GBZ 17624.2-2013 电磁兼容 综述 与电磁现象相关设备的电气和电子系统实现功能安全的方法

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件电磁兼容综述与电磁现象相关设备的电气和电子系统实现功能安全的方法theachievementoffunctional(IEC/TS61000-1-2:2008,Electromagneticcompatibility(EMC)—ofelectricalandelectronicsystemsincludingequipmentwithregardtoI Ⅲ 1 1 2 6 7 24附录B(资料性附录)针对电磁骚扰实现功能安全的措施与技术 附录C(资料性附录)关于性能判据的信息 47附录D(资料性附录)安全相关系统、设备与产品及它们的特性之间关系的 50 53附录F(资料性附录)EMC安全规划 Ⅲ——电磁兼容综述与电磁现象相关设备的电气和电子系统实现功能安全的方法——GB/T17626.1—2006电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论(IEC61000-4-1:2000,—GB/Z18039.1—2000电磁兼容环境电磁环境的分类(IEC61000-2-5:1996,IDT); 对GB/Z17624.2的特殊考虑考虑了全国工业过程测量和控制标准化技术委员会制定的关于IEC61508系列的功电磁兼容标准化技术委员会、其分委员会和全国无线电干扰标准化技术委员会关于电磁环境的工作。(其完整性要求以安全完整性等级(SIL)1~4范围内的值来评估)的系统范围上受限，且无法给出关于IEC61508的概念是基于一个生命周期的模型(见图1)。此概念包括特定应用的活动和关于设备a)安全相关功能的定义——基于预期应用的风险评估(其功能失效会造成的危险)安全相关系统(IEC61508)应用(系统等级)安全要求规范(SRSa)安全相关功能的定义，基于预期应用的风险评估(IEC61508)(其功能可能会造成危险失效)b)合适的安全完整性等级选择(必需的)基于预期应用的风险评估(IEC61508)c)系统工作环境的定义(IEC61508,GB/Z17624.2,IEC61000-2-5)设备制造商应满足安全要求规范(SRS)的相关要求。包电磁骚扰不会造成危险的系统失效(与电磁骚扰的系统能力相关);并证明已使用VGB/Z17624.2—2013/IEC/TS定义开发EMC特定方面系统/设备阶段图1GB/Z17624.2和IEC61508简易生命周期之间的关系1GB/Z17624.2—2013/IEC/TSb)考虑了电磁环境对安全相关系统的影响；它是为安全相关系统的设计人员、c)未考虑电磁场对生命造成的直接危害，也未考虑绝缘损坏或其他机械故障对人 关于EMC的设计和集成过程，该过程要考虑兼顾系统级及设备级的EMC安全计划编制 本指导性技术文件适用于要满足IEC61508和/或相关特定领域的功能安全标准要求的安全相关对其他直接服务于安全的系统而言，在考虑EMC要求时，此指导性技术文件也可作为导则来IEC104导则：1997安全出版物的编写及基础安全出版物和多专业共用安全出版物的应用导则(ThepreparationofsafetypublicationsandtheuseofbasIEC60050(161)国际电工词汇第161章：电磁兼容(InternationalElectrotechnicalVocabulary2IEC61000-2-5电磁兼容第2部分：环境第5分部分：电磁环境的分类(Electromagneticcom-patibility(EMC)—Part2:Environment—Section5:Classificationofelectromagneticenvironments)IEC61000-2-13电磁兼容第2-13部分：环境高功率电磁环境辐射和传导(Electromagneticcompatibility(EMC)—Part2-13:Environment—Highpowerelectromagnetic(HPEM)environments—RadIEC61000-4(所有部分)电磁兼容第4部分：试验和测量技术(Electromagneticcompatibility(EMC)—Part4:Testingandmeasurementtechniques)IEC61000-4-1电磁兼容第4-1部分：试验和测量技术IEC61000-4系列标准总论(Electro-magneticcompatibility(EMC)—Part4-1:Testingandmeasurementtechniques—OverviewofIEC61508(所有部分)电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全(Functionalsafetyofe-lectrical/electronic/programmableelectronicsafeIEC61508-1电气/电子/可编safetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-relatedIEC61508-2电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第2部分：电气/电子/可编程电子安全相关系统的要求(Functionalsafetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-re-latedsystems—Part2:Requirementsforelectrical/electronic/progIEC61508-4电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第4部分：定义和缩略语(Func-tionalsafetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-relatedsystems—Part4:Def基于电气(E)和/或电子(E)和/或可编程电子(PE)的技术。