GBT 11604-2015 高压电气设备无线电干扰测试方法

GB/T11604—2015代替GB/T11604—1989高压电气设备无线电干扰测试方法(IEC/TRCISPR18-2:2010,MOD)中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布IGB/T11604—2015 1 1 1 24.1一般原则 24.2试品状态 24.3对试验区域的要求 24.4大气条件 24.5测试频率 34.6测量仪器 35交流电气设备的无线电干扰测试 35.1交流无线电干扰测试原理 35.2试验回路及实际布置 45.3试验回路元件 65.4测量接收仪的连接 65.5试验回路的确认检查 75.6试验回路的校准 75.7无线电干扰水平的确定 85.8试验期间附加监测 95.9交流电气设备的无线电干扰测试程序 95.10试验报告给出的信息 6直流电气设备的无线电干扰测试 6.1直流电气设备无线电干扰测试要求 6.2直流电气设备的无线电干扰测试回路 6.3直流电气设备的无线电干扰测试程序 附录A(资料性附录)标准准峰值CISPR测量接收仪对交流电晕噪声的响应 附录B(资料性附录)不同于CISPR基本标准仪器的无线电干扰测量装置 附录C(资料性附录)直流无线电干扰的现象描述 Ⅲ本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准代替GB/T11604—1989《高压电器设备无线电干扰测试方法》。本标准与GB/T11604———对试品状态给出了明确的界定描述(见4.2);——对基准测试频率给出我国实验室推荐值1MHz(见4.5);期间附加监测等都给予详细描述(见第5章);——增加直流电气设备的无线电干扰测试内容(见第6章);——增加资料性附录A“标准准峰值CISPR测量接收仪对交流电晕噪声的响应”;本标准采用重新起草法修改采用IEC/TRCISPR18-2:2010《架空线路和高压设备的无线电干扰特性第2部分：测量方法和限值确定程序》。本标准与IEC/TRCISPR18-2:2010的技术性差异及其——本标准内容参照IEC/TRCISPR18-2:20104.5节“实验室高压设备的无线电干扰测量”内容——对基准测试频率给出我国实验室推荐值1MHz(见4.5);——增加直流电气设备的无线电干扰测试内容(见第6章)。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这些专利的责任。本标准由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会归口(SAC/TC163)。GB/T11604—2015本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——GB/T11604—1989。1高压电气设备无线电干扰测试方法GB/T2900.19—1994电工术语高电压试验技术和绝缘配合(neqIEC60071-1:1993)GB/T4365—2003电工术语电磁兼容(idtIEC60050(161)1990)GB/T6113.101无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-1部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备测量设备(GB/T6113.101—2008,CISPR16-1-1:2006,IDT)GB/T16927.1高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求(GB/T16927.1—2011,IEC60060-1:2010,MOD)CISPR16-