一、概述
1、概念
浪涌抗擾度主要考察電氣和電子設(shè)備對(duì)由開關(guān)和雷電瞬變過電壓引起的單極性浪涌(沖擊)抗擾度。
2、試驗(yàn)?zāi)康?/span>
①建立一個(gè)共同的基準(zhǔn)，用來評(píng)價(jià)電氣和電子設(shè)備在遭受到浪涌(沖擊)時(shí)的性能。通常在實(shí)驗(yàn)室里測試就是模擬雷擊干擾對(duì)設(shè)備的影響。
②浪涌是沿著電源線或信號(hào)線上傳播的快速上升,緩慢下降的電流或電壓。
二、浪涌的產(chǎn)生
1、電力系統(tǒng)開關(guān)瞬態(tài)
①主要的電力系統(tǒng)切換騷擾，例如電容器的切換；
②配電系統(tǒng)中較小的局部開關(guān)動(dòng)作或負(fù)載變化；
③與開關(guān)器件(如晶閘管)相關(guān)聯(lián)的諧振現(xiàn)象；
④各種系統(tǒng)故障，例如設(shè)備組合對(duì)接地系統(tǒng)的短路和電弧故障。
2、雷電的瞬態(tài)
①直擊雷，它擊于外部電路，注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產(chǎn)生的電壓；
②間接雷(即云層之間或云層中的雷擊或擊于附近物體的雷擊產(chǎn)生的電磁場)它在建筑物內(nèi)、外導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和電流；
③附近直接對(duì)地放電的雷電電流，當(dāng)它耦合到設(shè)備組合接地系統(tǒng)的公共路徑時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
3、雷電等級(jí)劃分
①LPZ 0A區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和導(dǎo)走全部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減。
②LPZ 0B區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對(duì)應(yīng)的雷電流直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減。
③LPZ 1區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZ 0B區(qū)更??；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度可能衰減，這取決于屏蔽措施。
④LPZ 2后續(xù)防雷區(qū)：當(dāng)需要進(jìn)一步減小流入的電流和電磁場強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)，并按照需要保護(hù)的對(duì)象所要求的環(huán)境區(qū)選擇后續(xù)防雷區(qū)的要求條件。
三、試驗(yàn)配置
1、組合波發(fā)生器，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)和其他輔助設(shè)備。
2、組合波發(fā)生器分為10/700μs和1.2/50μs兩種，分別對(duì)應(yīng)不同的端口類型。
3、浪涌抗擾度試驗(yàn)分類
①浪涌電壓抗擾度試驗(yàn)(開路電壓)
②浪涌電流抗擾度試驗(yàn)(短路電流)
注：浪涌抗擾度試驗(yàn)?zāi)M的是間接雷擊，不考慮直擊雷，也不考慮EUT耐高壓的絕緣能力測試。
四、具體測試波形
1、1.2/50μs波形介紹
①組合波發(fā)生器的電路原理圖
說明：U為高壓源；Re為充電電阻；Ce為儲(chǔ)能電容；Rs為脈沖持續(xù)時(shí)間形成電阻；Rm為阻抗匹配電阻；Lr為上升時(shí)間形成電阻
組合波發(fā)生器的電路原理圖(1.2/50s-8/20μs)
②具體波形圖
波前時(shí)間：T1=1.67×T=1.2×(1±30%)μs
半峰時(shí)間：T2=50×(1±20%)μs
注：耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)輸出端的開路電壓波形可能存在較大的下沖
未連接CND的發(fā)生器輸出端的開路電壓波形(1.2/50μs)
波前時(shí)間：T1=1.25×T=8×(1±20%)μs
半峰時(shí)間：T2=20×(1±20%)μs
注：30%的下沖規(guī)定只適應(yīng)用于發(fā)生器的輸出端。耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)輸出端，對(duì)下沖或過沖沒有限制
未連接CND的發(fā)生器輸出端的短路電壓波形(8/20μs)
2、10/700μs波形介紹
①組合波發(fā)生器的電路原理圖
說明：U為高壓源；Rc為充電電阻；Cc為儲(chǔ)能電容；Rs為脈沖持續(xù)時(shí)間形成電阻；Rm為阻抗匹配電阻；Cs為上升時(shí)間形成電容；S1為使用外部匹配電阻時(shí)，開關(guān)閉合
組合波發(fā)生器的電路原理圖(10/700μs)
②具體波形圖
波前時(shí)間：T1=1.67×T=10×(1±30%)μs
半峰時(shí)間：T2=700×(1±20%)μs
開路電壓波形(10/700μs)(BG/T 16927.1的波形定義)
波前時(shí)間：T1=1.25×T=5×(1±20%)μs
半峰時(shí)間：T2=320×(1±20%)μs
注：在GB/T 16927.1中，波形規(guī)定為5/320μs，而在IEC 60469-1中規(guī)定為4/300μs。另外，這個(gè)波形是在上圖開關(guān)S1打開情況下測量的。
短路電壓波形(5/320μs)(BG/T 16927.1的波形定義)
3、兩種浪涌信號(hào)的適用范圍
①對(duì)通訊網(wǎng)和長距離信號(hào)電路端口，推薦采用10/700μs沖擊波。常見電子設(shè)備如RJ45，RS232, XDSL, RS485，安防攝像頭等。
②對(duì)交直流電源端口和短距離信號(hào)電路端口，推薦采用1.2/50μs沖擊波。常見電子設(shè)備如LED照明設(shè)備，基站等。
五、常見的設(shè)備端口抗浪涌能力測試
1、防雷區(qū)域細(xì)分圖
2、各接口推薦防護(hù)等級(jí)
AISG COAXIAL RS485 DC/POWER AC/POWER RJ45 RJ11 VIDEO
LPZ0B-1 8/20μs 8/20μs 8/20μs 8/20μs 8/20μs
5KA 5KA 5KA 5KA 5KA
LPZ0B-2 1.2/50-8/20μs 1.2/50-8/20μs 1.2/50-8/20μs 1.2/50-8/20μs 1.2/50-8/20μs
6KA-3KA 6KA-3KA 6KA-3KA 6KA-3KA 6KA-3KA
LPZ0B-3 10/700μs 10/700μs 10/700μs 1.2/50-8/20μs 1.2/50-8/20μs 10/700μs 10/700μs 10/700μs
4KA、6KA 4KA、6KA 4KA、6KA 6KA-3KA 6KA-3KA 4KA、6KA 4KA、6KA 4KA、6KA
LPZ1 -- 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs
2KA、4KA 2KA、4KA 2KA、4KA 2KA、4KA 2KA、4KA 2KA、4KA 2KA、4KA
LPZ2 -- 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs 1.2/50μs
1KA 1KA 1KA、2KA 0.5KA、1KA 1KA 1KA 1KA
以上是個(gè)人對(duì)于浪涌抗擾度標(biāo)準(zhǔn)的解讀，希望能加深大家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也對(duì)設(shè)計(jì)和整改有所幫助。
作者：張小林、詹育云