设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的34[改写ISO/IEC2382-14-04-11][IEC61508-4]使功能单元执行要求的功能的能力降低或失去其能力的异常状况。功能安全functionalsafety与受控设备(EUC)和EUC控制系统相关的整体安全的组成部分，它取决于E/E/PE安全相关系统、其他技术安全相关系统和外部风险降低设施功能的正确行使。在给定区域组装和/或(单个)建立的设备、部件和系统的组合；出于物理理由(例如单个设备之间的远距离),在许多情况下，将装置作为一个单元来进行试验是不可能的。EMC规划EMCplanning为达到系统的电磁兼容而系统考虑和研究项目的电磁兼容部分的工程方法。所有与之相关的活动应在电磁兼容规划中描述。EMC安全规划EMCsafetyplanning同时考虑功能安全方面的EMC规划。安全完整性safetyintegrity在规定的条件下和规定的时间内，安全相关系统成功实现所要求的安全功能的概率。安全完整性等级safetyintegritylevel(SIL)一种离散的等级(四种可能等级之一),用于规定分配给E/E/PE安全相关系统的安全功能的安全完整性要求。在这里，安全完整性等级4是最高的，安全完整性等级1是最低。安全相关系统safety-relatedsystem所指的系统：——必需要能实现要求的安全功能以达到或保持EUC的安全状态；并且 自身或与其他E/E/PE安全相关系统、其他技术安全相关系统或外部风险减低设施一道，能够达到要求的安全功能所需的安全完整性。5[改写IEC61508-4]安全要求规范safetyrequirementsspecification(SRS)对每种安全功能，规范包括安全功能要求(功能所要做的事)及应由安全相关系统来执行/满足的安全完整性要求(成功实现安全功能的概率)。设备和/或有源部件的组合，构成单一的功能单元并为执行特殊功能而安装和运行。 电气/电子/可编程电子系统E/E/PEsystem基于一个或多个电气/电子/可编程电子(E/E/PE)装置的用于控制、防护或监视的系统，包括系统中所有的元素，诸如电源、传感器和其他输入装置，数据高速公路和其他通信途径，以及执行器系统能力systematiccapability当设备依照在其安全手册中的规定应用时，设备不会因相关系统失效机理(见注2)而失效的置信度的度量(表示为1～4范围内的数)。通过观察和试验的经验方法表明所执行的解决方法符合其规范。通过检查和提供客观证据来证明某一特定预期用途的特殊要求已经满足。通过检查和提供客观证据证实规定要求已经满足。6—设计复审 辐射高功率电磁环境radiatedHPEMenvironment与EMC和功能安全相关的本指导性技术文件，其目的在于指出电磁骚扰对安全相关系统的可能安全相关系统的正确运行取决于几个因素。IEC61508为安全相关系统做了全面的考虑——EMC相关设计和集成过程(见第7章);——功能安全的电磁抗扰度验证/确认(见第8章);——功能安全相关的抗扰度试验(见第9章);图2显示了这些部分之间的相互关系，与IEC61508中的划分相同。虽然安全要求规范(SRS)是7域内的一些基本术语和概念有所理解，包括：统不再能使用时的一段时间内(见5.2); 注：本指导性技术文件不涉及整体生命周期的所有阶段(也见图1)。8IEC61508中定义了与安全相关E/E/PE系统的功能安全相关的整体生命周期，并在图1中表示。生命周期始于概念阶段，之后是对所考虑的应用的定及对于整体安全要求的考虑而最终形成一份安全相关系统的要求规范。生命周期的这些阶段在安全要求规范(SRS)是对E/E/PE系统相关考虑的接口。对于安全相关E/E/PE系统，安全要求规范(SRS)在IEC61508的范围之内，同时它也有部分内容(对电磁环境状况的规范)在本指导性技术文件的范围内为实现安全相关E/E/PE系统功能安全的整体设计过程和必要设计特点的内容已经在IEC61508行及修改阶段。IEC61508包含了所有与功能安全相关的方面，而本指导性技术文件则处理与电磁现对于IEC61508范围内的用于安全应用的E/E/PE设备，其处理电磁现象相关方面的方法与在安IEC61508介绍了安全完整性等级(SIL)的概念。这是一个离散的等级(四个可能数之一),对应一每小时安全功能的危险失效频率y⁶439GB/Z17624.2—2013/I每小时安全功能的危险失效频率y⁶2注：更多细节见IEC61508-1中7.6。低要求操作模式：安全功能只在要求时执行，为使受控设备(EUC)转入特定的安全状态，且每年一次。高要求或连续操作模式：安全功能只在要求时执行，为使受控设备(EUC)转入特定的安全状态，且要求的频率高于每年一次。连续操作模式：安全功能使EUC保持在一种安全状态，作为正常操作的一部分。安全相关系统的安全完整性由其硬件安全完整性及其系统安全完整性决定。