電快（kuài）速脈衝（chōng）群（qún）測試介紹

電快速瞬變脈衝（chōng）群（(EFT/B, Electrical Fast Transient / Burst)是在同一供電回路（lù）中，多種用電器（或設備（bèi））在工作過程（chéng）中(如開關、繼電器等在使用時（shí）)產生的瞬態脈衝群。如果電感性負載多次重複（fù）切（qiē）換，脈衝群就會以相（xiàng）應的時間間隔多（duō）次重複出現。這種脈衝上升時（shí）間短，重複率高，能量低，頻譜分布較寬。脈衝群幹擾會使用電器（或設備）性能下降或失靈。

重複性快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈衝（chōng）組成的脈衝群耦合到電氣和電子設備的電源端口、信號和控製（zhì）端口的試驗。試驗的要點（diǎn）是瞬變（biàn）的短上升（shēng）時間、重複率和低能量。其目的是評估受試設備對（duì）來自（zì）操（cāo）作瞬態過程(如斷開電感性負（fù）荷、繼（jì）電器接點彈跳等）中所產生的瞬態（tài）脈衝群的抗擾度。

1.試（shì）驗等級

表1列（liè）出了設備的供電電源、保護接地(PE)、信號和（hé）控製端口（kǒu）進行電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗時應優先采用的（de）試（shì）驗等級的範圍。

表1，試驗（yàn）等級

注（zhù）：* “X"表示一個開放等級，在專用設備技（jì）術規範中必須對這個級別加（jiā）以規定。

   試驗等級應按照（zhào）最真實的安裝和環境條件加以選擇，在進行抗擾度試驗時，應（yīng）確定設備 在預期（qī）工作環境中的性能等級。對於受試設備的1/0、控製、信號和數據端口，試驗電壓（yā）為電源端口試驗電（diàn）壓的一半。

根據通常的安裝實踐，建議按照電磁環境的要求來選擇電快速瞬變脈衝群抗（kàng）擾度試驗的 試驗等級，具體試驗等（děng）級如下。

(1)    等級1：具有良（liáng）好保護的環境

在此級別的設施具有下列特性。

a.       在被切換的電源和（hé）控製線（xiàn）路中，電快速瞬（shùn）變脈衝被（bèi）全部抑製。

b.       電源線（交流和直流>與來自屬於較高嚴（yán）酷（kù）度等級的其他環境中的控製和測量線路 分離。

c.       電源電纜帶有屏蔽層，屏蔽層的兩端在設施（shī）的接地參考平麵接地，並通過濾波進行 電源保護。

例如計算機房。對於此級別試驗，隻使用形式試驗中的電源線路（lù）及安裝後試驗中的接地 線路和設備機櫃。

(2)    等級2：受保護的環（huán）境

在此級別的設施具有下列特性。

a.       僅（jǐn）應用於繼電器（無接（jiē）觸器）切換的電源線（xiàn）路和控製線路中，電快速瞬變脈衝群被 部分抑製（zhì）。

b.       所有（yǒu）線路與同較高嚴酷等級環境有關的其他線路分離（lí）。

c.       無屏蔽的電源電纜和控製電纜與信號（hào）電纜和通信電纜在（zài）結構上分離。 例如工廠和發電廠（chǎng）的（de）控製室（shì）或終端室可作這類環境的（de）代表。