1-2无线电干扰和抗扰测量仪器及方法用规范第1-2部分：无线电干扰和抗扰测量仪器辅助设备导电干扰(Specificationforradiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatusandmethods—Part1-2:Radiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatus—Ancillaryequipment—Conducteddisturbances)注：本标准是通过电气回路直接测量设备无线电干扰脉冲在耦合回路的电流，并以无线电干扰电压来表示无线电2GB/T11604—2015设备所在系统的最高电压上限。4测试条件试验条件的选择应基于以下原则：理想情况下，测量条件和测量回路布置应尽可能接近实际运行除非另有规定，在本标准中描述的测试条件对湿和/或污秽试品以及新的、清洁和干燥试品都是适用的。高压电气设备产生的无线电干扰水平很大程度上取决于设备表面状态。在实验室对试品进行的试验，在结果中应说明试品属于以下哪种状态：a)新的或已使用过的；b)清洁或轻度污秽，且应说明污秽性质；若试品为清洁干燥状态，可用干布擦除可能影响表面的灰尘和纤维。性的测试通常应在具有足够空间的屏蔽实验室内进行，试品与外部构件的净距离要求见如果与试验电源相连的电源线或屏蔽区域的照明设施对无线电干扰测试有影响，应进行滤波处理，以避免外部环境条件中存在的无线电干扰引入试区。对不在屏蔽区域进行试验的相关要求见5.5。高压电气设备的无线电干扰特性测试通常在下列大气条件下进行：温度：5℃~40℃;相对湿度(试品干燥状态):20%～80%。3表面出现凝露。对于使用在海拔高于1000m,但不超过4000m的地区的电气设备，试验电压按GB311.1—2012荐采用1MHz作为参考测试频率。GB/T6113.101规定了在0.15MHz～30MHz频带内，以9kHz为分辨带宽的不同频率下测量接收仪对周期性重复脉冲的响应特性。有关准峰值CISPR测量接收仪对交流电晕噪声的响应特性见附一般在实验室进行无线电干扰水平的测量时，测量仪器测得的是无线电干扰脉冲的准峰值。也可采用均方根值(r.m.s)、平均值和峰值检测仪，附录B中叙述了其他不同于CISPR标准仪器的测量仪可能会产生一定的误差。5交流电气设备的无线电干扰测试图1为试验回路原理图。图中粗线表示试品产生的无线电频率电流流经的回路部分，其中包括阻抗Z。和电阻R₁。阻塞阻抗F应能阻断这些电流从高压连接导线流入试验变压器，反之，任何来自此RL作为运行中试品的电阻负载，如高电压线路的特征阻抗，则试品注入到线路或变电站连接的无线电干扰电压即可通过RL上的电压测量。4F高压变压器ZR=300Ω图1基本试验回路(交流电压)规定RL的值为300Ω(见图1),在实际试验回路中R₁是R₂和R₁与测量接收器输入电阻Rm并联组合串联的等效电阻(见图2)。注：阻塞阻抗F可以是非调谐的，或由L₁与C₁并联构成。图2标准试验回路(交流电压)5.2试验回路及实际布置图2给出了用于中压和/或高电压设备无线电干扰实验室测量的标准试验回路。测量接收仪的连接以简化形式在图2中给出，并根据测量接收仪和试验回路之间的距离，图3或图4中所示的布置均可5图3由同轴电缆与测量接收仪的连接平衡-不平衡变压器平衡-不平衡变压器平衡-不平衡变压器火花火花I₃>20mR图4由平衡电缆与测量接收仪的连接试验中与试品相连的高压连接本身不应产生无线电干扰，也不能影响试品表面的电场分布。耦合阻抗L₂C₂(或C₃)应尽可能接近试品，但不能对试品表面电场分布产生明显影响。在特殊有限的情况下，需要对大量相同的小试品迅速作出比较时，如架空线路盘形悬式绝缘子单元，可以使用图5的特殊试验回路，当试品的数量超过5个时，去耦电容Cm可省略。