(高清版)GBT 18268.31-2022 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第31部分：安全相关系统和预期执行安全相关功能（功能安全）设备的抗扰度要求 一般工业应用

测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第31部分：安全相关系统和预期执行安全相关功能(功能安全)设备的抗扰度要求一般工业应用functions(functionalsafe(IEC61326-3-1:2017,Electricalequipmentformeasuremelaboratoryuse—EMCrequirements—Partfunctions(functionalsafety)—Generalindustrial2022-10-12发布2023-05-01实施国家市场监督管理总局国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T18268.31—2022/IEC61326-3-1 Ⅲ IV 1 1 2 23.2缩略语 4 55电磁兼容试验计划 5 55.2试验说明 5 55.4试验时EUT的工作条件 65.5性能判据规范 65.6试验描述 6 76.1性能判据DS 76.2性能判据DS的应用 76.3性能判据DS在应用中需要考虑的方面 7 8 8.1用于安全相关系统的系统和设备的试验 8.2用于安全相关系统的设备的试验原理 8.3安全相关系统的试验原理 8.4试验配置和试验性能 9试验结果和试验报告 附录B(资料性)电磁环境评估 附录C(资料性)抗扰度试验中允许的影响 21 24 Ⅱ 15 17平示例(见IECTR61000-1- 7表2抗扰度试验要求——外壳端口 8 9表4抗扰度要求——直流电源输入输出端口 9 表6抗扰度要求——直接与供电网络相连的I/O信号/控制端口 表10用于安全相关系统的设备试验时适用的性能判据和可观测的动作 表B.1在工业应用中关于功能安全的电磁现象和试验水平的范例 20表C.1抗扰度试验时允许的对设备功能的影响 21表C.2在抗扰度试验时允许的对系统功能的影响 Ⅲ本文件是GB/T18268《测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求》的第31部分。——第24部分：特殊要求符合IEC61557-8的绝缘监控装置和符合IEC61 兼容性抗扰度和发射要求，这些电设备是由小于交流1000V或直流1500V的电源或电 ——第24部分：特殊要求符合IEC61557-8的绝缘监控装置和符合IEC61557-9的绝缘故障定V每个安全功能的要求在一个或多个系统安全要求规范(SSRS)中进行规定。因此，按照风险。其目的是使系统中的所有设备符合功能安全方面的特殊性能判据(例如性能判据DS)达到1电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC61000-4-电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC61000-关系统和预期执行安全相关功能(功能安全)设备的抗扰度要求特定电磁环境的工业应用2IEC61000-4-8:2009电磁兼容试验和测量技术第4-8部分：工频磁场抗扰度试验(Electro-magneticcompatibility(EMC)—Part4-8:Testingandmeasurementtechniques—Powerfrequemagneticfieldimmunitytest)IEC61000-4-16:2015电磁兼容第4-16部分：试验和测量技术0Hz～150kHz共模传导骚扰抗扰度试验(ElectromagneticcompatibiliIEC61000-4-34:2005电磁兼容第4-34部分：试验和测量技术主电源每相电流大于16A的nitytestsforequipmentwIEC