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工频磁场抗扰度试验该如何开展?

工频磁场抗扰度试验该如何开展?

本部分GB 17626.8标准,规定了设备正常工作状态下,针对住宅、商业区域、工矿厂区、发电站及中高压变电站环境工频磁场干扰的抗扰度指标,用于考核各类家用、商用及工业电气电子设备在连续或短时工频磁场环境下的工作性能。

工频磁场主要由载流导体的工频电流形成,仅有少量来源于周边设备(例如变压器漏磁)。在分析邻近导体带来的磁场影响时,需要划分两类工况:一是设备正常工作电流,所生成的磁场幅值低且保持稳定;二是故障工况下的短路电流,会形成幅值很高的磁场,但持续时间有限,直至保护器件跳闸。其中熔断器动作时长约数毫秒,继电保护装置动作时长可达数秒。

本次试验采用工频正弦磁场波形。





名词术语

01.

★感应线圈 induction coil 

具备固定外形与尺寸的导体环。线圈通入电流后,可在线圈平面及其包围区域内形成恒定磁场

★感应线圈因数 induction coil factor 

在未放置被测设备时,线圈中心位置测得的磁场强度与线圈通电电流之比,该数值由线圈自身尺寸决定。

★浸入法 immersion method 

向受试设备施加磁场的试验方式,把被测设备放置在感应线圈的中心区域。

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★邻近法 proximity method 

一种给受试设备施加磁场的试验方法:使用小型感应线圈沿着受试设备外壁缓慢移动,以此定位设备上对磁场干扰尤为敏感的区域。

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★接地(参考)平面(GRP) ground(reference)plane (GRP) 

一块导电平板,该平面的电位作为统一的公共参考电位。


02.

试验等级




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试验设备

03.

试验磁场由感应线圈的通入电流产生,采用浸入法对受试设备施加磁场干扰。整套试验装置包含试验电流发生器、感应线圈及配套辅助测试仪器。

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试验发生器

发生器输出波形应与试验磁场波形一致,可为指定感应线圈提供所需试验电流。发生器容量根据线圈阻抗确定,线圈电感范围为 2.5μH(1m 标准线圈)至数微亨,例如 1m×2.6m 矩形感应线圈的电感为 6μH。

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典型电流源主要由接入电网的调压器、电流互感器,以及短时试验控制电路构成。发生器可工作在连续模式与短时模式,输出电流为正弦波形。

感应线圈的特性

感应线圈产生的磁场强度,应当匹配选定的试验等级,并满足规定的磁场均匀度要求。感应线圈需采用铜、铝或是其他非磁性导电材料制作,截面规格与机械结构需保障试验过程中线圈保持稳定。为降低试验电流,可以采用多匝结构的线圈。

 感应线圈尺寸需足够大,能够从三个相互垂直的方位包围受试设备。可依据受试设备外形尺寸,选用不同规格的感应线圈。

 针对台式与立式设备所使用的感应线圈,需保证受试设备整体空间内的磁场偏差控制在±3dB。磁场均匀性指标,仅对垂直于线圈平面这一个方向做出要求。

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例如测试小型设备(计算机显示器、电能表、程控发射机等)时,选用边长1m的正方形或直径1m的圆形标准感应线圈,线圈采用小截面积导体制作。正方形标准线圈对应的有效试验空间为0.6m×0.6m×0.5m(高)。若需要优于±3dB的磁场均匀度,或是对体积更大的产品开展测试,可采用双线圈结构的亥姆霍兹线圈。亥姆霍兹线圈由保持合适间距的两个及以上线圈组合而成。


04.

试验布置




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受试设备的摆放与接线需满足正常工作条件。设备放置于接地参考平面之上,二者之间垫置厚度0.1m的绝缘支撑物,例如干燥木块。设备外壳通过受试设备自身接地端子,直接与接地参考平面的保护地相连。电源回路、输入及输出线路分别对接供电电源、控制单元与信号源,优先选用设备厂家配套或推荐的线缆。若无指定线缆,则选用适配设备信号传输的非屏蔽电缆。每根线缆需保留1m长度处在磁场区域内。通信数据线按照对应技术规范与标准要求接到受试设备。试验发生器与感应线圈之间的距离不得大于3m,发生器的接地端应当和接地参考平面可靠相连。





试验执行

05.

试验磁场分为连续稳态磁场与短时磁场两类,磁场强度、作用时长均依据选定的试验等级确定。试验参数如下:连续磁场强度100A/m、持续60s;短时磁场强度1000A/m、持续3s;磁场频率统一为50Hz,磁场覆盖X、Y、Z三个正交方向。 

 a)台式设备 

受试设备置于1m×1m标准感应线圈形成的试验磁场内,试验过程中需将感应线圈旋转90°,使受试设备承受不同方向的磁场干扰。 

 b)立式设备 

根据受试设备尺寸选用适配的感应线圈开展试验,通过移动感应线圈,对设备整体完成三个正交方向的磁场测试。 

试验时以感应线圈最短边长的50%为步长,沿受试设备侧面移动线圈,分次完成重复试验。(注:按该步长移动线圈,可保证各区域试验磁场相互重叠,覆盖完整试验范围。) 

每完成一组位置试验后,将感应线圈旋转90°,再按照相同试验流程重复测试,确保受试设备经受全方向磁场干扰。


06.

试验验收




1)试验期间,受试设备不得出现损坏情况。 

 2)功能与性能核查要求: 

a. 测量及通信功能检查(具备对应功能时执行):核查测量误差是否符合规范要求,确认通信功能在试验过程及试验结束后工作正常。 

b. 可视报警及人机接口检查:确保试验过程中和试验结束后,相关功能运行正常、状态无误。



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