R₁=R₂…=R=300Ωa图5特殊试验回路图1中基本回路阻抗Z,可由图2所示的一个L₂C₂串联回路或单个电容C₃组成。a)将L₂C₂调谐至参考测试频率，L₁C₁并联回路形成阻塞阻抗F。这种布置的优点在于C₂可以是比较低的电容值(50pF～100pF),但缺点是在参考测试频率以外的频率下进行测量时，需将L₂C₂和L₁C₁重新调谐。b)克服a)缺点的方法是：用C₃代替L₂C₂,一般情况下取C₃=1000pF足以满足要求6(见5.3.4);同时用一个阻尼电阻与电感并联代替阻塞阻抗F中的L₁C₁并联支路。这两部分支路均为非调谐电路。因此，可方便进行参考测试频率以外频率下的测量。但是，如果实验与试验电压下试品所产生的无线电干扰水平的测量值相比，高压连接和试验回路端子所产生的无线电干扰值应可忽略。5.3.2高压变压器T₁该变压器提供的电压波形应符合GB/T16927.1的规定。在参考测试频率下该阻塞阻抗F的阻抗值应不低于20000Ω,无论对来自电源或试品回路的高频信号均能提供至少35dB的衰减。阻塞阻抗的方法求得(保持高频信号发生器送出的信号强度不变)。在测量仪器上分别得到两次读数，其差值即为阻塞阻抗的衰减值。如果耦合电容C₃的电容值至少5倍于试品及其高压导线的对地电容，可用耦合电容C₃(图2)代替L₂C2耦合串联回路用作Z。,实际上，取C₃=1000pF可满足要求。测量接收仪连接到试验回路较为通常的方法是使用长度小于20m的同轴电缆，如图3所示。电缆5.4.2匹配电阻R₁两端均应配置阻抗等于电缆特性阻抗的匹配阻抗。此外，在图4中，电缆/变压器配置中也应配置类似通常由测量接收仪的有效输入电阻Rm提供一端的终端匹配，另一端由高稳定性的无感电阻R₁为了满足试品负载阻抗为300Ω的要求，需在与R₁并联的接收仪输入电阻Rm上增加一个高稳定75.4.4电感L₃电感L₃提供了一个测量接收仪及其相关组件C₂或C₃上的工频电流的低阻抗转移路径。在参考测试频率1MHz,L₃应不小于0.5mH,自电容小，以避免误差超过1%或0.1dB。为安全起见，L₃应花间隙最好是工频正弦波最大击穿电压为500V的充气式间隙。大型试品和/或试验电压非常高时，测量接收仪可能需安装在离(C₂,L₂)或C₃(R₁和R₂所处位置)一定距离处。在这种情况下，如图3所示的同轴电缆的长度可能超过20m,为了降低电缆加长带来的干扰对测量影响的可能性，建议采用图4所示的布置。平衡-不平衡或耦合变压器T₂和T₃应分别靠近R₁/R₂和测量接收仪，而且应通过一根屏蔽对称电缆来进行变压器之间的连接。应用短的同轴电缆连接T₂和R₁/R₂以及T₃和测量接收仪，所有这试验回路的布置应能够精确测量试验时试品产生的无线电干扰水平。任何来自试验回路外部，包用规定的试验电压施加到回路，背景噪声水平应比待测最低水平低至少6dB。这些条件可通过使用与被试产品相似的且在规定试验电压下无干扰的替代产品在试验条件下进行回路检查。干扰也可能来自广播站，可通过选择规定容差内的测试频率来避开干扰。恰当地调整阻塞阻抗F试验回路如图2所示，应与图3或图4所示的回路一起进行校准，得到用于测量接收仪读数的修正因数。当回路衰减因数和电阻网络因数都以dB表示时，修正因数是回路衰减因数和电阻网络因数之应断开高压变压器的电源。5.6.2回路衰减因数A按5.3.3所述(如果适用的话),开始校准之前应将阻塞阻抗F调谐到测试频率。切断试验变压器8GB/T11604—2015端串联20000Ω电阻)与试品并联，完整的试验回路如图2连同图3或图4所示。发生器在测试频率为了避免在校准过程中R₁和R₂从试验回路中移除，可用另外的阻值相同的高稳定性的无感如果试品的等效电容是已知的，则图6中的试品可用一等效电容替代。2020kQ信号发生器测量接收仪R图6标准试验回路的校准布置5.6.3电阻网络因数R表示)5.7无线电干扰水平的确定式中：如果使用校准过的正弦电流发生器，可在单独运行时进行一个较不复杂的替代方法来实现试验回路的整体校准。