硬件安全完整性与由物理降低(在时间上随机发生的)造成的硬件危险失效相关。安全相关系统的硬件安全完整性可由其组成元件(基于这些元件的随机失效率)的硬件安全完整性来定量确定。系统安全完整性(包括软件安全完整性)通常与在一系列特殊环境下形成的危险失效有关。系统安全完整性很难精确量化。分配给安全相关系统的安全完整性等级(作为其安全完整性要求的结果)将影响在满足控制或避免系统失效的要求时必需的严酷等级。某些要求依据安全完整性等级进行明确分级(见表4)。只要骚扰的持续时间与安全相关系统的运行周期相等或更长，由给定强度的电磁骚扰造成的安全相关系统的失效或功能出错是系统性的。因此在本文件中，假设骚扰的持续时间正是如此，且给定电磁骚扰对给定安全相关系统的影响视作每次发生时都相同。对系统级，用适合的减缓技术提高安全相关功能的抗扰度应作为系统能力的部分来考虑。据说对于给定的安全完整性等级(SIL),任何已开发为完全满足IEC61508系列关于系统安全完整性要求的设备都有相应的系统能力。或者，可通过依据IEC61508-2的严格要求提供使用证明来显示设备的系统能力。通常，用于安全相关系统的所有设备都有至少为分配给系统的安全完整性等级(SIL)的系统能力。因此，安全相关系统的设备适应性通常是由设备的随机硬件失效数据及其系统能力决定的。5.4实现功能安全的EMC具体步骤为实现功能安全，应着手开展以下关于电磁干扰影响的行动：a)考虑现有或项目进行中的安全相关系统的结构、设计和预期功能；b)描述安全相关系统在其生命周期内预计在其中使用的相关电磁环境(见6.1);c)考虑物理和气候环境及因常规使用和可预见的误操作(关于安全相关系统在其生命周期内预计在其中使用的电磁方面)而导致的降低；d)在安全相关系统设计过程(见第7章)中的EMC相关方面的执行(见7.3);e)为功能安全执行抵抗电磁骚扰的抗扰度的验证/确认(见第8章);f)如有必要，为达到要求的抗扰度修改设计或安装措施；g)制作EMC特定操作和维护说明书，以确保工作超时时特定的功能安全(这些说明书可补充进安全手册)。5.5功能安全的EMC管理本章节的要求是从IEC61508-1引申出来的，显示那些对实现关于功能安全的安全相关系统的 完整地交流。对会影响系统达到安全相关性能的其他人员、部门和机构，应让他们适当地了解这些应明确规定程序以确保对所报告的EMC相关危险状况进行分析，该分析涉及安全相关系统、设技术活动，这些管理和技术活动对于确保为安全相关系统或设备的功能安全实现和表明EMC是必要 固定或可移式的电磁能量源表3给出了为实现安全相关系统安全功能而考虑的主要电磁现象的概述。此清单没有必要完整，电压波动电压暂降和中断电压不平衡电源频率变化电场电场电磁场静电放电现象(ESD)高空核电磁脉冲(HEMP)·连续的或瞬态的单个的或重复的。d在特殊条件下考虑(见IEC61000-2-13)。注：在低频区域和高频区域之间并无明确界限划分，而是把9kHz～150kHz作为一个缓和过渡区。对于正式的应用，界限定在9kHz(全国无线电干扰标准化技术委员会范围)。GB/Z17624.2—2013/IEC/TS附录A中的表A.2列出了电磁环境等级a)电磁骚扰等级按统计分布变化(见图A.1),且表A.1中示例的等级在某些特殊的环境下会被超过。然而，这样的环境可能极为稀少或只在特殊场地存在。出于功能c)设备和系统的电磁特性会随老化而恶化，例如由于保护措施的物理性能降低。在与当前绝大多数电气或电子设备运行的电磁环境相关的EMC公开发表物体系中有着相关的重当从EMC公开发表物得到的信息不足时，推荐用其他的方法来得到关于所关注场地的电磁环境 个过程的关键部分，但需要实际的试验来确保安全相关系统达到其要求的规范。由于有关EMC的标现有国家标准抗扰度试验方法(可以IEC61000-4-1为初步指南)来确定试验方法是否合适。系统规格制定者还应核对环境电磁特性试验要求的参数是否在基础抗扰度标准(IEC61000-4系列标准)建议范抗扰度要求，例如在通用标准IEC61000-6-2中定义的，其目标是支持和达到正常状况下的充分运行。出于对设备或系统技术/经济的综合考虑，它的抗扰度试验等级适用于最频繁发生的电磁现象的情况。因此，设备或系统可能在少数情况下被骚扰是可预计的并为所有参与成员所认可的。为了能够验证试验方法和试验参数，系统设计者可了解抗扰度试验的不确定度。试验设备造成的不确定度可使用试验设备的数据来计算。可能有必要评估试验人员的技能及环境条件的特殊性，因为这些并未在标准中规定。在不确定度评定完成后，可以用以下一种或多种方法以不确定度因子来调整本次试验的不确定度。a)若现有的抗扰度试验设备是适合的，且实际进行的试验等级高于通常规定的试验等级，则系统要求规范应据此确定失效的裕度并明确指出安全相关系统如何应对一旦出现的包括导致失效b)若有效的抗扰度设备是不适合的，由于要求的试验参数(例如幅度、频率、调制、重复率等)的无效，那么——系统设计者可请求获得并使用适合的试验设备；—一系统设计者应规定在系统等级上应用的电磁减缓方法，即为安全相关设备指定一个降低要求的电磁规范使其参数适用现有的试验设备(例如通过使用屏蔽夹具，导线和电源线引入的浪涌保护装置、光纤数据线、电源线绝缘技术等)。IEC61000-5-6提供了这些类型减缓方法的例子。应用的减缓方法(屏蔽、浪涌保护装置、绝缘方法等)将成为系统设计的固定部分，且它们将被单独试验以确保减缓了的外部电磁环境适应特定的试验等级。7EMC相关的设计和集成过程应制定将功能安全考虑在内的EMC安全计划(EMC安全控制、EMC安全管理)。