61000-6-2:2016电磁兼容第6-2部分：通用标准工业环境中的抗扰度试验(Electromag-neticcompatibility(EMC)—Part6-2:Genericstandards—ImmunityfoIEC61326-1:2012测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分：通用要求(ElectricalequipmentformeasuremeGeneralrequiremenIEC61326-1和IEC60050-161界定的以及下列术语和定义适用于本文件。a)在要求时阻止安全功能执行(需求模式),或导致安全功能失效(连续模式)以致EUC进入危b)降低在要求时安全功能正确执行的概率。3功能安全functionalsafety伤害的潜在根源。b)增加安全功能的误动作从而使EUC(或其一部分)进入或保持安全状态的概率。 基于电气(E)和/或电子(E)和/或可编程电子(PE)4用于连接任何类型设备的特定位置或建筑物 ——自身或与其他E/E/PE安全相关系统、其他风险降低措施一起，能够实现要求的安全功能所一种离散的等级(四个可能等级之一),对应安全完整性量值的范围。安全完整性等级4是最高AE:辅助设备(auxiliaryequipment)E/E/PE:电气/电子/可编程电子(electrical/electronic/programmableelectronic)EUC:受控设备(equipmentunderconEUT:受试设备(equipmentund56记录EUT的组成原理。5.3.3EUT的配置5.3.4I/0端口当系统有多个同一种型号、功能的I/O端口，如果可以证明其余的电缆对试验结果没有重要的影当EUT需要使用多种AE装置时，每种AE装置至少选择一个来模拟真实的工作宜使用不易受电磁干扰影响的AE,如机械设备，以便检测和评估EUT的反应。5.4试验时EUT的工作条件5.4.3试验时EUT的软件基础标准中已经给出(见表1)。这些基础标准的内容不需要在试验计划中重述。然而，本文件给出了76.1性能判据DS性能判据用来描述和评估EUT暴露于电磁环境中的反应。关于功能安全目标，应使用特定的性能判据DS。性能判据DS如下所述：a)预期用于安全应用的EUT功能：1)在超出安全要求规范时不受影响；2)可能被暂时或永久性干扰(甚至组件被破坏),如果EUT对干扰产生反应，则对应可检测b)非预期用于安全应用的功能可能被暂时或永久性干扰。6.2性能判据DS的应用执行和预期用于执行安全功能或者部分执行安全功能的设备应按照性能判据DS的定义在规定的方式下工作。安全相关系统应用于实现或者维持设备和受控的相关设备的安如果一个设备或系统既执行安全功能又执行非安全功能，则功能安全的要求仅适用于安全功能能判据DS。在很多情况下，需要有特定的辅助设备来明确识别和监控所考虑的安全功能的应确保此类辅助设备在抗扰度试验期间不影响EUT的状态。6.3性能判据DS在应用中需要考虑的方面如果EUT通过进入已定义的状态对干扰作出反应，则应验证达到这种已定义的状态不仅仅只是表1试验过程中EUT的反应瞬时互才能继续工作8表1试验过程中EUT的反应(续)EUT的反应应符合性能判据DS。如果频率只试验一次·试验符合GB/T17626.2-2018,GB/T17626试验符合GB/T17626.3—2016,GB/T17626.6—2017,IEC61000-4-8,IEC61000-4-表2～表7给出了除IEC61326-1规定以外的抗扰度试验要求。表10给出了用于安全应用的功能和不用于安全应用的功能在电磁干扰下的允许影响。传输的瞬态产生的脉冲。为了增加用于更高SIL等级的安全相关系统和设备的抗电磁干扰的能力，相对于基础EMC标准的试验性能要求，针对电磁现象的抗扰度试验需要进行多次脉冲。这可以通过延长试验时间或施加更多试验脉冲来实现(见表1)。