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雷擊浪涌抗擾度測(cè)試
發(fā)表時(shí)間:2022-09-03 13:36:34
什么是雷擊浪涌抗擾度測(cè)試？

雷擊浪涌抗擾度測(cè)試又叫Surge浪涌測(cè)試，是模擬自然界里的雷擊（間接雷）以及供電線路中因大型開關(guān)切換所引起的電壓變化對(duì)供電線路和通信線路的影響。浪涌試驗(yàn)規(guī)定了兩種波形（1.2/50μs和通信波10/700μs）、幅值為0.5kV到4kV，能量特別大，對(duì)EUT的影響可能是破壞性的。10/700μs（俗稱通信波）適用于長(zhǎng)距離對(duì)稱通信端口，1.2/50μs適用于電源線端口和其他信號(hào)線端口。

浪涌的起因是電力系統(tǒng)的開關(guān)瞬態(tài)和雷電瞬態(tài);而浪涌抗擾度試驗(yàn)?zāi)康氖墙⒁粋€(gè)共同的基準(zhǔn)，以評(píng)價(jià)電氣和電子設(shè)備在遭受浪涌(沖擊)時(shí)的性能。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-5浪涌沖擊抗擾度試驗(yàn)一般要求，雷擊浪涌發(fā)生器模擬1.2/50us電壓波形，8/20us電流波形和組合波(電壓波形：10/700us，電流波形：5/320us)，通過耦合網(wǎng)絡(luò)，將波形耦合至被測(cè)電路中，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br>


雷擊浪涌抗擾度測(cè)試嚴(yán)酷等級(jí)

嚴(yán)酷等級(jí)應(yīng)用范圍則取決于環(huán)境(遭受浪涌可能性的環(huán)境)及安裝條件，大體按照以下條件分類：

1級(jí)：較好保護(hù)的環(huán)境，如工廠或電站的控制室。

2級(jí)：有一定保護(hù)的環(huán)境，如無強(qiáng)干擾的工廠。

3級(jí)：普通的電磁騷擾環(huán)境，對(duì)設(shè)備未規(guī)定特殊安裝要求，如普通安裝的電纜網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)性的工作場(chǎng)所和變電所。

4級(jí)：受嚴(yán)重騷擾的環(huán)境，如民用架空線，未加保護(hù)的高壓變電所。

X級(jí)：特殊級(jí)，由用戶和制造商協(xié)商后確定。具體產(chǎn)品選用哪一級(jí)，一般由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)定。

雷擊浪涌測(cè)試是破壞性試驗(yàn)，視被測(cè)物破壞程度，分為以下幾種情況：

a) 在制造商、委托方或購(gòu)買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常

b) 功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復(fù)，不需要操作者干預(yù);

c) 功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但需操作人員干預(yù)才能恢復(fù);

d) 因設(shè)備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。

信號(hào)(通信)接口浪涌測(cè)試測(cè)試目的和指標(biāo)要求

考察設(shè)備在實(shí)際使用過程中用戶線接口受到浪涌電壓沖擊后，被測(cè)接口的損壞和設(shè)備性能下降的程度。指標(biāo)要求：對(duì)電話端口的浪涌測(cè)試分為類型A，和類型B兩種測(cè)試。

(1) 類型A(Class A) 

a) 波形。差模干擾：電壓波：10/560，電流波：10/560。共模干擾：電壓波：10/160，電流波：10/160。

b) 測(cè)試等級(jí)：差模：電壓小800V，電流小100A。共模：電壓小1500V，電流小200A

c) 測(cè)試端口：差模：tip——ring ；tip-1 ——ring-1；對(duì)于單項(xiàng)通信的4線制電纜，tip——ring-1, ring——tip-1。共模：tip-ring和tip-1——ring-1對(duì)地，或者對(duì)其他連接到未經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備的線纜(擰到一起)。

d) 測(cè)試狀態(tài)：設(shè)備的所有可能影響本標(biāo)準(zhǔn)要求的狀態(tài)都要測(cè)試。如果設(shè)備狀態(tài)不能通過正常上電獲得，需要通過人工干預(yù)獲得；沒有施加浪涌的端口(包括電話端口，輔助端口以及和未認(rèn)證設(shè)備連接的端口)，要用適當(dāng)?shù)姆绞蕉私硬⑻幱谡Ｊ褂脿顟B(tài)；如果設(shè)備的一次電源允許插拔，則設(shè)備帶有電源線和斷開電源線兩種狀態(tài)都要測(cè)試。

e) 判據(jù)允許起安全作用的電路出現(xiàn)開路，或者到地的短路，但在這種失效模式下，保證讓用戶不能使用設(shè)備，或設(shè)備具有明顯失效指示(如告警)，需要立即從網(wǎng)絡(luò)上斷開或需要維修。對(duì)安全電路進(jìn)行修復(fù)后，設(shè)備性能和功能恢復(fù)正常。