这是确保安全相关系统关于其他邻近系统及关于外部世界环境(见附录F)的EMC策略。EMC安全计划编制的目的在于通过满足项目执行的所有发展阶段中的目标要求，以可接受的成本费用提供电磁兼容性(EMC)。这意味着要考虑、调查和评估在项目规划中可能发生的所有EMC事件。所有这些活动和步骤将在EMC安全计划(包括EMC安全控制和EMC安全管理)中描述。EMC安全计划编制的深度和范围基于系统的复杂程度及安全要求规范(SRS)中要求的安全完整性等级(SIL)。在电磁设计管理期间，一个或更多确定人员会对EMC安全计划编制的编成和执行负责。他们应为维持维护、维修和重新整修(这些并不是由制造商实施的)期间的电磁性能建立程序。同样，他们也有责任对今后电磁环境的变化提出限制性规定的信息。这些信息应提供给用户。7.2系统级的EMC方面安全相关系统使用地点的电磁环境不应对其功能安全产生无法接受的影响。这要求安全相关系统的抗扰度等级在其生命周期内对预计的安全完整性和电磁环境是足够的。发射和抗扰度可能会在安全相关系统的生命周期内发生变化。安全相关系统达到抵抗电磁骚扰的抗扰度的一个方法是考虑设备每个单独单元的抗扰度。出于这个目的， 从EMC特性方面描述系统的所有设备单元。一个设备单元可能包括若干部件(例如供电电 不同部件被干扰时的功能性能判据应从安全相关系统特殊设计对各单元的全面影响进行分设备设备M部件M1部件P1设备P部件M2部件Pn图3设备M和设备P之间的EMC全完整性等级(SIL)方面进行了分级。表4也涉及了附录B中给出的技术设计方法。1RR2制信息RR3考虑技术设计方法(见附录B)R4MMMM表4(续)5维持生命周期中电磁特性的程序MM6的故障及误操作的影响MMMMM该技术或方法对这一安全完整性等级(或系统能力)是强制要求的，且HR该技术或方法对这一安全完整性等级(或系统能力)是极为推荐的，且应实施，除非有不能这样做由。如果技术或方法未使用，那么其后不使用它的理由应在安全计划编制中非常详尽，且经由评估人同意R该技术或方法对这一安全完整性等级(或系统能力)是推荐使用的，且应作为比HR建议较注：当推荐使用一种技术或方法时，是考虑到它比替代的技术或方法更可能实现期望结果极为推荐的，且可能选择替代的技术或方法。然而，当使用一种替代的技术或方法力证明其选择的合理性。命周期中都充分满足安全要求规范(SRS)。任何由安全相关系统内部的设备产 在多个通道中冗余多个相同的设备单元时，单个单元的系统能力不可低于整个系统要求的系统为了证实安全相关系统符合安全要求规范(SRS),应实施验证和确认程序。推荐对这些程序进行示意图只考虑了生命周期中与EMC特性相关的部分。示意图使用生命周期的V型表示法(代替图1V型表示法表明验收活动本质上是与设计和发展活动相联系的，至于其实际设计应依据要求来最终确认。该表示法对于显示生命周期中的验证和确认任务是有效的。它进一步表示这些任务制定的验证图4生命周期的V型表示法(表明确认和验证的作用)GB/Z17624.2—2013/IEC/TS61000-1-2验证应考虑所有相关的抗扰度要求面向的电磁现象及要求的抗扰度等级。它将指明特定的通过/标准试验方法的试验操作(见第9章),结合适合的功能安全方面的性能判据(见9.3和9.4)来完成。符合性是通过满足定义这些试验方法的标准(例如IEGB/Z17624.2—2013/IEC/TS在系统的安全要求规范(SRS)中，规定了当失效或故障发生时的安全功能及所要求的行为。所要求的功能行为和相关的时间限制可能会与通用标准或产品标准中定义的性能判据A、B和C的常规规当装置或系统同时执行安全和非安全功能时范包括预期的功能和失效发生时允许的行为。抗扰度试验的目标是证明对考虑的电磁现象已满足安全的常规要求和特定要求都要应用。可能导致不同试验的常规抗扰和EMC安全试验的性能判据应分别考虑。表5给出了通用方法。通过显示允许的特定电磁骚扰造成的影响，附录C中的表C.1更为详尽地显示了仪器相关性能判C+观测到的行为，可监测并记录的注1:性能判据A、B和C的描述来自基础标准如IEC61000-6-1,适用于依据产品标准规定的产品。注2:关于抗扰度试验时可允许影响的更详细信息，见表C.1和表C.2。注3:应评估性能判据B和C导致安全功能误操作(如安全功能的丧失功能安全的性能判据为安全相关系统定义额外的要求。分别考虑在其相关限值内的常规EMC试功能安全的EMC试验需要一些特殊的考虑。通常，产品或通用标准中的功能抗扰度试验并 几十年，且已研究出体现骚扰对被测设备的影响的试验方法。IEC61000-4系列中描b)使用标准试验方法的变化c)现有标准及其变化未覆盖的电磁现象在某些特殊的安装地点发生的电磁现象，既未被如IEC61000-4系列基础抗扰度标准中的标准试实地反映所考虑的电磁现象的影响所有活动应给出用于抗扰度试验的试验方法和试验等级的指示。上面给出——试验周期IEC61000-4系列的基础抗扰度试验标准中给出参数的抗扰度试验，更能反映电磁骚扰的影响。在这电磁现象的类型标准示例(与基础标准的要求比较)连续音频(AF)/射频调制频率(例如2Hz、400Hz、IkHz、1Hz～10kHz)不同的试验配置(设备/版本/电缆布线的不同组合试验)调制类型(例如幅度调制AM,频率调制FM,脉冲调制PM)同一时间的不同载波频率暂态现象提高试验时间(规范化参数不变)改变脉冲的重复频率改变脉冲的包络长度/重复时间不同的试验配置(设备/版本的不同组合试验)不同的试验配置(设备/版本的不同组合试验)同一时间的不同载波频率改变脉冲/相角之间的重复率/时间不同的试验配置(设备/版本的不同组合试验)注1:某些方法可能对基础标准中给出的一些试验方注2:方法中涉及的参数应只当这些电磁现象的参数会真实发生在考虑的电磁环境中时应用注3:表中IEC61000-4-12和IEC61000-4-18对应的国标正在所考虑的某些电磁现象可能只在统计学上与仪器的一个运行状态相关(例如同时发生关于数字电为了为更高的安全完整性等级(SIL)而提高关于抵抗电磁骚扰的抗扰度的置信度等级，可能需要设备的抗扰度行为具有多样性，例如由于设备中使用装置的容差或由于设备制造过程中的容差。 