试验项目静电放电(ESD)电磁场20V/m(80MHz～1GH,1k·试验值的选择应根据GB/T17626作的地方或者是只有接受过培训的工作人员才能接近的设备外，其余人可对于预期用于SIL3场合的设备，最高等级的放电次数应增加为基础标准中的3这些试验值适用于表8中的频率范围。ISM频率应单d仅适用于包含对磁场敏感的器件的设备。9试验项目浪涌电压暂降40%10/12周期0%250/300周期1V～10V,20dB/十倍频程(1.5kHz～15kHz)·预期用于SIL3的设备，最高等级的试验持续时间应为基础标准中给出的持续时间的5倍。预期用于SIL3的设备，最高等级的脉冲数应为基础标准中的3倍。要求的抗扰度等级可通过使用外部保护设施来实现。使用的任何设备及其安装要求应在用户文档中说明这些试验值适用于表9给出的频率范围。ISM的频率宜单独考虑。试验项目浪涌2kV(线-地)射频传导1V～10V,20dB/十倍频程(1.5kHz～15kHz)10v(DC,163Hz,50/60Hz和150/180H₂)100V短时持续(1s,DC,163Hz和50/60H)电压暂降40%U-持续10ms0%Ur持续20ms不与DC供电网络直接相连的，在设备/系统间连接的DC端口按照I/O信号/控制端口处理(见表5和表6·对于预期用于SIL3场合的设备，最高等级的试验持续时间应为基础标准中给出的持续时间的5对于预期用于SIL3场合的设备，在最高等级的脉冲数应为基础标准中的3倍。试验项目浪涌2kV(线-地),d.1V～10V,20dB/十倍频程(1.5kHz～15kHz)适用于线缆长度大于3m的情况。对于使用在SIL3要求的设备，最高等级的试验持续时间应为基础标准中给出的持续时间的5倍。只针对长距离的线缆(见IEC61326-1:2012的3.10)。d对于使用在SIL3要求的设备，在最高等级的脉冲数应为基础标准中给出的数字的3倍。·要求的抗扰度等级可通过使用外部保护设施来实现。使用的任何设备及其安装要求应在用户文档中说d通常情况下，这些试验值适用于表9给出的移动传输器频率范围。ISM的频率应单独考虑。仅对接地的系统和设备分别进行试验。表6抗扰度要求——直接与供电网络相连的I/0信号/控制端口试验项目浪涌2kV(线-线),c.4kV(线-地)射频传导10V(10kHz～80MHz,11V～10V,20dB/十倍频程(1.5kHz～15kHz)10V(DC,163Hz,50/60Hz和150/180H₂)100V短时持续(1s,DC,163Hz和50/60Hz)·对于预期应用于SIL3场合的设备，最高等级的试验持续时间应为基础标准中给出的持续时间的5b对于预期应用于SIL3场合的设备，在最高等级的脉冲数应为基础需要的抗扰度等级可以通过使用外部保护装置来达到。所使用的任何设备及其安装要求应在用户文档中应使用交流/直流电源线耦合网络。·通常情况下，这些试验值适用于表9给出的移动发射机的频率范围。ISM频率试验项目·对于预期应用于SIL3场合的设备，最高等级的试验持续时间应为基础标准中给出的持续时间的5范围/MHz资料性范围/MHz资料性频率范围/MHzMobile及SRDISM(仅Regionl)4G/LTE一AISM(仅Region2)“试验频率范围”一列中，如给出的是单个试验频率，则只在该频率下进行试验，如给出的是频率范围，则以不大注1:试验采用基础标准中给出的调制方案。也可使用其注2:关于各地区频率分配的更多信息，见IEC61000-2-5或国际电信联盟出版物。中心频率资料性频率范围用途目的·仅荷兰适用。不用于安全应用的功能依据相关产品标准的性能判据●B+观察到的偏离十恢复时间记录，或●C+观察到的动作，可依据相关产品标准的性能判据忽略注1:性能判据A、B和C的描述在IEC61326-1中给出。注2:更多关于抗扰度试验中允许的影响的详细信息，见表C.1和表C.2。试验报告应至少包含以下信息：——EUT描述；——试验计划中给出的项目；—试验数据和结果；——试验设备和布置；—试验中观察到的现象。图1预期用于安全相关系统的设备的典型试验布置，作为独立设备或整体系统进行试验图2试验时预期用于安全相关系统的设备集成到典型安全相关系统的典型试验布置(资料性)虑可能会出现的所有的电磁现象以及这些现象产生的最大干扰幅值。