耦合夾進行耦合，與IEC 61000-4-4電快速瞬變脈沖群通信端口測試相同。

　　3.2 阻尼振蕩波抗擾度試驗布置

　　阻尼振蕩波試驗典型的測試布置如下：

　　使用接地參考平面的臺式設備試驗布置示例

　　使用接地參考平面的落地式設備試驗布置示例

　　在進行試驗時，信號發生器、耦合/去耦網絡、EUT和輔助設備應接到參考接地平面(GRP)，或以其他適當的方式接地。

　　臺式設備，EUT和電纜應置于高度為10 cm厚的絕緣支撐物，與GRP隔離。

　　立式設備，EUT應置于10 cm厚的絕緣支撐物上。

　　受試設備除了下方的參考接地平面(GRP)外，和其他導電體結構的距離至少為0.5m。

　　耦合/去耦網絡接入在距離EUT 1m處的電路上并與GRP連接。

　　如果耦合/去耦網絡與試驗信號發生器是分離的，它們之間應靠近放置，并通過一個不超過1m長的導線連接。耦合/去耦網絡與GRP的連接應盡可能短。

　　通信線(數據線)應使用技術規范要求的電纜，且需要高于參考接地平面(GRP)0.1m，其長度最少為1m。

　　如果EUT提供的電源線超過1m，超長電纜部分應折疊成直徑為0.2m的扁平線圈，并置于GRP上方0.1m。

　　4、阻尼振蕩磁場抗擾度

　　4.1 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗要求

　　阻尼振蕩磁場使用慢速阻尼振蕩波，振蕩頻率為100kHz和1MHz。

　　阻尼振蕩磁場試驗設置要求如下：

　　磁場強度H：10A/m – 100A/m

　　持續時間td：不小于2s

　　試驗時間T：標準未定義，通常為10s

　　間隔時間tr：標準未定義

　　重復率Rep：40/s ( 100 kHz) 400/s ( 1 MHz )

　　第一個半周期極性：正和負

　　感應線圈應具有足夠的尺寸，以包圍EUT(在3個互相垂直方位上)。

　　4.2 阻尼振蕩磁場試驗布置

　　阻尼振蕩磁場試驗典型的測試布置如下：

　　EUT應放在GRP上,兩者之間有0.1m 厚的絕緣(如干木塊)支撐。

　　應使用由EUT制造商提供或推薦的電纜。若沒有推薦，應采用一種適合于所涉及信號的無屏蔽電纜，所有電纜應有1m 的長度暴露于磁場中。

　　通信線(數據線)應使用技術規范或標準中規定的電纜連接到EUT。在EUT 附近的每一根導線應保持距GRP0.1m 左右的距離。

　　試驗發生器應放置在距離感應線圈不超過3m 遠處。

　　感應線圈應圍住放在其中心處的EUT。

　　在垂直位置(水平極化場)使用的感應線圈可直接與GRP連接(在一根垂直導體的根部)，GRP作為底邊而成為線圈的一部分,這時從EUT到GRP的最短距離為0.1m 是足夠的。（文章來自電磁兼容之家）