此方法须精确测量信号发生器输出电压V。值和与发生器输出串联的电阻R,值(20000Ω)。将具有20000Ω串联电阻R,的信号发生器与试品并联连接，测量接收仪显示读数V₁(μV),对应于注入回路电流i1:9GB/T11604—2015在这些情况下，被试设备的无线电干扰水平直接由以下公式给出：正弦信号发生器可由具有恒定频谱的脉冲发生器替代，但其频率应至少涵盖测试频率。在脉冲信号幅值和正弦信号幅值之间的关系应满足CISPR16-1-2中的数据。5.8试验期间附加监测在无线电干扰测量的同时可进行附加监测来定位试品上干扰源的位置并辅助确定导致缺陷原因。如果在遮暗的实验室需用可视监视仪(如使用望远镜)可以定位极小的电晕放电点。该监视可以通过长时间相机曝光，或一个图像放大器来帮助确定。如果实验室不可能充分变暗，放电点用紫外线监测仪，通过耳听或更具有定向性的超声波监测仪来定位。该方法也适用于寻找测试回路和实验室内的干扰源。5.9交流电气设备的无线电干扰测试程序交流高压电气设备产生的无线电干扰主要取决于设备表面的电场分布。理想情况下，应在实验室测试期间再现运行中的分布。试品产生的无线电干扰水平并不完全取决于试验电压的瞬时值，有时存在着滞后效应。在给定电压下干扰的出现与否，还取决于电压是升或降到给定值。通过在指定时间内对试品施加等于或大于规定试验电压所进行的试品预处理，也会对无线电干扰水平测量产生影响。因此，应明确规定试验电压的施加程序。试验电压应为电源频率下的正弦波而且应满足GB/T16927.1的要求。在一试品的试验电压通常在该类产品标准中规定。如果没有这样的规定，试验电压应为1.l在一些情况下，试验电压由制造方和用户协商，电压值在(1.1～1.4)之间选取。试验时，将试品上电压升至1.1并至少保持5min;逐级降压至0.3并停留1min;再逐级升压至初始电压值并保持1min,然后再逐级降至0.3,每级电压均保持30s,每级电压调节幅度约为记录每级电压下试品的无线电干扰水平，将最后一次逐级降压过程中与电压对应的无线电干扰水平值绘成曲线，以获得试品无线电干扰特性。以试品在1.1电压下测得的无线电干扰水平为判据，若不超过产品标准规定的限值，则试验通过；否则，试验不通过。当同类大量设备的无线电干扰水平有很大差异时，应当对若干个样品进行逐个测试。典型无线电干扰特性应为考虑所有结果的平均曲线。如果样品数量足够，可以评估干扰水平的分散性。当需要符合限值时，可采用统计方法对测得的数据进行处理。a)试品状态：1)新旧程度(新的或已使用的);2)干净程度(清洁或污染性质和污秽程度);b)大气条件：2)气压；4)有或无降雨(标准化人工降雨参数)。1)试品布置(包括与邻近物体之间的距离等信息);2)测试频率；3)背景噪声水平；4)测试回路衰减因数和电阻网络因数；5)试验电压和其施加的详细过程；7)所观察到的干扰源位置；8)测量可见电晕所使用仪器仪表(仅适用于直流无线电干扰测量);9)测量电晕起始电压和熄灭电压(kV)(仅适用于直流无线电干扰测量);10)测量得到的无线电干扰水平(dB),并与相关产品标准所规定的干扰水平限值之间的附录C中进行了直流无线电干扰的现象描述。第5章中交流电气设备无线电干扰测试的要求均图7和图8为直流电气设备无线电干扰测试的基本回路和完整回路。与交流电气设备测试回路的差别是其电源由直流电压发生器替代工频试验变压器，其他组件及其参数均与图1和图2的相同。回路的校准方法也与交流相同(参考图6)。F直流电压发生器试品ZR=300Ω图7基本试验回路(直流电压)试验回路见图8。采用直流电压发生器作为电源，直流电压发生器产生的直流电压应满足GB/T16927.1的规定。试品的试验电压通常在相关技术委员会中规定。若相关技术委员会没有规定，则以1.1U.