(2) 類型B (class B)

a) 波形。差模：電壓波：9/720，電流波：5/320。共模：電壓波：9/720，電流波：5/320。 

b) 測(cè)試等級(jí)：差模：電壓小1000V，電流小25A。共模：電壓小1500V，電流小37.5A

c) 測(cè)試端口：差模：tip——ring ；tip-1 ——ring-1；對(duì)于單項(xiàng)通信的4線制電纜，tip——ring-1, ring——tip-1。共模：tip-ring和tip-1——ring-1對(duì)地，或者對(duì)其他連接到未經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備的線纜(擰到一起)。

d) 測(cè)試狀態(tài)：設(shè)備的所有可能影響本標(biāo)準(zhǔn)要求的狀態(tài)都要測(cè)試。如果設(shè)備狀態(tài)不能通過正常上電獲得，需要通過人工干預(yù)獲得；沒有施加浪涌的端口(包括電話端口，輔助端口以及和未認(rèn)證設(shè)備連接的端口)，要用適當(dāng)?shù)姆绞蕉私硬⑻幱谡Ｊ褂脿顟B(tài)；如果設(shè)備的一次電源允許插拔，則設(shè)備帶有電源線和斷開電源線兩種狀態(tài)都要測(cè)試。

e) 判據(jù)設(shè)備要能夠承受類型B的浪涌能量，不能造成接口電路永久性開路或者短路，不能引起影響到標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備損壞。

類型A：允許起安全作用的電路出現(xiàn)開路，或者到地的短路，但在這種失效模式下，保證讓用戶不能使用設(shè)備， 或設(shè)備具有明顯失效指示(如告警)，在這種情況下，用戶需要立即從網(wǎng)絡(luò)上斷開設(shè)備進(jìn)行維修。對(duì)防護(hù)電路進(jìn)行修復(fù)后，設(shè)備性能和功能恢復(fù)正常。

類型B：認(rèn)證的終端設(shè)備和保護(hù)電路要能夠承受類型B的浪涌能量，不能造成接口電路永久性開路或者短路，不能引起影響到本標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備損壞。

導(dǎo)致浪涌沖擊抗擾度試驗(yàn)失敗的常見原因

1. 浪涌脈沖的上升時(shí)間較長(zhǎng)，脈寬較寬，不含有較高的頻率成分，因此對(duì)電路的干擾以傳導(dǎo)為主。

2. 主要體現(xiàn)在過高的差模電壓幅度導(dǎo)致輸入器件擊穿損壞,或者過高的共模電壓導(dǎo)致線路與地之間的絕緣層擊穿。

3. 由于器件擊穿后阻抗很低,浪涌發(fā)生器產(chǎn)生的很大的電流隨之使器件過熱發(fā)生損壞。

4. 對(duì)于有較大平滑電容的整流電路,過電流使器件損壞也可能是首先發(fā)生的。

改進(jìn)建議

1. 雷擊浪涌試驗(yàn)的最大特點(diǎn)是能量特別大，所以采用普通濾波器和鐵氧體磁芯來濾波、吸收的方案基本無效， 必須使用氣體放電管、壓敏電阻、 硅瞬變電壓吸收二極管和半導(dǎo)體放電管等專門的浪涌抑制器件才行。

2. 浪涌抑制器件的一個(gè)共同特性就是阻抗在有浪涌電壓與沒浪涌電壓時(shí)不同。正常電壓下， 它的阻抗很高，對(duì)電路的工作沒有影響；當(dāng)有很高的浪涌電壓加在它上面時(shí)，它的阻抗變得很低，將浪涌能量旁路掉。

3. 這類器件的使用方法是并聯(lián)在線路與參考地之間，當(dāng)浪涌電壓出現(xiàn)時(shí)， 迅速導(dǎo)通， 以將電壓幅度限制在一定的值上。