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工频磁场的产生及抗扰度试验的目的

工频磁场由导体中的工作频率电流产生。工作频率磁场低、波长长的特点。其试验波形为工频正弦波,会对各种电气和电子设备产生不同程度的影响。工频磁场抗干扰试验可用于评估家用电气和电子设备在工频(连续和短时间)磁场中的性能,特别适用于计算机监视器、电表等磁场敏感设备的磁场抗干扰性能评估。

工频磁场抗干扰试验的测试仪器包括一个感应线圈来产生磁场,以及一个工频励磁电源来提供感应线圈电流。


1.定义

工频就是一般的市电频率(工业用电频率),在我们国家是50Hz,而一些国家采用60Hz。

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工频磁场是工频电场感应出来的电磁场,主要由道题中的工频电流产生的,或极少量的由附近的其它装置(如变压器的漏磁通)所产生的。


1.1 PFMF骚扰特点

V=fλ其中V是波速,f是频率,λ是波长。


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工频磁场的特点是低频(50)Hz),V它是一个恒定的值,具有较长的自然波长。正常情况下,工频电流产生的磁场相对稳定,磁场强度较小。然而,在故障或紧急情况下,电流产生的磁场不稳定,磁场迁移相对较大。然而,持续时间相对较短。这也是以下试验等级划分的基础之一。


1.2目的

本次检查的目的是检查电子、电气设备在受到此类磁场干扰影响时的性能,即系统、设备对工频磁场的抗干扰程度。


2.试验等级

稳定持续和短时作用的磁场试验等级的优先选用范围如下:

稳定持续磁场试验等级:

国产电磁兼容仪器设备


磁感应强度用A/m表示,1A/m相当于自由空间的磁感应强度为1.26μT。

1s-3s的短时试验等级:

国产电磁兼容仪器设备

通常根据实际安装和环境条件进行选择PFMF试验等级:

第一级:具有电子束的敏感装置,以监视器、电子显微镜为代表的环境水平。

二级:以工业区、医院和办公室为代表的环境保护良好。

第三级:以环境保护为代表的商业区、控制楼、高压变电站的机房

第四级:以重工业厂矿和高压变电所控制室为代表的典型工业环境

第五级:以电厂为代表的重工业厂矿开关站和恶劣的工业环境


3.测试布局

PFMF试验的基本配置包括接地参考平面(GRP),受试设备(EUT),感应线圈和工频磁场发生器。

几乎所有的电磁兼容测试都用于GRP所有要求如下:材料为0.25mm如果使用其他金属板,上述铜板或铝板的最小厚度为0.65mm,GRP最小尺寸为1m*1m,但如果EUT如果长度或宽度大于此值,则至少应调整为相应值,即,GRP最终的尺寸取决于EUT同时,大小GRP与实验室的安全连接;

EUT应放置于GRP上,其间使用0.1m厚绝缘支撑,EUT外壳通过自己的接地端子和接地端子GRP连接,所有电缆(如满足)应为1m长度暴露在磁场中,如果使用滤波器,则应连接到距离EUT1m远处的电缆,滤波器和GRP相连。

感应线圈应放置在离实验室墙壁和其他磁性物体至少1至少1m远处,感应线圈在做水平极化场试验时,GRP线圈的一部分可以作为线圈的底边。

测试用电流发生器应放置在距离线圈不超过3处m在远处的位置,其一端应与GRP相连。

在测试过程中,线圈应能够包围测试设备,其尺寸应使线圈与测试设备外壳之间的最小距离等于考虑的测试设备尺寸的1/3。对于大型设备,相对较大,感应线圈可以通过“C”形截面或“T”为了有足够的机械稳定性,形状截面由导体制成。试验体积由线圈的试验面积(每条边的60%╳60%乘以高度(50%对应较短的线圈)来决定。


4.测试计划的内容

确保电磁条件(实验室背景电磁场应至少比所选测试等级低20个dB,否则,应在法拉第笼中进行试验)和气候条件(温度15-35)℃,相对湿度25%-75%,大气压力86-106kPa)满足要求。

确定试验磁场的类型(稳定持续或短时间),确定试验等级。


EUT预校验正确操作:

试验:以台式设备为例,应采用浸入法EUT进行试验,EUT应根据实际使用要求放置和连接,并放置在磁场线圈的中心进行测试EUT在不同极化方向的磁场中暴露的抗干扰性能应使线圈旋转90次三次°然后做同样的试验,即X,Y,Z每个方向的持续时间一般为300s,时间可以根据实际情况进行调整。对于一些大型设备或系统,不需要将其全部放置在磁场中,只需将系统中的敏感装置放置在磁场中心进行单独测试。


5.评估试验结果

试验结果应根据受试设备的功能丧失或性能降低进行分类。相关性能水平由设备制造商或实验需求方确定,GB17626.建议按以下要求进行分类:

在制造商、委托人或买方规定的限值内,性能正常;

功能或性能暂时丧失或降低,但骚扰停止后可自行恢复,无需操作者干预;

暂时丧失或降低功能或性能,但需要操作人员的干预才能恢复;

因设备硬件或软件损坏或数据丢失而无法恢复的功能丧失或性能降低。

一般来说,a项是合格的,c,d项目不合格,b项目需要根据设备的使用情况&客户协商判断是否合格。


6.测试设备

PFMF测试仪器包括用于产生磁场的感应线圈和用于提供感应线圈电流的工作频励磁电源和用于提供感应线圈电流的工作频励磁电源GRP(参考接地版)以及磁场探头、电子电度表等辅助设备。

技术参数要求如下:

稳定连续工作时的输出电流范围:1A-100A,除以线圈因子;

输出电流范围:300A-1000A,除以线圈因子;

总输出电流畸变率小于8%;

正弦波形输出电流波形;

工作时间短:1-3s;

感应线圈有三种形式:

(1),方形感应线圈,标准边长为1m,场强允差在±3.0dB以内,可容EUT尺寸为0.6m*0.6m*0.5m(l*w*h);

(2)方形双感应线圈又称赫姆霍兹线圈,标准边长为1m,两线圈距离0.8m,场强均匀度优于±0.2dB;

(3),对于大型柜式设备,根据EUT定制线圈,为了保证均匀性,线圈的每一边都到达EUT在水平和垂直方向上,外壳的最小距离为0.2m和0.3m。


7.举例

以某三类医疗器械为例,根据实际安装和环境条件可以判断工频磁场试验等级为2级,即采用3级A/m磁场强度,这是基于当前的YY050判断是0505-2012IEC300601已经规定采用3001A/m试验的磁场强度,国内尚未及时转换,试验布置如下:

国产电磁兼容仪器设备


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