電磁兼容抗擾度試驗(yàn)的探討

張衛(wèi)華 陸陽 孫華

【摘要】電磁兼容性測試是對設(shè)備在電磁環(huán)境中不對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾、并能符合要求運(yùn)行的能力進(jìn)行測試。文章介紹了電磁兼容抗擾度試驗(yàn)主要針對的內(nèi)容和項(xiàng)目，對影響電磁兼容的因素進(jìn)行分析，總結(jié)了電磁兼容抗擾度試驗(yàn)的重要作用，對提高電子、電氣產(chǎn)品的電磁兼容度提了一些建議。

【關(guān)鍵詞】電磁兼容;抗擾度;試驗(yàn)

Abstract：the electromagnetic compatibility test is the electromagnetic interference，the equipment in the electromagnetic environment and not other equipment can meet the requirements to run ability test. This paper introduces the EMC immunity test for content and project，the influence factors on the electromagnetic compatibility analysis，summarized the important role of EMC immunity test，to improve the compatibility degree advice electromagnetic and electronic，electrical products.

Abstract：EMC;immunity;test

引言

電磁兼容Electromagnetic Compatibi-lity（EMC），也叫電磁兼容性，一般包含兩部分。一是設(shè)備或系統(tǒng)對同一環(huán)境下的其他設(shè)備的電磁干擾不會降低本設(shè)備或系統(tǒng)的性能，它考察的是電氣設(shè)備在有電磁干擾環(huán)境中的耐受性。二是設(shè)備或系統(tǒng)不會干擾同一環(huán)境下的其他設(shè)備，導(dǎo)致其性能降低，考察電氣設(shè)備本身所釋放的電磁干擾量[1]。當(dāng)前，對電磁兼容抗擾度的測試，主要是測試它的耐受性，考察電氣設(shè)備的抗干擾能力，以保證設(shè)備在復(fù)雜條件下的正常運(yùn)行。電磁兼容抗擾度試驗(yàn)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為國家在2003年制定的GB/T17626（idt IEC61000-4）。

1.EMC抗擾度試驗(yàn)概況

電磁兼容抗擾度試驗(yàn)的種類比較多，針對不同的電磁環(huán)境和電氣設(shè)備（或系統(tǒng)）所采用的試驗(yàn)方法也不一樣，當(dāng)前主要的電磁兼容抗擾度試驗(yàn)的方法有浪涌抗擾度試驗(yàn)、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)、電壓變化抗擾度試驗(yàn)、射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)、靜電放電抗擾度試驗(yàn)等[2]。對電氣設(shè)備進(jìn)行電磁兼容抗擾度試驗(yàn)的目的是確認(rèn)電氣設(shè)備在實(shí)際環(huán)境中受其他設(shè)備的電磁干擾性是否強(qiáng)烈，能否正常工作，耐受性如何。

一般而言，電磁兼容抗擾度試驗(yàn)要做到以下幾點(diǎn)：

一是設(shè)備在接受試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)處于實(shí)際使用狀態(tài)，安裝狀態(tài)、接地狀態(tài)和外部連接設(shè)備都應(yīng)處于實(shí)際使用狀態(tài)。

二是設(shè)置被測試設(shè)備的最壞狀態(tài)，在設(shè)備處于最敏感狀態(tài)時(shí)對之進(jìn)行抗擾度實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)其耐受性。

三是在對設(shè)備進(jìn)行電磁兼容抗擾度試驗(yàn)時(shí)，要考慮設(shè)備的出廠標(biāo)準(zhǔn)。

2.電磁兼容抗擾度試驗(yàn)項(xiàng)目

2.1 浪涌抗擾度試驗(yàn)

涌浪抗擾度試驗(yàn)針對的是設(shè)備在雷電環(huán)境下的電磁兼容抗擾度問題。在雷電環(huán)境下，電力設(shè)備的輸電線路上一般存在的電壓比較高，這種電壓會產(chǎn)生一個(gè)電磁場，對電源線和電纜線都會產(chǎn)生一定程度的干擾。浪涌抗擾度試驗(yàn)就是模擬雷電環(huán)境下，對電氣設(shè)備的抗擾性做出測試。在試驗(yàn)中，核心裝置浪涌發(fā)生器會產(chǎn)生不同的波形，針對線路在開路、短路兩種狀態(tài)，分別模擬了開路時(shí)的電壓波形和短路時(shí)的電流波形。電壓波形主要檢測設(shè)備線路外端的絕緣狀況，電流波形則是檢測浪涌防護(hù)器能承受的最大沖擊力。

2.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

這種試驗(yàn)主要是針對電感性負(fù)載在電路開閉是對電網(wǎng)的影響狀況。電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)通過模擬真實(shí)環(huán)境中的電感性負(fù)載，來判斷電氣設(shè)備的接通和斷開對電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾。

試驗(yàn)的主要內(nèi)容有：

一是電源線試驗(yàn)，在設(shè)備通電或斷電的瞬間，測試通過電源線的瞬時(shí)電壓和電流大小，判斷這種電磁脈沖對電網(wǎng)的干擾;

二是信號電纜試驗(yàn)，通過測試由電源線上的干擾磁場，從而判定這種磁場對信號電纜的干擾。

2.3 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

這個(gè)干擾實(shí)驗(yàn)主要針對的是人的因素。人在接觸電氣設(shè)備時(shí)，由于本身攜帶著電壓靜電，這種電壓靜電會產(chǎn)生電磁場，對設(shè)備的穩(wěn)定性也會產(chǎn)生干擾。靜電放電抗擾度試驗(yàn)就是通過相關(guān)設(shè)備，模擬人體在接觸其他物品時(shí)產(chǎn)生的的靜電，在接觸中對被測試的電氣設(shè)備產(chǎn)生的影響。通過這個(gè)試驗(yàn)來判定設(shè)備的抗靜電干擾性能。在靜電放電抗擾度試驗(yàn)中，由于人的操作方式和實(shí)驗(yàn)位置對整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很大，因而一定要規(guī)范操作，采用必要的措施減小靜電。

