农林机械 电磁兼容性 第2部分：额外的EMC功能安全要求 征求意见稿

GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021农林机械电磁兼容性第2部分：额外的EMC功能安全要求本标准规定了由制造厂生产的拖拉机及各种移动式（包括手提式）农林机械、园林机械的电磁兼容性评估的试验方法和验收标准。它在机械、ESA和单独的ESA的功能安全方面规定了额外的EMC要求。本国际标准仅适用于按照ISO25119（或使用其他电子功能安全标准时的等效标准）进行风险评估时大于或等于AgPLrb（或等效标准）的机器控制系统故障的功能。使用不符合ISO25119（或同等标准）的系统的机械无需对ISO14982的这一部分进行测试。旨在用于适用机械控制功能的电气和电子元件或单独ESA也由本国际标准处理。评估以下电磁干扰现象：——由各种场强和频率的场外源辐射的电磁场；——各种场强和频率的便携式发射器（天线内部/外部）辐射的电磁场；——电场（导线传导电场——静电放电。本标准不适用由公共输电线直接提供低压电流的机器。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。在出版时，所示版本是有效的。所有标准都会进行修订，鼓励基于本国际标准达成协议的各方研究应用下列标准最新版本的可能性。IEC和ISO的成员维护当前有效的国际标准的登记册。ISO10605：2008道路车辆静电放电引起的电气干扰（Roadvehicles—Electricaldisturbancefromelectrostaticdischarge）ISO11451-1：2015道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰车辆试验方法第1部分：总则和术语（Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Vehicletestmethods—Part1:Generalanddefinitions）ISO11451-2：2015道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰车辆试验方法第2部分：车外辐射源（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Vehicletestmethods—Part2:Of-vehicleradiationsource）ISO11451-3：2015道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰车辆试验方法第3部分：车载发射机仿真（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Vehicletestmethods—Part3:On-boardtransmittersimulation）ISO11451-4：2013道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰车辆试验方法第4部分：大电流注入（BCIRoadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy2GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021—Vehicletestmethods—Part4:Bulkcurrentinjection(BCI)）ISO11452-1：2015道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰部件试验方法第1部分：总则和术语（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Componenttestmethods—Part1:Generalanddefinitions）ISO11452-2：2019道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰部件试验方法第2部分：吸波屏蔽外壳（Roadvehicles—Electricaldisturbancesbynarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Componenttestmethods—Part2:Absorber-linedchamber）ISO11452-3：2016道路车辆窄带辐射电磁能引起的电气干扰的部件试验方法第3部分：横向电磁（TEMRoadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part3:TransverseElectromagnetic(TEM)Cell）ISO11452-4：2011道路车辆窄带辐射电磁能引起的电气干扰的部件试验方法第4部分：线束激励方法（Roadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part4:Harnessexcitationmethods）ISO11452-5：2002道路车辆窄带辐射的电磁能量产生的电子干扰部件试验方法第5部分：微波带状线（Roadvehicles—Environmentalconditionsandtestingforelectricalandelectronicequipment,Part2:Electricalloads）ISO11452-9：2012道路车辆窄带辐射电磁能引起的电气干扰的部件试验方法第9部分：便携式发射机（Roadvehicles—Componenttestmethodsforelectricaldisturbancesfromnarrowbandradiatedelectromagneticenergy—Part9:Portabletransmitters）ISO13849-2：2012机械安全控制系统安全的相关部件第2部分：验证（Safetyofmachinery–Safety-relatedpartsofcontrolsystems–Part2:Validation）ISO14982-1：2021农林机械电磁兼容性第1部分：一般EMC要求（Agriculturalandforestrymachinery—Electromagneticcompatibility—Part1:GeneralEMCrequirements）ISO25119-1：2018农林拖拉机和机械控制系统安全的相关部件第1部分：设计和开发的一般原则（Tractorsandmachineryforagricultureandforestry—Safety-relatedpartsofcontrolsystems—Part1:Generalprinciplesfordesignanddevelopment）ISO25119-2：2019农林拖拉机和机械控制系统安全的相关部件第2部分：概念阶段（Tractorsandmachineryforagricultureandforestry—Safety-relatedpartsofcontrolsystems—Part2:Conceptphase）ISO12100：2010机械安全设计的一般原则风险评估与风险降低（Safetyofmachinery--Generalprinciplesfordesign--Riskassessmentandriskreduction）3术语和定义ISO14982-1中给出的术语、定义和缩写词适用于本标准。4一般原则3GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021机械和系统的功能安全在其他标准中有充分的描述，但是，没有考虑与功能安全相关的EMC的影响。本文件中定义的EMC要求应根据其对机器功能安全的影响进行评估，以代表所有重要的技术和已知此类现象的总体情况。因此，与这些EMC现象相关的性能参数代表了当前普遍已知的实施的技术性能测量（幅度）。本国际标准的用户应按照第5章中的水平对所有功能进行测试，所有功能大于或等于ISO25119-2（或等效）中定义的AgPLr制造商或执行转换到ISO25119-1（或同等标准）中暗示的“安全状态”。如果根据第5章使用分析或模拟作为测试的替代方法，则证明机器变为上述定义状态之一的数据应包含在本ISO标准的测试报告或符合性声明中。对于ESA测试，需要确定被测设备的机器级抗扰故障行为，例如来自控制器的损坏信号可能导致失去制动或转向。注：安全相关功能需要符合ISO14982-1和ISO14982-2。5EMC现象5.1一般要求随着农业和林业机械操作区域中电子设备的使用越来越多，需要确保为机械提供足够的电磁干扰抗扰度。本标准中描述的电气和高频干扰是指由技术设备引起的电磁效应（人为效应）。这些影响通常可以被认为是单一的，并且额外地定位并限制在定义的狭窄区域内。虽然这些对机械的影响不能被认为是普遍的，但仍需要考虑它们对机械的影响。它们可能在具有不同电气特性的大频率范围内或通过传导或辐射产生，然后通过传导或辐射传递给其他电子电气设备和系统。由机器内部或外部的干扰源产生的窄带（有时是宽带）信号也可能在电子电气系统中耦合，并影响电子电气设备的正常功能。这些强烈的电磁干扰会导致系统性或“共因”故障。静电放电与机器有关，因为控制元件可以放置在操作员站之外，接触点可能会出现电位差。必须考虑电源接线中的瞬态传导，因为机器可能包含开放系统，其中可以组合多个设备或组件以补充机器功能。本标准提供了有关目前已知的影响的种类和水平的信息。考虑到机器可接受的可测试水平，并且在自愿进行测试的情况下，考虑到机器的独特特性和操作参数，指示性的试验方法和标准可以从这些数值中得出。然而，机器的功能并不能仅通过测试来评估。针对EMC现象的功能安全也可以通过在机器所在地和作业现场采取组织措施来实现。由于机械有多个可能由各种不同机器类型上可以使用的部件组成的系统，因此对于这些部件定义“电气/电子子装配体（ESA’s）或单独技术单元”的方法可以适用于抗扰度和发射试验方法。这使得这些部件在现有的实验室设施中，由专门配备的屏蔽室组成，可以采用可比（或可替代）的试验方法进行评估。在进行电气/电子子装配试验时，需要考虑子装配连接到机器的布线系统带来的附加影响。