电磁兼容 风险评估 第X部分：电缆屏蔽分

1电磁兼容风险评估第X部分：电缆屏蔽分析方法本文件给出了在进行电磁兼容（EMC）风险评估时为了获取电缆屏蔽风险要素的风险评估值，建立对该风险要素进行风险分析的程序和可具体实施的操作方法。本文件适用于屏蔽效能指标中转移阻抗和屏蔽衰减来衡量电缆屏蔽在EMC风险要素中的等级，适用频率为9kHz~1GHz。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T23694风险管理术语GB/Z37150电磁兼容可靠性风险评估导则GB/T17737.1-2013同轴通信电缆第1部分:总规范总则、定义和要求(IEC61196-1:2005IDT)IEC62153-4-3:2013Metalliccommunicationcabletestmethods–Part4-3:Electromagneticcompatibility(EMC)–Surfacetransferimpedance–TriaxialmethodIEC62153-4-4:2015Metalliccommunicationcabletestmethods–Part4-4:Electromagneticcompatibility(EMC)–Testmethodformeasuringofthescreeningattenuationasuptoandabove3GHz,triaxialmethodIEC62153-4-15:2015Metalliccommunicationcabletestmethods—Part4-15:Electromagneticcompatibility(EMC)—Testmethodformeasuringtransferimpedanceandscreeningattenuation—orcouplingattenuationwithtriaxialcellGB/T31723.406-2015金属通信电缆试验方法第4-6部分：电磁兼容表面转移阻抗线注入法IEC62153-4-6:2017Metalliccablesandotherpassivecomponentstestmethods.—Part4-6:Electromagneticcompatibility(EMC).Surfacetransferimpedance.LineinjectionmethodGB/T38659.1-2020电磁兼容风险评估第1部分：电子电气设备GB/T38659.2-2021电磁兼容风险评估第2部分：电子电气系统GB/T38659.3电磁兼容风险评估第3部分：设备风险分析方法GB/T38659.4电磁兼容风险评估第4部分：系统风险分析方法T/CSAE189-2021电动汽车高压屏蔽线缆及连接器表面转移阻抗测试方法3术语和定义GB/T17737.1-2013、GB/T23694和GB/Z37150界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1风险等级risklevel风险评估时，对风险要素所划分的等级。2aas=10lg3.2电磁兼容风险electromagneticcompatibilityrisk产品因设计而导致出现电磁兼容问题的概率，在测试环境下为通不过电磁兼容测试的概率。3.3风险评估值riskassessmentvalue采用定性和定量方法得到的用来表达风险大小的量值，通常在0~100之间。3.4表面转移阻抗transferimpedance对于一根电气长度短的均匀电缆，转移阻抗定义为单位长度上内部电路中电缆的纵向感应电压与外部电路（线注入电路）电流的比值，反之亦然。3.5屏蔽衰减screeningattenuationas电气长度较长电缆的屏蔽效率的合适判据，为馈入电缆的功率Pfeed和辐射的最大峰值功率Prad,max比值的对数：PfeedPrad,max对于电气长度较长电缆，在电缆屏蔽的转移阻抗与频率成正比的频率范围内，屏蔽衰减是与长度和频率无关的。4概述EMC风险分析是要增进对电子电气设备及/或电子电气系统EMC设计风险的理解。它为风险评价、决定风险是否需要应对以及最适当的应对策略和方法提供信息支持。每个EMC风险要素对应一个风险分析项目，风险分析可借助于测试/测量设备、软件等工具进行。每个风险要素的风险等级即“极高”“高”“中”“低”“极低”5类，其分析程序与方法是基于GB/T38659.4的标准。本标准是支撑GB/T38659.4电磁兼容风险评估第4部分:系统风险分析方法中产品EMC风险要素代号X22，风险要素信息C:电缆屏蔽。