对所考虑产品的更多样品进行试验或，在绝大多数情况下，产品或设备单元对电磁现象要求的抗扰度是通过基于基础EMC标准的抗扰描述的影响给予特别关注。CISPR16-4系列标准中给出了关于不确定度所有方面的大量信息及其确 根据IEC61508-1中给出的要求完本附录为确定安全相关系统电磁环境规范的方法提供支持。它最初是基于标准IEC61000-2-5中引。标准IEC61000-2-5描述的水平是兼容水平。电磁兼容水平的定义为：在发射和抗扰度水平的设概率密度IEC61000-2-5的表A.1到A.8包含了八种不同的环境(场所)。典型的兼容水平是在每个环境的各个标准IEC61000-2-5给出的水平是兼容水平。通常抗扰度水平应该超过兼容水平。但一些规范，如为工业环境制定的EMC通用标准IEC61000-6-2,其规定的抗扰度水平会比标准IEC61000-2-5中规定的相应兼容水平要低(如对类别5的场所所定义的控制和信号线上的高频传导骚扰水平)。所以在此附录对标准IEC61000-2-5中提及的电磁现象与EMC通用标准IEC61000-6-2(工业应用)所规功能安14kV(接触)8kV(空气)是是IEC61000-4-2描述的环境条件。只有当与通用才能选择通用标准规定的水平2高频场是是在可移动发射机使用的通用频段应使用更高的设备。ISM频率应基于个体来考虑31kV(输入/输出)2kV(交流/直流)是是相比于因功能原因适用应用中可以考虑更高的电平4浪涌2kV(线-线)1kV(线-地)0.5kV(线-线)0.5kV(线-地)输入/输出端口：1.0kV(线-地)是是虑额外的外部电磁兼容5高频传导是是在可移动发射机使用的通用频段应使用更高的电平，除非有可靠的办法来避免在附近使用这些个体来考虑6是否定的常见例外在标准IEC61000-2-5中定义或者类似工业调车场的环境中可适当增加电平GB/Z17624.2—2013/IEC/TS功能安现象需规定的功能7否不适用或者类似工业调车场的环境中可适当增加电平8否不适用或者类似工业调车场的环境中可适当增加电平9电压跌落0%,一个周期70%,25/30个周期是否电压中断0%,250/300个周期的是否电压变化否不适用电压变化主要出于功能否不适用安全的目的也许会考虑是否间谐波是否电网信号否不适用传导共模。是是只在短时电源频率现象时增加电平。否不适用安全的目的也许会考虑否不适用安全的目的也许会考虑高空核电磁脉冲传导否不适用安全的目的也许会考度否不适用安全的目的也许会考度表A.1(续)功能安现象需规定的功能否不适用安全的目的也许会考虑电源频率变化否不适用一般不适用，但在UPS,紧急供电电源系统等中也许会考虑是否是否否不适用安全的目的也许会考虑是否否不适用一般不适用，但特殊应用也许会考虑(如牵引系统，铝加工)否不适用一般不适用，但如牵引系否不适用电源系统谐波磁场否不适用否不适用电场否不适用50/60Hz电场否不适用瞬态电场否不适用否不适用瞬态毫秒级否不适用注：各产品委员会可视具体情况，依据这张表作为他们确定每个现象/测试水平的基础。现象和端口民用静电放电ESD空气8844228842422221842242工频磁场—0.1MHz(交流电源)—0.1MHz(控制)4242868GB/Z17624.2—2013/I现象和端口民用交流电压波动一慢脉冲(0.1和1MHz)一快脉冲(3,10,30MHz)4444DM=差模更多参考信息列所有措施与技术，以有助于确保尽管发生电磁骚扰c)运行错误或者运行不准确获得有关设计的必要背景信息要考虑的设计和开发措施与的概率系统可合理预见的环境中遇到电磁骚扰和物理应力时的电磁特性和物理特性GB/Z17624.2—2013/I更多参考信息要考虑的设计和开发措施与品、设备和缓解措施在其可合理预见的生命周期内维持足设计为尽管可合理预见的故障和误用导致电磁特性降使用两层以上缓解，而不仅依赖于一层。使用基于案例研究和在类似应用中所获得经验的检查要考虑的实施和集成措施与根据其电磁规范采购材料、器件和产品要考虑的安装和调试措施与对组成系统的设备项目物理位置的任何限制限制电源要求(电源质量)要求的附加过电压和/或过电流保护附加静电放电保护要求要求的附加物理保护要使用的程序和材料。防腐蚀保护注意：应该检查不同保护的适当安装要求。表B.1(续)更多参考信息要考虑的运行和维护措施与的操作程序与缓解措施的电磁特性相关的维护程序和计划编制定期测试(验证测试)关键器件的电磁特性(例如瞬变抑制器、屏蔽、接地和连接等)定期更换对性能降低或者随时间磨损敏感的关键器件(例修改和升级(硬件和软件)能受影响的任何其他安全相关系统的影响确保对于相关系统和可能受影响的任何其他安全相关系统，确保修改和升级不会使其电磁特性降到低于可接受的n)以上人员执行EMC活动的时间表。对于一些安全系统(例如在核电站内),生命周期可能还需要包括拆卸作为其中一部分的装置花费 ——最高电平电磁效应。