电磁兼容 试验和测量技术 第9部分：脉冲磁场抗扰度试验 征求意见稿

GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-91电磁兼容试验和测量技术第9部分：脉冲磁场抗扰度试验——发电厂；本文件的目的是建立一个通用准则，以评估电气和电子设备在脉冲磁场下的抗扰度。GB/T17626的本部分规定的试验方法描述了评估设备或系注：正如GB/Z18509中所述，本文件是供产品标准化技术委员会使用的电磁兼容基础标准。也正如GB/Z18509声——试验等级的范围；实验室测试的目的是发现在规定工作条件下受试设备(EUT)对开关和雷电效应引起的脉冲磁场的反IEC60050(所有部分)国际电工词汇(IEV)[International注：可从以下网址获得：。GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-92[来源：GB/T2900.77-200组合波发生器combinationwavegenerator<8/20μs浪涌电流>虚拟参数，定义为浪涌电流从上升到其峰值电流的一半，到下降到），给定尺寸的感应线圈所产生的磁场强度与相应电流值之参考接地平面referencegrounGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-93rr注：系统被认为用一假想的界面将其与环境和其他外部系统分离，该界的联系。通过这些联系，系统受到环境和外部系统的注2：由于本部分为EMC基础标准，该定义与IEC60050-AE:辅助设备（AuxiliaryequipmCDN:耦合/去耦网络（CouplingCWG:组合波发生器（CombinationwavegenerEUT:受试设备（EquipmentundertesRGP:参考接地平面（Referencegroundplane）4概述在高压变电站，脉冲磁场也可由断路器切合高压母线和高压线路GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-942345注：磁场强度用A/m表述，1A/m相当于自由空间磁感a“X”可以是高于、低于或在其他等级之间的任何等级。该等级应在产品标准注：本文件规定的组合波发生器的波形定义与GB/T规定的波形为短路电流，因此应在未连接感应线圈的情况下进行波形发生器的简化电路图如图1所示。选择不同元器件Rs1、Rs2、Rm、Lr和cc的值，使发生器在短路时产GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-95LrUCcRs1Rs2RmRcRm阻抗匹配电阻相移：相对于EUT交流线电压的相位在0°~360°变化，允差±10°短路输出电流峰值：100A～1000A或所需测试等级除短路输出电流峰值允差：±10%IttGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-96持续时间：Td=1.18×Tw=20×(1±20％)μs（-3dB）应小于100Hz。应使用电流探头和示波器或其他等发生器的特性应通过在输出端串联一个18μF的电容在短路状态下进行测量。如果18μF电容位于发生器内部，那么校准时不再需要18μF电容。对于1m×1m和1m×2.6m的两种单匝标准线圈，磁场分布是已知的，如附录B所示。因此，无需不适合放在此两种标准线圈中进行测试的EUT，可以使用其他不同尺寸的线圈。在这种情况下，应GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-97为了符合表3和表4中的规定，可能需要串联一个外峰值电流I±10%A12345注：0.9和0.66是按照A.2.3所述计算所得的标准线圈的感应线圈因数（见附录A）。（-3dB）宜低于100Hz。应使用电流探头和示波器或其他等效的测量带宽不小于1MHz的测量仪器进行——受试设备（EUT——辅助设备（AE需要时——如果测试落地式设备，则需参考接地平面。验证的目的是为了确保试验配置工作正常，试验配置包GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-98——试验设备的互连电缆。——感应线圈端子处的浪涌脉冲。），），减小这种影响。最小的电缆布线尺寸应包含在确定可试验的EUT的最大#对于测试落地式设备(如机架)的感应线圈标准尺寸为1m×2.6m的矩形，RGP可作为其中一侧的短边。1m×1m的感应线圈可用于最大尺寸为0.6m×0.6m的落地参考接地平面的最小厚度应为0.65mm，最小GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-99#mm行测试。各位置之间的距离应为(0.5±0.05)m。图5表明需要测试三个位置。在任何情况下，图5所示的感应线圈不得低于0.5m放置。图6显示了在垂直正交平#矩形线圈的测试体积为0.6m×0.6m×2m(当1m×2.6m的矩形线圈不能容纳受试设备时，可用邻近法(见图7和7.5获得更详细的信息)，或构造更大的感应线圈，以适应不同磁场方向上的受试设备的尺寸(见附量减小这种影响。