5电缆屏蔽分析对象电缆屏蔽风险要素的分析对象是指——系统中设备与设备之间的连接仅通过电缆连接方式的，分析对象是电缆；——系统中设备与设备直接的连接通过电缆与连接器连接方式的，分析对象是电缆与连接器所构成的总成组件。注：1、电缆种类划分为单芯电缆、多芯电缆、单层屏蔽电缆、多层屏蔽电缆2、电缆与连接器连接方式按使用目的划分为：电源连接器、汽车高压连接器、航空连接器、6电缆屏蔽（CS）分析6.1分析依据屏蔽电缆的存在将导致本来要流入信号线的干扰电流转移至屏蔽层上，电缆屏蔽会降低流入电缆及PCB上的共模干扰电流。为了充分发挥电缆屏蔽层的屏蔽效能，减小“猪尾巴”（Pigtail）效应，屏蔽层必须在连接器入口处与接地的金属板或金属连接器外壳相连，并做360°搭接，对于浮地设备必须与大3地（GND）连接。用下表1电缆的屏蔽层处理评估要素的风险等级所述来确定该评估要素的风险等级。表1电缆屏蔽和屏蔽层处理的风险评估值赋值原则a0低中高0无效屏蔽电缆占比计算按公式（1）：+X2 +Xn)/n……（1）式中：Kc——无效屏蔽电缆占比；Xn——屏蔽电缆屏蔽效能有效率，是一个0～1之间的值，可有以下两种情况：1）屏蔽电缆的实际屏蔽效能与理想屏蔽电缆屏蔽效能的比值，本文件中理想屏蔽电缆屏蔽效能为不小于80dB；2）屏蔽电缆屏蔽层“猪尾巴”长度与屏蔽电缆“猪尾巴”失效长度的比值，本文件中屏蔽电缆“猪尾巴”失效长度为10cm；n——系统电缆的数量。6.2分析工具—尺，精度至少1mm，或测量方法；—采用IEC62153-4-4、IEC62153-4-3、IEC62153-4-6、GB/T31723.406、IEC62153-4-15规定的电缆屏蔽效能相关参数的测量装置。6.3分析程序通过目测检查或测量的方式确定该要素赋值依据的相关参数。（1）测量可以对以下两种参数：—测试参数为“猪尾巴”长度；测量每根屏蔽电缆屏蔽层的“猪尾巴”长度L,如图1(a)所示，图1（b）和（C）所示为360度搭接，即“猪尾巴”长度为零； 图1电缆屏蔽层处理示意图—电缆在30MHz时屏蔽电缆屏蔽效能相关的参数，如表面转移阻抗、屏蔽衰减等；对每根屏蔽电缆的屏蔽效能相关参数进行测量，可从电缆屏蔽效能相关参数的测量值获得该要素的风险评估值，此时风险评估值与屏蔽电缆屏蔽效能相关参数的实际值相对应。4本标准中的表2给出了电缆风险评估值与“猪尾巴长度”、屏蔽效能参数测量值（分别是表面转移阻抗与屏蔽衰减）之间的关系、表3给出了电缆与连接器的总成组件与“猪尾巴长度”、屏蔽效能参数测量值（分别是表面转移阻抗与屏蔽衰减）之间的关系。表2风险评估值与“猪尾巴”长度、表面转移阻抗、屏蔽衰减关系表——电缆0注：屏蔽电缆的表面转移阻抗或屏蔽衰减不仅仅与猪尾巴效应有关，还与屏蔽电缆的屏蔽电缆材质、表3风险评估值与“猪尾巴”长度、表面转移阻抗、屏蔽衰减关系表——电缆与连接器的总成组件0注：屏蔽电缆的表面转移阻抗或屏蔽衰减不仅仅与猪尾巴效应有关，还与屏蔽电缆的屏蔽电缆材质、本项目分析中不涉及分析电缆属性与电缆屏蔽必要性之间的直接关系，这个关系通过系统中部件的风险评估值建立（部件的风险评估值与部件连接的电缆是否屏蔽及屏蔽效能有关），同时，部件的风险评估值对系统的风险评估值有较大的影响。（2）统计系统电缆数量；（3）按公式（1）计算有效屏蔽电缆占比。7屏蔽效能的测量方法57.1一般要求表面转移阻抗的测量方法参考IEC62153-4-3、IEC62153-4-6、GB/T31723.406、T/CSAE189-2021标准布置和测量。屏蔽衰减的测量方法参考IEC62153-4-4、IEC62153-4-15标准布置和测量。7.2电缆屏蔽层的处理方式7.2.1360度搭接图2电缆360度搭接处理示意图7.2.2“猪尾巴”长度图3电缆“猪尾巴”长度处理示意图7.3被测电缆的准备7.3.1单芯屏蔽被测屏蔽电缆如图4所示，芯线与屏蔽层组成同轴线缆形式。高压屏蔽线缆一端连接终端电阻R1。R1应在计算值的±10%以内。图4单芯屏蔽电缆示意图另外一端需要专门设计连接器，用于连接被测屏蔽线缆与信号源或阻抗匹配器。所有的连接必须保证接触直流电阻不能影响最终的表面转移阻抗测试结果，接触直流电阻应小于2mΩ。7.3.2多芯屏蔽6多芯屏蔽线缆可以等效为准同轴线缆系统。所有的芯线端焊接在一起，处于短路或端接电阻。其表面转移阻抗测试方法与单芯屏蔽线缆相同。图5对称多芯屏蔽电缆示意图7.3.3汽车高压屏蔽连接器汽车高压屏蔽连接器与高压屏蔽线缆一起作为被测件置于测试管中测试。高压屏蔽线缆需穿过高导电率、非磁性材质的延长管（如黄铜，紫铜，铝）。为了不影响最终的表面转移阻抗，接触直流电阻应小于2mΩ。汽车高压连接器示意图如图4所示。图6汽车高压屏蔽连接器示意图7.4表面转移阻抗7.4.1三同轴法测试布置、测试设备、测试步骤、测试结果分析请参考IEC6215