这些故障可能会在绝缘击穿时导致高水平的宽带噪声达数小时或者数天(或更长);由于绝 ——升级 集成电路(ICs)的电磁测试标准正在发布，故不久可根据其制造商发布的电磁特性数a)相同装置使用的相同单元(或应注意封装收缩或者芯片无封装或者用不同方法包装的相同半导体在考b)对未保护产品(或者电路或装置)进行EMC测试，该测试要设计得可以充分地确定其自身的应该使用电磁测试和高加速寿命试验(HALT)评估实现足够的系GB/Z17624.2—2013/IEC/TS如果存在适当的数据或者可对特殊的电磁设计进行计算，并完整记录在项目记录中时(不是引用的，因为引用可能变得不适用),可不必进行以上电磁和物理的组合测试。以上测试的替代方法包括： 只在完全依据制造商的应用说明应用部件时，才可使用制造商的数据。●来自早期项目的数据：——此数据可以来自设计测试，或者来自相同物理环境下相同设计的有记录经验。接地的目的在于保持金属结构(屏蔽、壳体和底盘)的电位为常数。可以在一点或者多点接地。IEC61000-5-2第5章建议使用具有多个互连接地电极的网状接地网络，这种网络常用于整个建筑物或搭接有助于提高金属结构的电气均匀性，以降低设备的单元之间的电位差，同时为共模电流提供路径。连接带的阻抗应该在较大的频率范围内都很低，因此应该尽可能的短(但是，请注意对连接首选直接金属-金属连接)。如果连接带易腐蚀，应便于将其拆除和更换(参见IEC61000-5-2第6章)。IEC61000-5-2建议构建网孔公共连接网络或者MESH-CBN。接地和连接应该防止腐蚀效应。应该采用适当的布线/电缆敷设技术，以免由于外部电场的感应骚扰电压或电流和导体之间的串扰，并应控制共模电流路径。应该小心地设计布线/电缆敷设方案。例如，使用下列技术减少布线/电缆敷设和电磁骚扰之间的交互作用：——电缆屏蔽；——使用双屏蔽； 电缆屏蔽在电缆两端的壳体屏蔽上采用圆周短接方式(360°)(只针对内部等电位区或者外加并联接地导体);——使用双绞线对(有或者无电缆屏蔽); 分离传输不同电平和/或类型信号的电缆(IEC61000-5-2推荐了五类电缆及其间的最小间隔的使用方法);——可以通过使用金属结构实现的屏蔽； 在电缆附近提供电缆共模电流的低阻抗回路，例如，可以使用连接金属导管或管道； 使用光纤、红外线或者无线电链路代替导电电缆(现在可用光纤链接传输几瓦的电功率)。在发射和抗扰度问题方面，印制电路板(PCB)(印制线路板，PWB)布局对解决EMC问题发挥了重要作用。在设计中可以使用多种电磁设计技术，这些基本的技术包括：——提供在控制的频率范围内具有低阻抗的接地或者0V参考电压； 在控制的频率范围内提供具有低阻抗和低品质因素谐振的配电系统； 开关模式功率变流器、模拟和数字电路之间的分离(隔离)。应该进一步分离建立电路的每个区域内部，以分配敏感电路和/或低电平电路，并根据工作速度分离数字电路。通过这种方式 使用屏蔽、滤波、过电压抑制和/或电流隔离技术，抑制PCB/PWB组件和其他电路板或者电缆之间接口处的传导骚扰。在两个区域间的边界处使用接地结构、滤波、屏蔽和浪涌抑制建立电磁区域(IEC61000-5-2和IEC61000-5-6是相关的IEC文件)。 B.5实施和集成B.5.1根据其电磁规范采购材料、器件和产品质量保证程序应该确保设计人员制定所有必要的参数，以购买构建系统所需的材料、器件和产品，以及在装配中使用的方法和生产测试得到满足。质量保证程序应该确保公司内的其他部门遵守这些规范，且保证最终产品是原始设计的结果。供应商对其产品的设计或器件的变更可能对于最终产品电磁特性和/或耐受生命周期物理环境有重要影响。对于电子装置或者子组件供应商而言尤其如此。但是，可能对通常认为不重要的模块供应商同样如此，例如金属制品块。半导体供应商可用的收缩版本芯片块替代产品具有相同部件编号芯片，且由于他们的发射和抗扰度特性可能与原芯片明显不同，应该通过质量保证程序积极控制这种可能性理想情况下，质量保证系统应该控制其他公司所提供器件和产品构建状态的所有相关问题。但是，这通常很难实现。因此，大多数制造商依靠基于样品的电磁和物理检查和测试。最好在接受新批次的产品(在增加任何价值前)之前，在交付时采用这些检查和测试。电磁和物理检查或测试无需遵守IEC或者ISO测试标准，并首选相关比对测试，因为可快速、简单的设计、构建和采用这些测试。这些检查或者测试应该检查或者测试所有重要的参数。在批量生产中，当供应商或者分包商对其器件或者产品进行重要的设计变更时，需要进行全面的电磁和物理测试。B.5.2根据其电磁规范，使用适当的材料、器件和产品按设计进行组装质量保证系统应该控制构建状态的各个方面，以有助于实现电磁特性，并在整个可合理预见的生命周期内维持这种电磁特性。以下所有(和更多)问题可能非常重要。——一种不同走线的线缆或者电缆；——集成电路和半导体封装收缩(无封装芯片);——喷漆方法或者操作人员变更。例如：新的喷漆方法或者油漆工在需要金属-金属或者金属-导电垫圈电气接触的区域导致过度喷涂；金属部件提供非导电成品。例如：尽管图纸不要求，有时可应用非导电钝化膜，导致底座连接、屏蔽和滤波出现电磁问题。这通常会在更换金属制品供应商时发生。但是即使使用相同的金属供应商也可能发生； -金属固件提供非导电成品。例如：总是用于导电涂层的金属螺丝配有非导电成品，因为底座连接、屏蔽和滤波器接地中的阻抗较高导致电磁问题；—喷涂方法的变更。例如：随着时间的推移，可能会因为氧化和/或电化腐蚀导致底座连接或者EMC垫圈特性不良；——使用不同类型的防振垫圈。例如：在防振垫圈对振动效应提供有用的防护处，更改不同的类型垫圈可能会损坏生命周期物理环境的耐用性。质量保证系统应该确保构建状态的各个方面没有发生变化。但是，除非经系统的电磁安全性能负责人检查和批准，否则这些问题可能被忽视。