下测得的无线电干扰水平为试验是否通过的判据。试验应在正负极性直流电压下分别a)直流电压下无线电干扰水平测量GB/T11604—2015试验时，将试品上电压升至1.1U,电压并至少保持5min;逐级降压至0.3U,并停留1min;再逐级升压至初始电压值并保持1min,然后再逐级降至0.3U,。每级电压均保持30s,每级电压调节幅度约为0.1U,。记录每级电压下试品的无线电干扰水平，将最后一次逐级降压过程中与电压对应的无线电干扰水平值绘成曲线，以获得试品无线电干扰特性。b)电晕起始电压及熄灭电压测量按照GB/T16927.1规定的升压速度，将直流电压逐渐升高，直至观测到带电部件出现可见稳态电晕，记录此时的电压，然后按上述相同速度逐渐降低电压，直至观测到带电部件可见电晕消失，记录此时的电压。最后将电压降到上述熄灭电压的30%以下。重复上述过程4次，共得到5个电晕起始电压及熄灭电压。分别求取5个电晕起始电压和5个电晕熄灭电压的算术平均值Uin和Uex本标准推荐使用如紫外成像仪等仪器确定电晕的起始电压及熄灭电压。按上述程序，若试品在1.1U₁电压下测得的无线电干扰水平不超过产品标准规定限值，且Um和Ux均不低于1.1U.,则试验通过。6.3.2直流电气设备的试验程序二(替代法)采用交流电压进行试验，回路见图2。推荐施加的等效交流试验电压应为1.1,按5.9试验程序求取试品的无线电干扰特性曲线，并以1.11下测得的无线电干扰水平为测量结果，若该测量结果不超过产品标准规定限值，则试验通过。相关技术委员会可以规定其他的等效试验电压值。GB/T11604—2015(资料性附录)图A.1显示脉冲通过测量接收仪的多个变换形态。然而，在特殊情况下高压交流电力系统产生电晕个别脉冲不是等间隔在整个周期中出现，而是在电压波形峰值附近紧密成组出现或以脉冲群形式出现。一组脉冲群的持续时间不超过2ms～3ms,其后会出现一段静无D——二极管；R——放电电阻；图A.1通过CISPR测量接收仪的脉冲的变换标准准峰值CISPR测量接收仪对脉冲群中个别脉冲没有响应，由于其固有时间常数，这些脉冲被因此，在CISPR的定义中脉冲重复频率是常数，对单相系统是2f(f是电力系统频率),三相系统的单回路或多回路是6f,只要该回路是相同系统的一部分。图A.2表示交流电压产生的电晕脉冲的脉冲群，通常情况产生在电压波形正峰值附近个别电晕脉期间均出现3个高幅值和3个同。因为准峰值检测器仅对较高幅值的脉冲群有响应忽视较低幅值，每相线路产生无线电干扰的总和可以用公式表示(参见CISPR/TR18-3条款4给出具体的CISPR特性),值得注意的是无线电接收器的检测CISPR测量接收仪对一给定脉冲群的响应，应着重注重每个单脉冲经过图A.1通带△f放大器输出后成为一个周期可被近似视为2/RBW的衰减振荡(也就是其IF放大器分辨率带宽0.5倍),如对9kHz来说为0.22ms。当有大量脉冲群随机分布，将导致振荡随机重叠而且全部准峰值信号将近(资料性附录)不同于CISPR基本标准仪器的无线电干扰测量装置GB/T6113.101规定的仪器是基本参考仪器，在频率为0.15MHz～300MHz范围内可满足CISPR限值的要求。除了该仪器之外，还有其他类型的仪器用于对电力线路及高压设备的无线电干扰测量。(美国国家标准研究院)标准仪器带有准峰值检测仪，其充电时间常数为1ms,放电时间常数为600ms,该仪器已通常用于测量30MHz以下的无线电干扰。对30MHz以上，CISPR和ANSI时间常数实际上是相同的。对30MHz以下某一给定频率，在进行电晕噪声测量时，ANSI仪表的读数通常要比CISPR测量接收仪高1dB或2dB。正在修订的新的ANSI标准将CISPR对准峰值检测仪的技术要求加了进去。GB/T6113.101规定的仪器除了准峰值检测仪之外，还包括均方根值(r.m.s)、平