電（diàn）快速脈衝群測試介紹

電快速瞬變脈衝群（(EFT/B, Electrical Fast Transient / Burst)是在同一供（gòng）電回路中，多種用電器（或設備）在工作過程中(如開關、繼電器等在使用時)產生的瞬態脈衝群。如（rú）果電感性負載多次重複切換，脈衝群就會（huì）以相應的時間間隔（gé）多（duō）次（cì）重複出現。這種脈衝上升時（shí）間（jiān）短，重複（fù）率高，能量低，頻譜分布較寬。脈衝群幹擾（rǎo）會使用（yòng）電器（或設備）性能下降或（huò）失靈。

重複性快速瞬（shùn）變試驗是一種將由許多快速瞬變脈衝組成的脈衝群（qún）耦合到電氣和電子（zǐ）設備的電源端口、信號和控製端口的試驗。試驗的（de）要點是瞬變的短上升時間、重複率和低能量。其目的是評（píng）估受試設備對來自操作（zuò）瞬態過程(如斷開電感性負荷、繼電器接點彈跳等）中所產生的瞬態脈衝群的抗擾度。

1.試驗等級

表1列出了設備的供電電源、保護接地(PE)、信號和控製端口進行電快速瞬變脈（mò）衝群抗擾度試驗時應優先采用的試驗（yàn）等級的範圍（wéi）。

表1，試驗等級

注（zhù）：* “X"表（biǎo）示一個開放等級，在專用設備（bèi）技術規範中必須對這（zhè）個級別加以規定。

   試驗等級應按（àn）照最（zuì）真實的安裝和環境（jìng）條件加以選擇（zé），在進行抗擾度試驗時，應確定設（shè）備 在預期工作環境中（zhōng）的性能等級。對於受（shòu）試（shì）設備的1/0、控製、信號和數據端口，試驗電壓為電源端口試驗電壓的一半。

根據通常的安裝實踐，建議按照（zhào）電（diàn）磁（cí）環境（jìng）的要求來選擇（zé）電快速瞬變脈衝（chōng）群抗擾度（dù）試驗的 試驗等級，具體試驗等級如下。

(1)    等級1：具有良好保護的環境（jìng）

在此級別的設施具有下列特（tè）性。

a.       在被切換的電源和控製線路中，電快速瞬變脈衝被全部抑製。

b.       電源線（交流和直流>與來自屬於較高嚴酷度等（děng）級的其他（tā）環境中的控製和測（cè）量（liàng）線路 分離。

c.       電源電（diàn）纜帶有屏（píng）蔽層，屏蔽層的兩（liǎng）端在設施的接地參考平麵（miàn）接地（dì），並通過（guò）濾波進行 電（diàn）源保護。

例如（rú）計算機房。對於此級別試驗，隻（zhī）使用形式試驗中的電源線路及安裝後試驗中的接（jiē）地 線路和設備機櫃。

(2)    等級2：受保護的環境

在（zài）此級別的設施具有下（xià）列特（tè）性。

a.       僅應用於繼電器（無接觸器（qì））切換的電源線（xiàn）路和控製線路中，電快速瞬變脈衝群被 部分（fèn）抑製。

b.       所有線（xiàn）路與同較高嚴酷等級環境有關的其他線路分離（lí）。

c.       無屏蔽的電源電纜（lǎn）和控製電纜與信號電纜和通信電纜在結構上（shàng）分離（lí）。 例如工廠和發電廠的控製室或終端室可作這類環境的代表。

(3)    等級（jí）3：典型的工業環境（jìng）

在此級別的設施具有下列特性。

a．  僅采（cǎi）用繼電器（無接（jiē）觸器）切換的電源線（xiàn）路和控製線路中（zhōng），對電快速瞬（shùn）變脈衝群無（wú） 抑製。    

b．  工業線路與同（tóng）較高嚴（yán）酷（kù）等級環境有關的其他線路分離不（bú）徹（）底。

c．  電源、控製、信（xìn）號和通信線路采用專用電纜（lǎn）。 丄電源、控製、信號和通信（xìn）線路之間（jiān）的分離不（bú）徹（）底。

d．  存在由電纜托架（同保護接地係統相連（lián））中的導電管道、接（jiē）地導體和接地網提供的 接地（dì）係統。

例如（rú）工業（yè）過程設備的使用場所（suǒ）、發電廠和戶外高壓變電站的繼（jì）電器房等。

(4)    等（děng）級4：嚴酷的工業環境

在此級別的設施具有下（xià）列特性。

a．  由繼電器和（hé）接觸器切換的電源和控製線路中，對電快速瞬變脈衝群無抑製。

b．  工業線路與同較高嚴酷等級環境有關的其他線路不分離。

c．  電源、控製、信號和通信電纜之間不分離。 丄控製和信號線共用多芯電纜。

未采用特定安裝措施的電站工業過程設備的戶外區域，露天的（de）高壓變電站配電裝置和工 作電壓達5001^^的開關（guān）裝置（zhì）（采用典型（xíng）的安裝措（cuò）施）等區域可作為（wéi）這類環境的代表。

