GB∕T 43460.1-2023 电磁兼容 风险分析方法 第1部分：电缆屏蔽（正式版）

电磁兼容风险分析方法2023-12-28发布国家标准化管理委员会GB/T43460.1—2023前言 I引言 Ⅱ 2规范性引用文件 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 4屏蔽电缆分类 25风险分析程序 6风险子要素 7数据测量 37.1适用范围 47.3表面转移阻抗测量 57.4屏蔽衰减测量 8数据偏离值 88.1“猪尾巴”长度 88.2表面转移阻抗 8.3屏蔽衰减 9风险评估值和风险等级 9附录A(资料性)风险要素的风险分析程序 附录B(资料性)风险评估值与“猪尾巴”长度之间的关系 附录C(资料性)风险评估值与表面转移阻抗之间的关系 附录D(资料性)风险评估值与屏蔽衰减之间的关系 参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T43460《电磁兼容风险分析方法》的第1部分。GB/T43460已经发布了以下部分：——第1部分：电缆屏蔽。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国无线电干扰标准化技术委员会(SAC/TC79)提出并归口。本文件起草单位：上海电器科学研究院、上海机器人产业技术研究院有限公司、奇瑞商用车(安徽)有限公司、上海电器科学研究所(集团)有限公司、一汽奔腾轿车有限公司、福建通宇电缆有限公司、阳谷鑫辉电缆有限公司、山东阳谷恒昌电缆集团有限公司、安徽伊法拉电力科技有限公司、河南乐山电缆有限公司、宏亮电缆有限公司、宇通客车股份有限公司、中国第一汽车集团有限公司、人民电缆集团有限公司、东莞市东电检测技术有限公司、浙江亘古电缆股份有限公司、阳谷新太平洋电缆有限公司、齐鲁电缆有限公司、虹峰电缆股份有限公司、江西太平洋电缆集团有限公司、深圳市国信达科技股份有限公司、新疆胡杨线缆制造有限公司、青岛华强电缆有限公司、河北阳天通信科技有限公司、杭州山峰线缆实业有限公司、深圳市柏斯泰电脑配件有限公司、深圳市鸿安达电缆有限公司、深圳市创亿欣精密电子股份有限公司、弗迪动力有限公司、北京汽车研究总院有限公司、南方珠江科技有限公司、海检检测有限公司、深圳市合利士智能装备有限公司、深圳市杰美康机电有限公司、广东诚誉工程咨询监理有限公司、天津亨特尔线缆有限公司、新疆中超新能源电力科技有限公司、北汽福田汽车股份有限公司、东风汽车集团股份有限公司、青岛豪迈电缆集团有限公司、红旗电缆电器仪表集团有限公司、合肥海特微波科技有限公司、重庆三峡电缆(集团)有限公司、中国工程物理研究院电子工程研究所、西南交通大学、上海电器设备检测所有限公司、中国电子技术标准化研究院、中国汽车工程研究院股份有限公司、广州海关技术中心、工业和信息化部电子第五研究所、上海凌世电磁技术有限公司、浙江汉维通信器材有限公司。Ⅱ电磁兼容性(EMC)风险评估技术是建立在EMC设计方法的基础上，利用通用的风险评估手段，按风险评估的程序，划分风险等级、建立设备设计理想模型、确定风险要素，以识别EMC风险。GB/T43460《电磁兼容风险分析方法》旨在确立适用于EMC风险评估理想模型中风险要素的分析——第1部分：电缆屏蔽。目的在于给定EMC风险评估理想模型中电缆屏蔽风险要素的操作方法及程序。——第2部分：端口EMC装置。目的在于给定EMC风险评估理想模型中端口EMC装置风险要素的操作方法及程序。——第3部分：接地。目的在于给定EMC风险评估理想模型中接地风险要素的操作方法及程序。——第4部分：信号处理。目的在于给定EMC风险评估理想模型中信号处理风险要素的操作方法及程序。——第5部分：串扰处理。目的在于给定EMC风险评估理想模型中串扰处理风险要素的操作方法及程序。1电磁兼容风险分析方法第1部分：电缆屏蔽本文件给出了电缆屏蔽风险要素的分类、风险分析程序、风险子要素、数据测量、数据偏离值、风险评估值和风险等级。本文件适用于直连屏蔽电缆及连接器屏蔽电缆。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/T17737.1—2013同轴通信电缆第1部分：总规范总则、定义和要求GB/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GB/T38659.3—2022电磁兼容风险评估第3部分：设备风险分析方法GB/T38659.4—2022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IEC62153-4-3:2013金属通信电缆试验方法第4-3部分：电磁兼容表面转移阻抗三同轴法[Metalliccommunicationcabletestmethods—Part4-3:Electromagneticcompatibility(EMC)—Sur-facetransferimpedance—Triaxialmethod]IEC62153-4-4:2015金属通信电缆试验方法第4-4部分：电磁兼容高达3GHz及以上频率的屏蔽衰减测量法[Metalliccommunicationcabletestmethods—Part4-4:Electromagneticcompati-bility(EMC)—Testmethodformeasuringofthescreeningattenuationa,uptoandabove3GHz,tri-axialmethod]IEC62153-4-6:2017金属通信电缆和其他无源器件试验方法第4-6部分：电磁兼容表面转移阻抗线注入法[Metalliccablesandotherpassivecomponentstestmethods—Part4-6:Electromagneticcompatibility(EMC)—Surfacetransferimpedance—Lineinjectionmethod]IEC62153-4-15:2021金属通信电缆和其他无源器件试验方法第4-15部分：电磁兼容用三同轴测量传输阻抗和屏蔽衰减或耦合衰减的测量法[Metalliccablesandotherpassivecomponentstestmethods—Part4-15:Electromagneticcompatibility(EMC)—Testmethodformeasuringtrans-ferimpedanceandscreeningattenuation—orcouplingattenuationwithtriaxialcell]3.1术语和定义GB/T17737.1—2013和GB/T37123.406—2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。23.1.1电缆屏蔽层被扭绞成一个辫子形状的粗导线后的长度。表面转移阻抗surfacetransferimpedance电气长度短的均匀电缆的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。[来源：GB/T31723.406—2015,4.2,有修改]屏蔽衰减screeningattenuation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P和辐射的最大峰值功率P…比值的对数，见公式(1):式中：a、——屏蔽衰减的测量值，单位为分贝(dB);Pa——馈入电缆的功率，单位为瓦特(W);…………Pmdmx——辐射的最大峰值功率，单位为瓦特(W)。注：对于电气长度较长电缆，在电缆屏蔽的表面转移阻抗与频率成正比的频率范围内，屏蔽衰减与长度和频率无关。[来源：GB/T17737.1—2013,3.8.3,有修改]3.1.4测量值与理想模型的偏离量。3.1.5理想模型最大值idealmodelmaximum理想模型中风险子要素给定的最大值。3.1.6理想模型最小值idealmodelminimum理想模型中风险子要素给定的最小值。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。EMC:电磁兼容性(electromagneticcompatibility)VNA:矢量网络分析仪(vectornetworkanalyzer)4屏蔽电缆分类电缆屏蔽风险要素的分析对象按连接方式可分成两类：——直连屏蔽电缆，指与被评估设备连接，且仅通过电缆连接的；——连接器屏蔽电缆，指与被评估设备连接，通过电缆与连接器连接的。35风险分析程序电缆屏蔽风险要素对应的风险分析可借助测试/测量设备、软件等工具进行。电缆屏蔽风险要素的GB/T38659.4—2022的要求。本文件用于支撑GB/T38659.3—2022中设备EMC风险要素信息B(屏蔽电缆屏蔽层的搭接，代号为X₂₁),以及GB/T38659.4—2022中系统EMC风险要素信息C(电缆屏风险要素的风险分析程序图见附录A,电缆屏蔽风险要素的风险分析程序如下：a)确定电缆屏蔽风险要素信息；b)对电缆屏蔽的风险要素信息进行解析，确定其风险子要素分别为“猪尾巴”长度、表面转移阻c)采用长度测量工具来获取“猪尾巴”长度的数据，采用电缆屏蔽效能的测试方法来获取表面转移阻抗和屏蔽衰减的数据；d)由于“猪尾巴”长度、表面转移阻抗、屏蔽衰减这三种子要素的数据结果分别是连续可变的量，从而计算出电缆屏蔽的每个风险子要素的数据偏离值，该偏离值是指每个风险子要素实际设计数据与理想模型的数据偏离值；e)电缆屏蔽风险子要素“猪尾巴”长度、表面转移阻抗、屏蔽衰减这三种子要素属于并列关系，可根据适用范围选择其中一种风险子要素进行风险评估；f)确定电缆屏蔽风险要素风险评估值和/或风险等级。