最小的电缆布线尺寸应包含在GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9###现场试验通常是大型机械或类似设备唯一可行的试验方法。在现场试验中，通常没有RGP。因此,当使用邻近法检测受试设备时，应使用1m×1m的标准感应线圈。此外，要将标准感应线圈与受试设备隔开。标准感应线圈与受试设备之间的距离应为(10±注：定义该距离是为了确保场强与标准感应线圈中心的场强相同。也可以根据7.3对台式设备进行试验，但这不——建立实验室参考条件；除非通用标准、产品类标准或产品标准另有规定，实验室的气候条件应在EUT和GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9试验应根据试验计划进行，该试验计划应规定试验配置，）；）；对于大多数产品，相位同步可能不适用；因此，产品委员会宜决定其产品的相位同步需注2：使用发生器的CDN输出时，可能需要9试验结果的评价试验结果应依据EUT在试验中的功能丧失或性能降低现象进行分类,相关的性能等级由设备的制造商或试验的委托方确定,或由产品的制造商和采购方双方协商同意。a)在制造商、委托方或采购方规定b)功能或性能暂时丧失或降低，但在骚扰停止后能自行恢复，不需要操作者干预；d)因设备硬件或软件损坏，或数据丢制造商的技术规范可以规定一些对EUT产生了影响但被认为是不重要的因而是可以接受——试验设备的标识，例如商标名称、产品型号、序列号；——在骚扰施加期间及以后，观察到的对EUT的任何影响，及其持续GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9——判断试验合格/不合格的判据（依据通用标准、产品标准或产品类标准规定的性能判据或GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9A.1概述当EUT不适合采用标准感应线圈时，可以使用邻近法或使用非标感应线圈。构造非标线圈是为了A.2线圈因数的确定A.2.1概述A.2.2线圈因数测量A.2.2.1概述应使用具有足够灵敏度的磁场传感器来测量感应线圈产生的磁场强度H。A.2.2.2台式设备的线圈因数测量A.2.2.3落地式设备的线圈因数测量感应线圈宜位于RGP上，RGP可作为线圈的一个侧边。除RGP外，所有其他导电或磁性结构都应距线GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9其中#(P)是点P处的磁场，I是感应线圈电流。当感应线圈横截面的最大尺寸与感应线圈的最短如果P在矩形线圈的中心，则a=b。如果RGP是线圈的底面，那么考虑到实际（物理）线圈的镜像，等式(A.1)仍然有效。在这种情况下，如果P位于物理线圈的中心，则由物理线圈加上其镜像形成的线aIaPbc/2c/2A.3磁场测量少一个数量级。EUT大小受x-y平面中的+3dB等值线和x-z平面中的±3dB等值线的限制。A.4非标感应线圈的验证A.2所示。GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9如果感应线圈的最大横截面尺寸不超过线圈最短边尺寸的2%，则感应线圈因数可以由公式（A.1）如果线圈的一侧是RGP，则RGP的有限尺寸会引入新的不确定度分量。这可以通过假设存在和不GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9附录B给出了EUT的最大尺寸及其在标准感应线圈中的位置的信息。EUT的最大尺寸受x-y平面中的+3dB等值线和x-z平面中的±3dB等值线的限制。单匝标准1m×1m线圈的电感量约为2.5μH，而1m×2.6m标准线圈磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线如图B.1（x-y平面）和图B.2（x-z平面）所示，EUT最大尺寸为宽×长×高=0.6m×0.6m×0.5m。yxx-z平面x-y平面注：-3dB等值线未显示，因为它位于环路之外。图B.11m×1m感应线圈在x-y平面上磁场强度（幅度）的+3dB等值线GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9zxx-z平面图B.21m×1m感应线圈的x-z平面中磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线B.31m×2.6m带参考接地平磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线如图B.3（x-y平面）和图B.4（x-z平面）所示。EUT最大尺寸为宽×长×高=0.6m×0.6m×2m。x-y平面x-z平面zx注：-3dB等值线未显示，因为它位于环路之外。