(5) 等級5：需加分析的特殊環境

根據騷（sāo）擾與設備的電路、電纜、線（xiàn）路等電磁分離程度的優劣以及安裝質量，可能需要采用（yòng）高於或低於上述的環境等級。應（yīng）該指出，較高嚴酷等級的設備線路可以進入嚴酷等級較低
的環境。

2.試驗設備

(1)    試驗發生器

試驗發生器的主（zhǔ）要元件包括高壓（yā）源、充電電阻、儲（chǔ）能電容、放電（diàn）器、脈衝持續（xù）時間成形
電阻（zǔ）、阻抗匹配電阻、隔直電容，其電路簡圖如圖1所示。

圖1,電快速瞬變脈衝群發生器電路簡圖

U—髙壓源；Rc一充電（diàn）電阻；Cc一儲能電容（róng）器；RS一（yī）脈衝持續時間成形電阻；

Rm一阻抗匹配電阻；Cd—隔直電（diàn）容（róng）

電快速瞬變（biàn）脈衝群發生器的性能特性（接50Ω負載）如下。

a．  開路輸（shū）出電壓範圍（在儲能電（diàn）容器兩端的電壓>為0.25(1一10%)～4Kv(1±10%)

b．  極性：正極（jí）性、負極性。

c．  輸（shū）出形式：同軸輸出。

d．  動態源阻抗：50 (1±20%) Ω在（1?100MHz時)。

e．  發生器內的隔直電（diàn）容為10nF

f．   單個脈（mò）衝的上升時間：5 (1±30%）ns，如圖（tú）2所（suǒ）示。

                    圖2， 接（jiē）50負載時單個脈衝的波形

g．  脈衝持續時間（50%值）：50（1±30%）ns，如圖（tú）2所示。

h．  與供電電源電壓異步。

i．    脈衝持續時間：15 （1±20%)ms，如圖3所示。

j．    脈衝群周期：300（1±20%)ms。 

圖3，電快速瞬變脈衝群概（gài）略圖

(2)    電快速（sù）瞬變脈衝群發生器的校驗

為了消除因各種類型發生器特性的分散性而可能出（chū）現的試驗結果的不確定性，需要一個 標準的校驗（yàn）和試驗程序。試驗發生器的輸出通過一個50Ω的同軸衰減器接（jiē）至示波器上。測 量（liàng）設備的帶寬至少為400MHz。應該對一個脈衝群的上升時間、脈衝持續時間和脈衝重複頻率進行監視。

對帶有一個50Ω終端負載的電快速瞬變脈（mò）衝群發生器要進行校（xiào）驗的特性（見圖2）如下。

a．  脈衝的上升時間50（1±30%）ns。

b．  脈衝持續時間（50%值（zhí））：50（1±30%）ns。

脈衝的重複頻率和（hé）輸出電（diàn）壓的峰值：0.125Kv時為5（1±20%）kHz、0.25kV時為5（1±20%）kHz、0.5kV時為5（1±20%）kHz、1.0kV時為5（1±20%）kHz、2.0kV時為2.5（1±20%）kHz。

(3)    交/直（zhí）流端口的耦（ǒu）合/去耦網絡

這個網絡提（tí）供（gòng）在不對稱條件下把（bǎ）試驗電壓施加到受（shòu）試設備的電源端（duān）口的能（néng）力。其特性參（cān） 數如下。

a．  頻率範（fàn）圍：1～100MHz。

b．  耦合電（diàn）容:3Nf。

c．  耦合衰減：小（xiǎo）於2dB。

d．  在不對稱條件下的去耦衰減：大（dà）於20dB。

e．  網絡中每（měi）條線路和其他線路之間（jiān）的串擾衰減（jiǎn）：大於30 dB。。

f．   耦合電容的絕緣耐受能力：5kV(試驗脈衝：1.2/50µs>。

(4)    容性耦合（hé）夾

耦合夾能（néng）在與受試設備各端口的端子（zǐ）、電纜屏蔽或受試設備的任何其他部分無任（rèn）何電連（lián） 接（jiē）的情（qíng）況下把快速瞬（shùn）變脈衝群耦合到受試線路上。其（qí）特性（xìng）參數如下。

a．  電纜和耦合夾之間典型的耦合電容：50?200pF。

b．  圓電（diàn）纜可用的直徑範圍：4～40mm。

c．  絕緣耐受能力：5kV。

(5)    試驗配置

電快速瞬變脈衝（chōng）群抗擾度試驗可（kě）以分成在實驗室進行（háng）的試驗和在（zài）設備最終安裝條件下對設（shè）備進（jìn）行的（de）安裝後試驗。優先采用實驗室進行的試驗。