6风险子要素电缆屏蔽风险要素的子要素是用来确定风险评估值或风险等级的关键要素，可通过获取以下任何一种子要素的数据来确定电缆屏蔽风险评估值和/或风险等级，数据通常用某一具体的测量值来表示：——表面转移阻抗；——屏蔽衰减。7数据测量7.1适用范围“猪尾巴”长度、表面转移阻抗、屏蔽衰减这三种风险子要素的数据适用范围见表1。风险子要素数据适用性“猪尾巴”长度屏蔽电缆表面转移阻抗测量布置较复杂，对测量装置和屏蔽电缆的连接工艺要求较高，表面转移阻抗可与屏蔽衰减进行转换，适用于评估汽车高压屏蔽电缆和高压屏蔽连接器30MHz以下的屏蔽特性屏蔽衰减测量布置较复杂，对测量装置和屏蔽电缆的连接工艺要求较高，频率范围可达到3GHz以上，适用于多种类型的屏蔽电缆和连接器(小)的屏蔽性能评估4风险子要素“猪尾巴”长度属于连续型子要素，其结果是一种连续可变的量。“猪尾巴”长度的数据获取方法如下：——采用长度测量工具，单位为厘米(cm),分辨力不低于1mm;——“猪尾巴”长度取值范围见表2;分析对象理想模型最大值理想模型最小值直连屏蔽电缆Lsahle0连接器屏蔽电缆Lcable0注：Lhte为电缆长度。——测量方法：通过目测检查或测量的方式来确定该子要素的相关参数。测量每根屏蔽电缆屏蔽层的“猪尾巴”长度L,如图1a)所示，图1b)和图1c)为360°搭接，即“猪尾巴”长度为0cm;图2为电缆屏蔽层360°搭接处理示意图；图3是“猪尾巴”长度处理示意图。搭接图1电缆屏蔽层处理示意图图2电缆屏蔽层360°搭接处理示意图图3电缆屏蔽层“猪尾巴”长度处理示意图57.3表面转移阻抗测量风险子要素表面转移阻抗属于连续型子要素，其数据测量值是一种连续可变的数值。表面转移阻抗测量时的电缆连接方式应与电缆在实际运用时的连接方式保持一致。直连屏蔽电缆可直接测量，连接器屏蔽电缆应在电缆与连接器连接的时候测量。表面转移阻抗的数据获取方法如下。2021规定的电缆屏蔽效能相关参数的测量装置，获得测量值，单位为毫欧每米(mΩ/m)。——表面转移阻抗取值范围见表3。表3表面转移阻抗取值范围分析对象理想模型最大值mΩ/m理想模型最小值mΩ/m直连屏蔽电缆1连接器屏蔽电缆1——测量方法：通过测量的方式确定该子要素在30MHz时赋值依据的相关参数，可用三同轴法或线注入法：1)三同轴法2)线注入法测试布置、测试设备、注入装置、测试步骤、测试结果分析应符合IEC62153-4-6:2017、GB/T31723.406—2015和T/CSAE189—2021的要求。注入电路是用多根扁平导线(或铜带、或铜箔)和被测屏蔽电缆的外芯线(或被测屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件的外芯线)所组成的一段传输线。注入电路的两端通过注入装置与同轴线缆相连接。注入线应沿着耦合长度范围内紧贴被测屏蔽电缆或被测屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件。注入电路的特性阻抗可通过选择合适的注入线的芯线宽度来匹配发生器的输出阻抗和负载电阻R。。与矢量网络分析仪输出阻抗相比，沿耦合线方向的注入装置和注入电路的反射系数应小于0.1,即回波损耗应大于20dB。屏蔽电缆表面转移阻抗远端测试布置(线注入法)如图4所示。6标引序号说明：1——矢量网络分析仪信号接收端；2—-注入线；3——被测屏蔽电缆；4——连接器(SMA,N等);5——矢量网络分析仪信号输出端；6——注入装置；7——铁氧体；8——与矢量网络分析仪连接的馈线；L.——耦合长度；R₁——被测屏蔽电缆的终端电阻；VNA——矢量网络分析仪。图4屏蔽电缆表面转移阻抗远端测试布置(线注入法)屏蔽电缆表面转移阻抗近端测试布置(线注入法)如图5所示。标引序号说明：1——矢量网络分析仪信号接收端；2——注入线；3——被测屏蔽电缆；4——连接器(SMA,N等);5——矢量网络分析仪信号输出端；6——注入装置；7——铁氧体；8——与矢量网络分析仪连接的馈线；L.——耦合长度；R₁——被测屏蔽电缆的终端电阻；VNA——矢量网络分析仪。图5屏蔽电缆表面转移阻抗近端测试布置(线注入法)屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件表面转移阻抗远端测试布置(线注入法)如图6所示。