对于一般的工业环境中应用方法a)需要适当的电磁环境知方法并不足够用于安全相关系统及其使用设备。干扰水平的确定宜考虑全部电根据方法a),本文件给出了适用于安全相关系统和用于安全相关系统设备的规定的电求。本文件中的一些要求对IEC61326-1中的一些要求进行了补充，同时选择的电磁环境和规定的抗本文件中规定的增强试验等级来源于大多数工业应用环境下的最高等级GB/T18268.31—2022/IEC61326-3-1:2017开始开始是不是方法(A)试验结果?(见第1章)通过方法(B)EMC试验结果?失败是设备和系统的电磁兼容性要求宜基于相关方的广泛探讨。标准或技术规范和报告，如IEC61508和依据IEC61508,E/E/PE系统满足功能安全的要求目的是通过SIL给出一个数值来限制安全功能产生的最大危险失效率。这意味着E/E/PE系统宜以比SIL数值足够高的概率完成预期的功能，或和措施以避免失效或控制系统运行时可能发生的失效。这些要求涉及可能导致失效的所有源头。IEC61508参考了IEC61000系列EMC标准并且征询了EMC规范发布的相关方。EMC规范应以IECTR61000-2-5为基础。IECTR61000-2-5描述了熟知的不同环境中的电磁现象。相关现象和适正常使用的电磁兼容性要求未包含安全方面的内容。正常使用时的电磁兼容性要求，例如在EMC领域中获取抗扰度等级的经典方法可用图B.1中的方法论证(详见IECTR61000-1-1和IEC61000-2-5)。图中给出了由单个源发射而产生的电磁骚扰得到的电磁骚扰发生概率密度(图中左概率=5%单一发射器和敏感器的发射/抗扰度水平示例(见IECTR61骚扰水平邻近的一条曲线用来表示设备电磁骚扰抗扰度特性。抗扰度水平通常以离散数值给出。度试验一般仅按照要求的等级或者不超出该等级),而且实际的抗扰度由于不确定度会有变化，例如设对于潜在的干扰因素的定量描述，兼容性水平在此被引入并作为描述干扰的参考水平。对于各种实际值取决于考虑中的电磁环境。因此，如果在每一场所用某种方从图B.1的曲线的形状中可以得到，兼容性水平和使用的抗扰度水平之间增加的裕量会导致干扰的交叠区域位于小比例范围内(如图A.1中所示，通常为5%)。这一方法表示了技术/经济上的折中，允许在某些情况下规定的抗扰度等级不够高以避免干扰。5%的交叠并不表示使用这些器件的设施一定有5%的干扰现象发生。按照IECTR61000-1-1中A.6,通常最终干扰的概率要小得多。图B.1中的曲线给出了骚扰水平和设备抗扰度水平、计划水平和抗扰度试验等级的概率的基本特少的存在相关知识(用等雷雨曲线表示雷击的情况)并且这些现象对设备随之产生的影响也不会很多。即使是相对公认的概率曲线，可认为概率密度在百分之几或者百分之几十的范围内是可确信的。从那些边界条件可知大多数情况下没有可靠的、明确的和可被证明的方法去找到在设施内骚扰的兼容性水平和安装于安全相关系统的设备的部件的抗扰度水平之间的明确关联。获得适合的抗扰度等级的仅有的实用方法也许是：安全相关系统预期使用的特定电磁环境的评估以及通过技术讨论来确定抗扰度水平。在IECTR61000-2-5中给出的兼容性水平可以作为获得要求所),或者是从考虑的基础标准中规定的试验水平下一个等级而得到。在两种情级的结论都建立在IECTR61000-2-5中的等级与工程师讨论的基础上。GB/T18268.31—2022/IEC613试验项目功能的不同试验等级1试验等级应遵循GB/T17626.2—2018中人可接触的部位，不包括ESD环境受控的否只允许受过培训的人员接近的设备2电磁场因子2～3率宜单独考虑3因子1.5～24浪涌因子1～25因子3范围，除非可靠的测量可证明在附近不使用此类设备。ISM频率宜单独考虑6工频磁场否常见例外情况在通用标准中给出。一般没有安全裕量。安全裕量在IEC61000-6-5中规定的或者类似的工业7电压低降否8否9是需要，但仅对短时工频现象。限制在供电的额定电压电压低降否否电压低降否否(资料性)能和非安全应用的功能。