电气/电子/可编程电子系统，旨在用作ISO25119-1:2018中定义的机器控制系统的安全相关部分，具有预期功能的规范。电气/电子/可编程电子系统的制造商有时不知道受干扰的功能是否会变得危险，因为这取决于将来在与整机安全相关的系统中的应用。需要根据本标准进行测试，以便可以证明PES在该安全相关系统中的行为。以下子条款介绍了已知的技术上诱发的EMC现象并对其进行量化，指出它们在功能安全方面的典型值。4GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021应通过以下任何一种或多种方式来证明符合本标准的要求：——根据第6章和第7章对整机进行测试；——根据第8章和第9章测试与安全相关的ESA，例如：如果由于机器尺寸、区域环境条件或法律要求而证明抗扰度测试站点的可用性受到限制。ESA只进行测试的其他原因可能包括新的或更新的ESA、添加的ESA、可选配置或售后ESA。如果整机没有进行测试，那么选项b)和c)的使用应要求对所描述的测试进行组合，并对组合后的机器和ESA进行充分分析，以保证组合时的适当性能达到该标准。a）当第6章和第7章中确定的适用要求得到满足时，就认为整机满足了本国际标准的要求。如果机器制造商选择了这种替代方法，则不需要对电子电气系统或ESA进行例行测试。b）如果机器制造商确认所有电子电气系统或ESA满足第8章和第9章中确定的要求，并且在安装时考虑了ESA制造商的建议和系统集成商的风险评估，则视为符合本国际标准的要求。c）对于满足第6章和第7章要求的机器，并且其中的电子电气系统、ESA、拖拉机/牵引机具或其他类型的机具组合也符合第8章和第9章，并且已根据ESA制造商的建议要求和系统集成商的风险评估进行安装，则视为符合本国际标准的要求。d）当机器没有要求进行抗扰度或干扰测试的此类设备时，也视为满足本国际标准的要求。在这种情况下，不需要进行任何测试。可以进行不受上述限制的评估，但要求中的剩余差距应在ESA级别进行评估。注：在世界大部分地区，法律禁止在开放区域测试场所对大型机器进行辐射抗扰度测试。低于3GHz的传导测试方法可作为替代方法。在3GHz以上，除了辐射抗扰度测试之外别无选择，并且可以在电波暗室中执行ESA级别的辐射抗扰度测试。在测试ESA时，建议在机器层面验证通过部分随机抽样完成安全相关功能的连接最终系统的完整性。参见ISO13849-2:2012,4.1。6机器对电磁辐射的抗扰度规范6.1测试方法抗扰度测试应使用ISO11451-1中概述的测试原理进行，不论系统的驻波比如何，均可以使用正向功率作为控制。测试报告应注明用于评估的控制方法。机器参考点的位置应考虑到被测机器几何排列的多样性。参考点和操作模式的确定应机器专用，并在测试报告中注明。如果在机器的参考点达到所需的场强，则天线可以放置在离机器较远的位置，以增加照明区域。割台、附件和牵引机（仅使用载机操作）的EMC性能会受到载机的影响，因此可以独立测试。在单独的测试中，集管机、附件或牵引机被操作并进入规定的功能状态，并接受带有合适装置的机器的测试，该装置替代了消声室中的载车。应在测试计划中定义所有与安全相关的功能，以及相应的操作模式和故障安全状态。6.2验收标准。在测试期间和之后，设备/系统的所有功能（包括内存和微处理器功能）都按设计执行。l未能进入安全状态GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021。未能达到定义和预期的安全状态；。存在现场时应保持安全状态；。拆除场地后应保持安全状态；。系统的恢复不应引起额外的危害；。系统的恢复应适合受损的功能。如果调用了多个安全状态，则应按上述规定单独调查每个安全状态。6.3替代测试方法由于消声室的尺寸限制，在大型设备上进行辐射抗扰度测试可能是不切实际的。ISO11451-4中规定的BCI测试或ISO11452-4中规定的TWC测试可用作机器辐射抗扰度测试的替代方法。6.4机器抗扰度参考限值带调制的测试信号的最大值应符合表1所指明的未调制测试信号的最大值。只要测试了全部频率范围，可以使用ISO11451-2、ISO11451-4或ISO11452-4的任何组合测试方法。表120-6000MHz频率范围内非车载源的电磁场测试水平吸波屏蔽外壳（ISO11451-2）频率范围多样本单样本调制类型20MHz–80MHz48V/m60V/m调幅（AM）80MHz–800MHz75V/m100V/m调幅（AM）800MHz–1000MHz75V/m100V/m脉冲调制（PM）类型11000MHz–1200MHz48V/m60V/m脉冲调制（PM）类型11200MHz–1400MHz48V/m60V/m脉冲调制（PM）类型21400MHz–2000MHz48V/m60V/m脉冲调制（PM）类型12000MHz–2700MHz24V/m30V/m脉冲调制（PM）类型12700MHz–6000MHz24V/m30V/m脉冲调制（PM）类型2大电流注入法（ISO11451-4）频率范围多样本单样本调制类型20MHz–800MHzA100mA125mA调幅（AM）800MHz–1000MHzA100mA125mA脉冲调制（PM）类型1A允许超过ISO11451-4中定义的400MHz频率限制。