负责人对授权实施建议的变更或偏差有信心之前，可能需要进行一些快速EMC检查或者甚至完在批量生产中，应该在每隔几个月或生产几千个产品后，或者发生重要的设计变更时，应实施样本为基础的全面电磁和物理测试。可以更频繁地使用基于采样的电磁和物理特性检查降低全检频率。现场内外区域。同时应该标识可导致对相同系统的其他元件产生干扰，或者可能受到干扰(系统内干类型非常重要。电缆类型的制造商部件编号可以提供帮助，并通常用作所需电在使用屏蔽电缆时，应该在电缆两端使用正确的端接技术，以确保实现电缆的电磁屏蔽特性。接器和压盖类型非常重要。连接器或者压盖的制造商部件编号可以提供帮助，并存在大量可影响配电网络和发电供给的电源质量电磁问题，例如波形失真(谐波失真和间谐波失维持电磁要求同样重要(参见B.8.1)。可以通过要实现的精确构建状态描述(需要详细的装配图)或者要实现的电磁特性规范(对于每类严重降低而影响系统安全性(例如，电压降超过标称值以下10%)时安全地关闭系统并非不常见。放电水平。ESD控制的其他技术包括将空气维持在指定的最低湿度水平以上(通常大于25%),并吹出如在B.3.3中所述，在项目中应该尽早评估安全系统在整个可合理预见的生命周期内经历的可合参见IEC61000-5-2。其中应该包括保持EMC特性和电磁安全性所需的操作程序。同时应该包括在可合理预见的生命技术进行保护(参见B.4.7和B.4.8)。应该提醒执行维护工作的人员降低抗扰度水平可能与某些危险的关联性。尽管这可以在手册中实现，使用与B.7.5中所述类似(定期测试)或者如第8章和第9章所述的技术，验证或确认系统的电磁特性在这器件的电磁特性对于维持安全相关系统所需的电磁特性非常重要的场合应该根据器件的预计性能降低率指定验证测试的时间间隔，且应该短于性如果器件性能降低太多，给定的安全完整性级别(SIL)应该提境和安全完整性级别(SIL),应该将修改/升级系统的电磁抗扰度维持在可接受水平。同时可能需要限本评估的目的在于预测修改/升级可能导致安全相关系统所需的电磁特性降到无法接受的任何特性的要求。根据安全完整性级别(SIL),这些可能使用与B.7.5(定期测试)或者第8章和第9章所述GB/Z17624.2—2013/IEC/TS表C.1和表C.2概述了不同功能(与安全无关的功能和与安全相关的功能)的抗扰度试验期间所允许的影响。考虑了8种可能发生的影响。表C.1涉及了所关心的设备的情况，表C.2涉及了与整个安●功能的类型(与安全相关的功能，或与安全无关的功●试验的类型(常规EMC试验或EMC安全试验)。常规EMC试验常规EMC试验试验期间的影响连续的电磁现象时瞬变的电磁现象连续的电磁现象时瞬变的电磁现象的电磁的电磁降低信息(性能降低不一定要由自动诊断探测到)只允许在值范围内允许允许允许只允许在指定的限值范围内信息信息期工作(自动恢复)十供故障信息)干扰的工得失效)允许允许允许允许允许期工作(自动恢复)十外部)自动诊断探测到(在特定方面的安全系数受到控制)允许允许表11十故障信息)不得失效)允许允许允许允许GB/Z17624.2—2013/IEC/TS表C.1(续)常规EMC试验常规EMC试验试验期间的影响连续的电磁现象时瞬变的电磁现象连续的电磁现象时瞬变的电磁现象的电磁的电磁十失灵不能由(EUT内部或外部)自动诊断探测到(安全故障除外)(安全故障除外)(安全故障除外)允许同5,但不能恢复(包括损坏)为主)为主)允许允许同6,但不能恢复(包括损坏)(安全故障除外)(安全故障除外)常规EMC试验常规EMC试验试验期间影响时瞬变的电磁现象时瞬变的电磁现象的电磁的电磁图5图6作(自动恢复)十(由于常规受干扰的不得失效)允许允许允许允许允许图7期工作(自动恢复)十特定方面的安全系数受到控允许允许GB/Z17624.2—2013/I常规EMC试验常规EMC试验试验期间影响时瞬变的电磁现象时瞬变的电磁现象的电磁的电磁图8十不得失效)允许允许允许允许图9十(安全失灵除外)(安全失灵除外)(安全失灵除外)允许图10同4,但不能恢复(包括损坏)(正常EMC要求占主不允许(正求占主导)允许允许图11同5,但不能恢复(包括损坏)不允许(安不允许(安全失灵除GB/Z17624.2-2013/IEC/TS61000应理解为是由一个或多个产品构成的。这一概念参见下面的由6件设备组成的系统示例设备5设备3设备6产品1由4个产品装配的设备示例产品2设备6设备4设备2产品3D.1.3产品对于安全要求规范(图1)中电磁性能来说，暴露于使用期内与安全相关系统的最大电磁环境是一D.2.2设备要求规范(ERS)为与安全相关系统中的每一台设备建立了设备要求规范(ERS),包含在每一台设备中的要求规范设备要求规范(ERS)中的电磁规范取决于安全要求规范(SRS),应进一步考虑由应用在系统层面上的减缓措施提供的情形。应该注意，设备要求规范(E系统的其他部件的电磁发射，也就是考虑到系统内部的电磁兼容情况。在设计减缓措施时(见这是由产品生产商为自己的产品建立的，通常包含与EMC标准相关的电磁性能规范。但对特定设备设计者的责任在任何层面(安全相关系统、设备，或产品)上应用或修改电磁纾缓措施(如需要)典型的工业用与安全相关系统采用从制造商或销售商目录中购买特定的性能判据建立的。这是一个困难且至关重要的工作，因为应考虑和整合EMC及功能安全领域获得EMC电磁抗扰度水平的经典方法可通过图E.1表示(进一步详细内容见IEC61000-2-5)。图右边的曲线表示设备抵抗电磁骚扰的抗扰度行为的概率密度。尽管抗扰度水平一般为离散数量试验)更高的抗扰度这一事实。这条曲线也显示了由于设备本身和试验设备及试验性能的不确定度之概率≈5%单个源概率密度的这一兼容水平在IEC61000-2-5中给出了示例。