图B.31m×2.6m带参考接地平面感应线圈的x-z平面中磁场强度（幅度）的+3dB等值线GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9yx图B.41m×2.6m带参考接地平面感应线圈在x-y平面中磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线B.41m×2.6m无参考接地平磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线如图B.5（x-y平面）和图B.6（x-z平面）所示。EUT最大尺寸为宽×长×高=0.6m×0.6m×2m。yxx-y平面x-z平面注：-3dB等值线未显示，因为它位于环路之外。图B.51m×2.6m无参考接地平面感应线圈的x-y平面中磁场强度（幅度）的+3dB等值线GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9zxx-z平面图B.61m×2.6m无参考接地平面感应线圈的x-z平面中磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9试验等级的建议在第5章给出。实际选择的试验等级——兼容性裕量的需求和大小，即最大干扰电平和考虑的抗扰度电平之间的裕量。1级：采用特定缓解措施的电磁环境，以使电磁现象仅在一定程度上发试验不适用于预期在此类环境中使用的设备，因为相关的区域不会受到中高压变电站开关现这类环境的位置特点是一个潜在的邻近中压和高压开关设备或承载相应瞬态导体的区域。变这类环境的特性是存在中压或高压变电站以及承载瞬态故障电流的导体。具有大电流设备/可根据干扰源与设备的电路、电缆和线路等之间的电磁隔离情况，以及设施的特性采用高于磁环境中，但由于相关设备的特性或其他情况，与该类型电磁环境不同的试验级别可能更合适。相关GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9包含一定量的测量不确定度(MU)。这里根据IECTR61000-1-6中描述的原则和方法对MU进行d)得到包含被测量真值且具有高置信度区间IP注入线圈的脉冲电流#P脉冲磁场峰值KCF感应线圈的线圈因数：#P=KCF×IP注：符号u(xi)、ci、ui(y)、uc(y)、U(y)和y的含义和关系在IECTR61000-1-6中进行了解释。GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9磁场测试时，干扰量是测试发生器产生并注入线圈的浪涌电流和施加到EUT的浪涌磁场。如D.1节因数KCF。浪涌磁场与浪涌电流就具有相同的前沿时间和宽度，磁场的峰值#P=KCF×浪涌电流前沿时间作为被测量，可通过如下函TMS测量系统（10%至90%）阶跃响应的上升时间，单位为GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9PDFau(xi)ciui(y)1101αBuc(y)=Σui(y)2U(y)=2uc(y)yT10%、T90%：是在峰值幅度的10%或90%处读数的时间。误差范围是基于示波器采样频率为100MS/s、δR：是对10%到90%上升时间不可重现性的量化。本qj的n次重复测量获得qj的标准偏差s(qk)，公式如下:其中是qj的算术平均值。假定误差范围s(qk)=25n被测量是注入线圈的浪涌电流的峰值，使用函数关系计算:β取值(14.8±1.6)kHz的系数表D.2浪涌电流(IP)峰值的不确定度评估示例PDFau(xi)ciui(y)VPRVVARTΩΩA/ΩA011AA011AAβA/kHzABA/kHzAuc(y)=Σui(y)2U(y)=2uc(y)y%VPR：是电流探头输出端的电压峰值读数。误差范围是基于示波器具有8位垂直分辨率、具备轨迹插值RT：是电流分流器或探头的传输阻抗。偏差来量化，用相对值表示，假定估计值为0误差范围为31个标准偏差δV：量化示波器直流端的幅度测量误差。假定误差范围为2概率分布函数服从矩形分布估计值β：是一个系数，它取决于测量系统的脉冲响应和峰值附近的标准脉冲波形的形状（见D.4.7）。B：见D.4.2.，其估计值和误差范围的数值和含义浪涌磁场峰值的不确定度由函数关系#P=KCF×IP获得，其中KCF是按照标准中所述测量或计算的线圈因数。因此，如果计算出的KCF为0.90（例如，在边长为1m的正方形感应线圈的情况下）且其扩展不确定度为5则#P的最佳估计值为1.04kA/m，其扩展不确定度为9.9见表D.2）。被测量是注入线圈的浪涌电流的持续时间，使用函数关系T50%,R在脉冲上升沿达到峰值幅度5T50%,F在脉冲下降沿达到峰值幅δR对不可重现性的校正β取值(14.8±1.6)kHz的系数PDFau(xi)ciui(y)T50%,RT50%,F0βBuc(y)=Σui(y)2U(y)=2uc(y)yGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9T50%,R、T50%,F：是浪涌电流上升或下降沿峰值幅度的50％处的时间读数。误差范围是基于示波器采样频率为100MS/s（与D.4.2中相同）、具备轨迹插值能力（概率分布函数服从三角形分布）的假定，如），垂直分辨率：贡献取决于垂直幅度分辨率ΔA和轨迹的斜率dA/dt。