管状波耦合器（ISO11452-4）频率范围多样本单样本调制类型400MHz–800MHz22.5dBm24.5dBm调幅（AM）800MHz–1200MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型11200MHz–1400MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型21400MHz–2700MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型12700MHz–3000MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型27机器对ESD的抗扰度规范ESD测试应使用ISO10605中规定的车辆测试方法进行。7.1参考限值对于暴露于ESD现象的机器的抗扰度，应适用表2中定义的值。测试应至少使用3次放电进行，两次放电之间不得少于1秒。6GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021应适用6.2中定义的功能验收标准。表2静电放电（ESD）试验水平位置放电类型放电网络试验水平机器外部接触150pF/2kΩ±8kV空气150pF/2kΩ±15kV机器内部接触330pF/2kΩ±8kV空气330pF/2kΩ±15kV8ESA对电磁辐射抗扰度规范8.1测试方法至6000MHz的频率范围，都可能采用。至少需要结合两种测试方法来覆盖整个频率范围，但无需应用所有列出的测试方法。抗扰度测试应使用ISO11452-1中概述的测试原理进行，不论系统的驻波比如何，均可以使用正向功率作为控制。测试报告应注明用于评估的控制方法。水平和垂直天线极化应用于辐射抗扰度测试。ESA应置于测试计划中定义的操作模式。应在测试计划中定义所有与安全相关的功能，以及相应的操作模式和故障安全状态。应适用6.2中定义的功能验收标准。8.2ESA的抗扰参考限值调制后的测试信号最大值应符合表3规定的未调制测试信号的最大值。表31-6000MHz频率范围内非车载源的电磁场测试水平吸波屏蔽外壳（ISO11452-2）频率范围多样本单样本调制类型20MHz–800MHz80V/m100V/m调幅（AM）800MHz–1000MHz80V/m100V/m脉冲调制（PM）类型11000MHz–1200MHz48V/m60V/m脉冲调制（PM）类型11200MHz–1400MHz48V/m60V/m脉冲调制（PM）类型21400MHz–2000MHz48V/m60V/m脉冲调制（PM）类型12000MHz–2700MHz24V/m30V/m脉冲调制（PM）类型12700MHz–6000MHz24V/m30V/m脉冲调制（PM）类型2横电传输室（ISO11452-3）频率范围多样本单样本调制类型1MHz–200MHz120V/m150V/m调幅（AM）大电流注入法（ISO11452-5）频率范围多样本单样本调制类型1MHz–400MHz100mA125mA调幅（AM）管状波耦合器（ISO11452-4）频率范围多样本单样本调制类型GB/T21398—202×/ISO14982-2：2021400MHz–800MHz22.5dBm24.5dBm调幅（AM）800MHz–1200MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型11200MHz–1400MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型21400MHz–2700MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型12700MHz–3000MHz22.5dBm24.5dBm脉冲调制（PM）类型2带状线（ISO11452-5）频率范围多样本单样本调制类型1MHz–400MHz120V/m150V/m调幅（AM）9ESA的ESD抗扰度规范9.1通电测试应根据ISO10605和表4中定义的测试级别，在DUT处于操作状态下进行测试。测试应至少使用3次放电进行，两次放电之间不得少于1秒。应适用6.2中定义的功能验收标准。表4ESD测试水平放电网络直接法试验水平330pF/2kΩ接触±8kV330pF/2kΩ空气±15kVDUT应通过功能测试，电气参数应保持在规定的公差范围内。9.2包装和处理根据ISO10605和表5中定义的测试等级，测试应在DUT处于非工作状态下进行。每个连接器针脚和所有指定的外壳位置应经受三次放电，每个测试位置的每个测试脉冲之间的时间不少于1秒。ESD发生器应在对DUT施加任何放电之前放电。表5ESD包装和处理测试水平放电网络直接法试验水平150pF/330Ω接触±4kV150pF/330Ω空气±8kV10试验报告ISO14982-1:2021第13章适用。测试报告应包括ISO14982-2:2021的相关要求，并可与ISO14982-1:2021的测试报告结合使用。未受干扰的功能，包括所有与安全有关的功能运作模式的偏离，应记录在测试报告中，以及进入和恢复已定义和预订的安全状态的任何转变。8GB/T21398—202×/ISO14982-2