8种可能发生的影响被考虑在内。表C.1是关于设备的，表C.2则是关于整——功能类型(安全应用功能或者非安全应用功能);以及表C.1抗扰度试验时允许的对设备功能的影响干扰施加时的影响一般EMC试验等级一般EMC试验等级连续的电磁现象瞬态的电磁现象连续的电磁现象瞬态的电磁现象连续的电磁现象的电磁干的电磁干12暂时的可再现的性能降低，提供了降低信息(降低不必用自动诊断检测)的范围内允许允许允许允许的范围内允许允许，不信息允许，不信息3暂时功能丧失，试验后按要由自动诊断监测(提供失效信息)(功能不宜电磁兼容求正常的操作)允许允许允许允许允许4暂时功能丧失，试验后按要被自动诊断监测(EUT内部或外部的诊断)(按DS规定的内容)允许允许5暂时性功能丧失，需操作者检测，如诊断(提供失效信(按一般电能失效)允许允许允许允许6暂时性功能丧失，需操作者可检测，失效未被自动诊断监测(EUT内部或外部的诊断)(除安全失效外)(除安全失效外)(除安全失效外)允许表C.1抗扰度试验时允许的对设备功能的影响(续)干扰施加时的影响一般EMC试验等级一般EMC试验等级连续的电磁现象瞬态的电磁现象连续的电磁现象瞬态的电磁现象连续的电磁现象的电磁干的电磁干7恢复(包括损坏)求)EMC要求)允许允许8恢复(包括损坏)(除安全失效外)(除安全失效外)表C.2在抗扰度试验时允许的对系统功能的影响干扰中的影响一般EMC试验等级一般EMC试验等级连续的电磁现象瞬时的电磁现象连续的电磁现象瞬时的电磁现象连续的电磁现象短时瞬间电磁干扰长时瞬间电磁干扰12暂时性功能丧失，试验后按的失效反应(功能不宜电磁兼容动作下要操作)允许允许允许允许允许3暂时性功能丧失，试验后按的失效反应未动作(按DS规定的内容)允许允许4暂时性功能丧失，需手动恢复或重启恢复十规定的失效反应动作(按一般电磁兼容要宜失效)允许允许允许允许5暂时性功能丧失，需手动恢复或重启恢复十规定的失效反应未动作(除安全失效外)(除安全失效外)(除安全失效外)允许表C.2在抗扰度试验时允许的对系统功能的影响(续)干扰中的影响一般EMC试验等级一般EMC试验等级连续的电磁现象瞬时的电磁现象连续的电磁现象瞬时的电磁现象连续的电磁现象短时瞬间电磁干扰长时瞬间电磁干扰6恢复(包括损伤)一般电磁兼容性要(按一般电磁兼容性要求)允许允许允许7恢复(包括损伤)(除安全失效外)(除安全失效外)注：短时瞬间电磁现象包括：ESD、脉冲群、浪涌。长时瞬间电磁现象包括：电压低降和电压中断。[2]GB/T20438.4—2017电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第4部分：定义[3]IEC60204-1:2005Safetyofmachinery—Electricalequipmentofmachi[4]IEC61000(allpartsApplicationandinterpretatio[6]IEC61000-1-2:2016theachievementoffunctionalsafetyofelectricalandel[7]IECTR61000-2-5Electromagneticcscriptionandclassificationofelec[8]IEC61000-6-5[9]IEC61000-6-7alsafety)inindust[10]IEC61326-2-1:2012Electricalequipmentforuse-EMCrequirements—Part2-1:Particularrequirements—Testconfig[11]IEC61326-2-2:2012ElectricEMCrequirements—Part2-2:Particularrequirements—Testconfigurations,operationalconditionsandperformancecriteriaforportableEMCrequirements—Part2-3:Particularrequire