2.4 射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)

射頻電磁場輻射干擾主要是針對外界的電磁干擾。這種試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)外界存在的電磁干擾對電氣設(shè)備運(yùn)行的影響，確定電氣設(shè)備的抗外界干擾能力。來自外界的干擾有多方面，如目前普及率極高的手機(jī)、一些場合和工作要用到的對講機(jī)、衛(wèi)星電話等等，都會產(chǎn)生電磁場，對附近的電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾。因而這種試驗(yàn)比較容易操作，即在被試驗(yàn)的電氣設(shè)備附近使用手機(jī)，通過接好的監(jiān)控儀器對產(chǎn)生的干擾進(jìn)行量化，從而判定干擾程度。

3.影響電磁兼容抗擾度的原因及解決措施

3.1 浪涌抗擾度試驗(yàn)失敗原因及解決措施

失敗原因：

在浪涌抗擾度試驗(yàn)中，許多因素都會影響實(shí)驗(yàn)的成敗，主要原因有：

一是浪涌脈沖脈寬較寬，上升時(shí)間長，頻率較低，以傳導(dǎo)為主要方式對電路形成干擾。

二是差模電壓幅度較大。

在試驗(yàn)中，過高的差模電壓幅度會擊穿電路器件，導(dǎo)致輸入器件遭到損壞，或是線路的絕緣裝置損壞，從而導(dǎo)致器件的阻抗減少，器件過熱損壞。

解決措施：

要解決這種問題主要是對浪涌能量進(jìn)行控制，即通過限制器對浪涌脈寬進(jìn)行限制，這種限制可以起到增加正常電壓下阻抗的作用，當(dāng)浪涌電壓升高時(shí)，限制器還可以旁路掉浪涌能量，減小浪涌阻抗，從而保護(hù)浪涌試驗(yàn)裝置。

3.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)失敗原因及解決措施

失敗原因：導(dǎo)致電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)失敗的主要原因包括以下幾點(diǎn)：

一是當(dāng)這種瞬時(shí)電流和電壓產(chǎn)生時(shí)，它通過電源線會對電源線形成壓力，造成電源線的噪聲電壓變大;

二是這種存在于電源線的電磁場會以一種能量的形式散發(fā)，而這種能量容易被附近的通信電纜線所吸附，從而對通信電纜線也產(chǎn)生了影響;

三是干擾信號能在電纜線上產(chǎn)生二次輻射，這種輻射能量對電路會繼續(xù)形成干擾。解決措施：在電源線上，可以通過在電源線入口處安裝濾波器來減小電源線對試驗(yàn)的干擾，還可以通過制作電磁阻擋設(shè)備的方法，阻止電磁干擾對設(shè)備的破壞。

在信號電纜上，針對不同的狀況，采用安裝扼流圈的方法，對信號線進(jìn)行屏蔽以達(dá)到減少干擾之效果。針對敏感電路區(qū)域，可以采用金屬包裹的方式屏蔽掉干擾。

3.3 靜電放電抗擾度試驗(yàn)失敗原因及解決措施

失敗原因：

靜電電流進(jìn)入電路直接形成干擾，靜電電流通過耦合進(jìn)入，也可形成干擾，同時(shí)，靜電電流能夠在機(jī)箱上形成電位差，影響地線，機(jī)箱本身可能存在二次干擾。

解決措施：

一是采用屏蔽機(jī)箱的方式，采用完整的屏蔽機(jī)箱，使得靜電耦合進(jìn)入的可能性不復(fù)存在;

二是在機(jī)箱使用時(shí)注意安裝位置，避免二次干擾。

3.4 射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)失敗原因及解決措施

失敗原因：

一是射頻電磁場輻射通過耦合的方式直接進(jìn)入電路，產(chǎn)生差模電壓影響電路的電磁穩(wěn)定;

二是通過外拖電纜直接或間接進(jìn)入，不僅形成差模電壓，還會形成二次輻射。

解決措施：

一是在電纜和電路連接處套上磁環(huán)，根據(jù)干擾的程度進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)在此處使用共模濾波電容;

二是使用平衡點(diǎn)路傳輸，縮短導(dǎo)線長度，增加導(dǎo)線寬以減小差模電壓。

4.結(jié)束語

電磁兼容抗擾度試驗(yàn)是檢驗(yàn)電氣設(shè)備在實(shí)際環(huán)境中抗電磁干擾能力的直接依據(jù)，通過仿真模擬，能夠較為準(zhǔn)確地判定個(gè)電氣設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾性。這種方法在電力企業(yè)或其他企業(yè)的應(yīng)用，能夠幫助企業(yè)準(zhǔn)確判斷電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，保證整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的是，電磁兼容抗擾度試驗(yàn)中有許多影響實(shí)驗(yàn)成敗的因素，因此在試驗(yàn)中要控制影響因素，積極采取措施，保證試驗(yàn)的成功。讓試驗(yàn)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張朝華，董毅儒，呂惠政.電磁兼容抗擾度試驗(yàn)中試驗(yàn)設(shè)備的安全問題[J].專題研究，2010（5）：36-38.

[2]韓智，傅士冀，傅軍，張名.電磁兼容抗擾度試驗(yàn)及作用[J].湖北電力，2012，26（5）：103-104.

[3]楊繼深.電磁兼容技術(shù)之產(chǎn)品研發(fā)與認(rèn)證[J].電子工業(yè)，2009（10）：24-25.