7标引序号说明：1——矢量网络分析仪信号接收端；2——注入线；3——屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件；4——连接器(SMA,N等);5—-矢量网络分析仪信号输出端；6——注入装置；7——铁氧体；8——与矢量网络分析仪连接的馈线；L。——耦合长度；R₁——被测屏蔽电缆的终端电阻；VNA——矢量网络分析仪。图6屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件表面转移阻抗远端测试布置(线注入法)屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件表面转移阻抗近端测试布置(线注入法)如图7所示。标引序号说明：1——矢量网络分析仪信号接收端；2——注入线；3——被测屏蔽电缆；4——连接器(SMA,N等);5——矢量网络分析仪信号输出端；6——注入装置；7——铁氧体；8——与矢量网络分析仪连接的馈线；L。——耦合长度；R₁——被测屏蔽电缆的终端电阻；VNA——矢量网络分析仪。图7屏蔽电缆与连接器所构成的总成组件表面转移阻抗近端测试布置(线注入法)7.4屏蔽衰减测量风险子要素屏蔽衰减属于连续型子要素，其数据测量值是一种连续可变的数值。屏蔽衰减测量时的电缆连接方式应与电缆在实际运用时的连接方式保持一致。直连屏蔽电缆可直8接测量，连接器屏蔽电缆应在电缆与连接器连接的时候测量。屏蔽衰减的数据获取方法如下：——宜采用IEC62153-4-4:2015和IEC62153-4-15:2021规定的电缆屏蔽效能相关参数的测量装置，单位为分贝(dB);——屏蔽衰减取值范围见表4;表4屏蔽衰减取值范围分析对象理想模型最大值理想模型最小值直连屏蔽电缆连接器屏蔽电缆——测量方法：通过测量的方式确定该子要素在30MHz时赋值依据的相关参数，用三同轴法。测试布置、测试设备、测试步骤、测试结果分析应符合IEC62153-4-4:2015和IEC62153-4-15:2021的要求。8数据偏离值“猪尾巴”长度数据偏离值是指屏蔽电缆“猪尾巴”长度偏离理想模型的偏离量，偏离值越大代表风险越大。“猪尾巴”长度数据的偏离值范围按公式(2)计算：“猪尾巴”长度的数据偏离值范围；Lmx——“猪尾巴”长度的最大理想值，单位为厘米(cm);Lmin——“猪尾巴”长度的最小理想值，单位为厘米(cm)。8.2表面转移阻抗表面转移阻抗数据偏离值是指表面转移阻抗偏离理想模型的偏离量，偏离值越大代表风险越大。表面转移阻抗数据偏离值范围在0～100%之间。直连屏蔽电缆表面转移阻抗数据的偏离值范围按公式(3)计算：式中：Zr.cahte——直连屏蔽电缆表面转移阻抗的测量值，单位为毫欧每米(mΩ/m);Zr.ahtemax——直连屏蔽电缆表面转移阻抗的最大理想值，单位为毫欧每米(mΩ/m);Zr.ahe.min——直连屏蔽电缆表面转移阻抗的最小理想值，单位为毫欧每米(mΩ/m)。连接器屏蔽电缆表面转移阻抗的数据偏离值范围按公式(4)计算：9GB/T43460.1—2023式中：△P。。——连接器屏蔽电缆表面转移阻抗的数据偏离值范围；Zr——连接器屏蔽电缆表面转移阻抗的测量值，单位为毫欧每米(mΩ/m);Zr.mx——连接器屏蔽电缆表面转移阻抗的最大理想值，单位为毫欧每米(mΩ/m);Zr.min——连接器屏蔽电缆表面转移阻抗的最小理想值，单位为毫欧每米(mΩ/m)。8.3屏蔽衰减屏蔽衰减数据偏离值是指屏蔽衰减偏离理想模型的偏离量，偏离值越大代表风险越大。屏蔽衰减数据的偏离值范围按公式(5)计算：式中：△Pa——屏蔽衰减的数据偏离值范围；as——屏蔽衰减的测量值，单位为分贝(dB);asmx——屏蔽衰减的最大理想值，单位为分贝(dB);asmin——屏蔽衰减的最小理想值，单位为分贝(dB)。)9风险评估值和风险等级采用“猪尾巴”长度测量法、表面转移阻抗测量法、屏蔽衰减测量法中的任一方法获得电缆屏蔽子要素的数据测量值，再通过计算电缆屏蔽的风险子要素的数据偏离值确定电缆屏蔽风险要素的风险评估值和风险等级，见表5。表5电缆屏蔽风险要素的风险评估值和风险等级风险等级风险评估值数据偏离值%极低0低中高极高电缆屏蔽风险评估值与“猪尾巴”长度之间的关系推荐等级示例见附录B。电缆屏蔽风险评估值与表面转移阻抗之间的关系推荐等级示例见附录C。电缆屏蔽风险评估值与屏蔽衰减之间的关系推荐等级示例见附录D。第一步第二步第四步第五步第六步第一步第二步第四步第五步第六步(资料性)风险要素的风险分析程序风险要素的风险分析程序如下：——第一步：确定风险要素信息；——第二步：对风险要素信息进行解析，确定其风险子要素，并判断出每个风险子要素的类型；——第三步：借助测试/测量设备、软件等工具，获取风险子要素n的数据测量值；——第四步：计算每个风险子要素的数据偏离值，该偏离值是指每个风险子要素实际设计数据与理想模型的数据偏离值