不确定度与分辨率的半宽度有关，为(ΔA/2)/(dA/dt)。如果运行轨迹插值（参见示波器手册），则使用确定性。如果示波器的读数软件从脉冲基线测量峰值，则可以忽略D.4.6由于测量系统的有限带宽导致的），时间，TMS是测量系统阶跃响应的上升时间。重要的是要注意到等式(D.7)的推导是基于以下上升时间GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9∞0从数学的角度来看，公式(D.8)比基于10％和90％阈值电平的通常公式更容易处理。尽管如此，在的α值在表D.4中给出。从表D.4中可以明显看出，不可能确定最小值(321×10-3)和最大值(399×10-3)之间的算术平均值来获得α的合理估计，即360×10-3。此外，可以假定，如果除了带宽之外没有关于测量系统的信息，则321×10-3和399×10-3之间的任何α值都是同样可取的。换句话说，假设α是一个随机变量，服从矩形概率分布，下限和上限分别为321×10-3和表D.4系统B相同带宽时，不同单向脉冲响应对应的α因子（见公式（D.10α,10％至90%D.4.7测量系统的有限带宽导致的脉冲峰t0），化简后，当测量系统的带宽相对于输入信号的带宽较大时有效（使得阶数大于2的幂级数项可以忽略不），GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9波形的数学表达式在本标准的附录E中已给出，β的vpTw=AvpdTwdβD.5不确定度在浪涌发生器符合性判GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-92)帮助数字设备设计人员使用标准中描述的简化电路来建立源发生器的电路模型，电路元件采用a)Tw：宽度时间，定义为波形上升沿和下降沿d)Tf：波前时间，其定义为斜率接近于初始时间响应的一条直线，分别与波形最小值和最大值相交的水平轴时间宽度。定义了以下值，这些值与使用模型仿真的简化电路提供的波形非常）：i等式(E.1)中出现的系数具有以下值:GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-91001对应于等式（E.1）的频谱响应幅度如图E.30MHz(f)图E.3浪涌电流(8/20μs)：Δf=10kHz的频谱响应时域中的电流脉冲可以很好地仿真高达0.15MHz的频率，因此相关GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9附录F给出了使用两个1m×1m标准感应线圈并联到组合波发生器的亥应线圈可用于获得更好的场均匀性并用于测试更大的该测试系统的特性可以通过使用图F.1中描述的电流测量来校准。应该测量两个线圈中的电流并且输出电流可以通过将发生器连接到两个标准感应线圈来验证。为了符合表3中给出的1m×1m标准感应线圈的规范，可能需要串联一个外部电容（例如18μF）。电容可以集成在发生器中。连接是通过具有不超过3m长度的合适横截面的双绞线实现的。应使用相同长度i1GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9A2345注2：在测试级别5或X下进行测试时，可能需要如果用电流互感器（探头）测量短路电流，应确保其磁芯不发生饱和。探头的截止频率(-3dB)应小于100Hz。校准应使用电流探头和带宽不小于1M条款F.3给出了EUT在双线圈布置中的最大尺寸及位置。根据标准正文，EUT应位于一个区域内，该磁场强度（幅度）的+3dB和-3dB等值线如图F.2（x-y平面）和图F.3（x-z平面）所示。最大EUT尺寸为宽×长×高=0.6m×0.z=+0.4m（x-y平面）z=0m（x-y平面）zyxz=-0.4m（x-y平面）GB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9zyzxy=0m（x-z平面）图F.3双感应线圈布置（0.8m间距）的x-z平面中磁场强度（幅度）的+3dB和-3dBGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9态结果）和频域（磁场的2D数值图）中的3D数值仿真，），•在线圈的中心，正方形和矩形线圈的感应线圈因数分别为0.90m-1和0.65m-1，实际上与线圈导•环路外的磁场值比环路中心的场低约20dB到•对于间距为0.6m（亥姆霍兹设置）的双感应线圈布置，单一线数分别为：1.18m-1和1.20mGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-900210YXZH0图G.2沿1m×1m感应线圈一侧的Hx场，单位为A/mGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-90YZHX50YΔH(dB)=20log(|Hd|)–20log(|Hdom|)ZHX图G.41m×1m感应线圈沿侧边的HGB/T17626.9—202X/IEC61000-4-9H0YΔH(dB)=20log(|Hd|)–20log(