試驗配置包括接地參考平（píng）麵、耦合裝置〔網絡或耦合夾>、去耦網絡（luò）、試驗發射器等，
如圖（tú）4所示

圖4，電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗方框（kuàng）圖

實驗室（shì）進行試驗的標準環境條件如下。

a．  受（shòu）試設備應（yīng）該放置在接地（dì）參考平麵上，並（bìng）用厚度（dù）為（wéi）0.1m±0.01m的絕緣（yuán）支座（zuò）隔開。若受試設備為台式設備，則受試設備（bèi）應放置在接地參考（kǎo）平麵上方0.8m±0.08m處，且和所有其他導電結構（如屏蔽（bì）室（shì）的牆（qiáng）壁）之間的最（zuì）小（xiǎo）距（jù）離應大於0.5m。

b．  接地參考平麵應為一塊厚度（dù）不小於0，25mm的金屬板(銅（tóng）或鋁)，也可以使用其他的 金（jīn）屬材料（liào），但厚度至少為0.65mm。

c．  接地（dì）平麵的最小尺寸為1m×1m，其各（gè）邊應至少比受試設備大0.1m。

d．  試驗設備接地電纜與（yǔ）接地參考平麵的連接和所有搭接所產生（shēng）的（de）電感（gǎn）應盡可能小。

e．  使用耦合裝置施加試驗電壓，試驗電壓應耦合到受試設備和去耦網絡之（zhī）間的線路上 或與試驗有關的兩個設備之間的線路上。在使用耦合夾時（shí），除了位（wèi）於耦合夾（jiá）和受試設備下方 的接地（dì）平麵外，耦合板（bǎn）和（hé）所有其他導電性結構之間的最小距離為（wéi）0.5111。耦合（hé）裝置和受試設備之間的信號線和電源線的長度不大於1m。

圖5給出了實驗室試（shì）驗的配置實例。

圖5，用於實（shí）驗室試驗的一般試驗配置

I一耦合夾（jiá）與（yǔ）EUT之間的距離，不應（yīng）大於1m；

（A）一電（diàn）源線耦合位置；(B)一信號線耦合位置

3. 試驗步驟

試驗的步驟包括：實驗室參比條件的檢驗、設備（bèi）正常運行的初步檢驗、進行（háng）試驗、試驗 結果的評價。

(1)    實驗室參（cān）比條件

為了盡量減小環境參數對試驗（yàn）結果的影響，應該在環境溫度為15?35℃、相對（duì）濕度為30%～60%、大氣壓力（lì）為86?10kPa的條件（jiàn）下進驗。實驗室的電磁條件應能保證對式設備正常工作。

(2)    進行試驗

應根據試驗計劃進行試驗，包括對技術規範所規定的受（shòu）試設（shè）備性能的檢驗。試驗計劃應 包（bāo）括將要進（jìn）行（háng）的試驗的類型，試驗等級，試驗電壓的極性，內部（bù）或外部發生器激勵，試驗的 持續時間（不少於（yú）1mm），施加試驗電（diàn）壓的次數（shù），待試驗的受試設備端口，受（shòu）試設備的典型 工作條件（jiàn），依次對受試設備各（gè）端口或對同屬於兩個以上電路的電纜等施加試驗電壓的順序， 輔助設備。

(3)    試驗結果（guǒ）和試驗報告

由於受試設備和係統的多樣性和（hé）差異性，確定試驗對設備和係統的影響變得（dé）比較困難。 試驗結果應該按受試設（shè）備的運行條件和功能規範進行如下分類。

a．  在技（jì）術要求限值內性能正常（cháng）。

b．  功（gōng）能或性能暫時降低或喪失（shī），但能自行恢複。

c．  功能或性能暫時降低（dī）或喪（sàng）失，但（dàn）需操作者幹預或係統複位。

d．  因設備（元（yuán）件〕或軟（ruǎn）(射員壞（huài）或（huò）數（shù）據丟失造成不能自行恢複（fù）至正常狀（zhuàng）態（tài）的功能降低或喪失。 一般地，如果設備在整個試驗期間顯示其（qí）抗擾度（dù），且在試驗結束後受試設備滿足技術規 範中的（de）功能要求，則表明試驗合格。

文章來自（電磁兼容之家）