他们可作为实际上，得到的抗扰度水平显示骚扰水平和抗扰度水平的两条概率范围(典型值约为5%,如图E.1所示)。该方法表示了技术/经济上的折中办法，允许某些状况下GB/Z17624.2—2013/IEC/TS不足以避免干扰的特定的抗扰度水平。5%的重叠部分并不必定意味着有5%的使用这些部件的装置中存在干扰。实际得到的于扰概率通常比IEC61000-1-1附录A.6中说明的低得多。b)这样的概率曲线的实际知识对绝大多数电磁现象而言是相对匮乏的。实际上，详细的信息只可预期为是比较常用的。然而，当考虑安全完整性等级(SIL)定义的概率要求时，这不能认为是足够的。这里，安全相关系统的工程人员应考虑，对一个安全功能会有每小时发生10-⁵~10-⁹失效的概率装置中骚扰的兼容水平、作为安全相关系统的部分在这个装置中安装的设备单除此频段之外的频率，需要寻求其他的导则b)若手持式无线电发射机在相关产品附近使用，EMC/安全工程师的任务就是测到这类发射机性。同时提供所考虑最大水平的最大置信度。更进一步的收获是，由决定GB/Z17624.2—2013/IEC/TS依据IEC61508的方法设计/整合1.要求HEMP保护等)2.系统/设备(如辐射体)发射/抗扰度一管理3.干扰状况一界面/边界-其运行模式4.分析/评估—数值模拟—测量/测试“使用验证”5.措施/预备6.确认和验证见第8章GB/Z17624.2—2013/IEC/TSF.2要求在许多状况下，电磁环境的基本描述是得到设备要求规范(ERS)的抗扰度要求所需的所有内容。为了评估和确保最终配置能够抵抗由系统及其所有设备产生的潜在电磁骚扰(内部EMC),也能够抵抗由外部电磁环境中的系统及其设备产生的潜在电磁骚扰：应从EMC方面确认并描述所有的设备应以系统的方式分析并评估由EMC模型显示的所有潜在干扰情况。此外，可能需要定义显示每除设备应规范符合抗扰度要求的事实外，可能GB/Z17624.2—2013/IEC/TS[1]IECGuide107:1998,Electromagneticcompatibility—Guid[2]LIMNIOS,N.Arbresdedefaillances.Paris:EditionsHermes,199[3]GuidancedocumentonEMC[5]JAEKEL,Bernd.Considerationsonimmunitytestlevelsandmethodtionalsafety.InLEWANDOWSKI,G.andJANISZEWSKI,JM(ed.).ElectromagheticC2006.Wroclaw;OficynaWydawniczaPolitechnikiWroclawskiej,2006,p.187-192,ISBN83-7085-947-X2004IEEEInternationalEMCSymposium,S7803-8443-1,pp145-149.Alsopubl[7]ARMSTRONG,Keith.DesignandMitigationTechniques2006IEEEInternationalEMCSymposium,14-18Aug[8]Parker,WH,Tustin,WTesting,ITEM2002pp54-60,[9]BROWN,SimonandRADASKmitteeonSafety(ACOS)WorkshopVII,Frankfurtam[10]WILLIAMS,TimandARMSTRONG,Keith.EMCfor[11]IEC60050(191),InternationalElectrotechnicalVocabulary(I[12].IEC60364-1,Low-voltageelectricalinstamentofgeneralcharacteristics,definitionscationandinterpretationoffundamentaldefinitionsandterms[14]IEC61000-1-5,Electromagneticcomlectromagnetic(HPEM)effectsoncivi[15]IEC61000-2(allparts),Electromagneticcompati[16]IEC61000-2-3,Electromagneticcompatibility(EDescriptionoftheenvironment—Radiatedandnon-network-frequency-relatedconductedphenomena[17]IEC61000-2-4,Electromagneticcompatibility(EMC)--Part2:Env[18]IEC61000-4-2,Electromagneticcompatibility(EMC)techniques—Electrosta[19]IEC61000-4-3,Electromagneticcompatibility(EMC)—Patechniques—Radiated,radio-frequency,electromagn[20]IEC61000-4-4,Electromagneticctechniques—Electricalfasttransient[21]IEC61000-4-5,Electromagneticc[22]IEC61000-4-6,Electromagneticctechniques—Immunitytoconducteddistur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