(3)    等級（jí）3：典型的工業（yè）環境

在此級別（bié）的（de）設（shè）施具有下列特性。

a．  僅采用繼電器（無接觸器）切換的電源（yuán）線路和控製線路（lù）中，對電快速瞬變（biàn）脈衝群無 抑製。    

b．  工業線路與同較高嚴酷等級環境有（yǒu）關的其他（tā）線路分（fèn）離不徹（）底。

c．  電源（yuán）、控製、信號和通信線路采用（yòng）專用電纜。 丄電源、控製、信（xìn）號和通信線路之間的分離（lí）不徹（chè）（）底。

d．  存在由電纜托架（同保護接地係統相連）中的導電管道、接地導體和接地（dì）網提供的 接地係統。

例如工業過程設備的使用場所、發（fā）電廠（chǎng）和（hé）戶外高壓變電站的繼電器房等。

(4)    等級4：嚴酷的（de）工業環境

在此級別的設施具有（yǒu）下列特（tè）性。

a．  由（yóu）繼電器和接（jiē）觸器（qì）切換的電源和控製線路中，對電快速瞬變脈衝群無抑製。

b．  工業線（xiàn）路與同較高嚴酷等級環境有關的其他線路不分離。

c．  電源、控製、信號和通信電纜之間不分離。 丄控製和信（xìn）號線共用多芯電（diàn）纜。

未采用特定安裝措施的電站（zhàn）工業過程設（shè）備的戶外區域（yù），露天的高壓（yā）變電站配電裝置和工 作電壓達5001^^的開關裝置（zhì）（采用典型的安裝措施）等區域可作為這類（lèi）環境的（de）代表。

(5) 等級5：需加分（fèn）析的特殊環境

根據騷擾與設備的（de）電路、電纜、線路等電磁分離（lí）程度的優劣以及安裝質量，可能（néng）需要采用高於或低於上（shàng）述的環境等級。應該指出，較高嚴酷等級的設備線路可以進入嚴酷等級較低
的環境。

2.試驗設備

(1)    試驗發（fā）生器

試（shì）驗發生器的主要元件包括高壓源、充（chōng）電電阻、儲能電容、放（fàng）電器、脈衝持續（xù）時間成形
電阻、阻抗匹配電阻、隔直（zhí）電容，其電路（lù）簡（jiǎn）圖如圖1所示。

圖1,電快速瞬變脈衝群發生（shēng）器電路簡（jiǎn）圖（tú）

U—髙壓源；Rc一充電電阻；Cc一（yī）儲能電容器；RS一脈衝持續時間成形電阻；

Rm一阻抗匹配電阻；Cd—隔（gé）直電容

電快速瞬變脈衝群發生器的性能特性（接50Ω負載）如（rú）下。

a．  開（kāi）路輸出電壓範圍（在儲能電容器兩端的電壓（yā）>為0.25(1一（yī）10%)～4Kv(1±10%)

b．  極性：正極性、負極性（xìng）。

c．  輸出形式：同軸（zhóu）輸出。

d．  動態源阻抗：50 (1±20%) Ω在（1?100MHz時)。

e．  發（fā）生器內的隔直電（diàn）容為10nF

f．   單個（gè）脈衝的上升時間（jiān）：5 (1±30%）ns，如圖（tú）2所示（shì）。

                    圖2， 接50負載時單個脈衝的波形

g．  脈衝持續時間（50%值）：50（1±30%）ns，如圖2所示。

h．  與供電電源（yuán）電壓異步。

i．    脈衝（chōng）持（chí）續時間（jiān）：15 （1±20%)ms，如圖（tú）3所示。

j．    脈衝群周期：300（1±20%)ms。 

圖3，電快速瞬變脈衝群概略圖

(2)    電快速瞬變脈衝群發（fā）生器的校驗

為了消除因各種類（lèi）型發生器特（tè）性的分散性而可（kě）能出現的試驗（yàn）結果的不確定性，需要一個 標準的校驗和試（shì）驗程序。試驗發生器的輸出（chū）通過一個50Ω的同軸衰（shuāi）減器接至示波器上（shàng）。測（cè） 量設備的帶寬至少為400MHz。應該對一個脈衝（chōng）群（qún）的上升時間、脈（mò）衝持續時間和（hé）脈衝重（chóng）複頻率進行監視。

對帶有一個50Ω終端負載的電快速瞬變脈衝群發生器要進行校驗的特性（見圖（tú）2）如下。

a．  脈衝的上升時（shí）間50（1±30%）ns。

b．  脈衝持續時間（50%值）：50（1±30%）ns。

脈（mò）衝的重複頻率和輸（shū）出電（diàn）壓（yā）的峰值（zhí）：0.125Kv時為5（1±20%）kHz、0.25kV時為5（1±20%）kHz、0.5kV時為5（1±20%）kHz、1.0kV時為5（1±20%）kHz、2.0kV時（shí）為2.5（1±20%）kHz。

(3)    交（jiāo）/直流端口的耦合/去耦網絡（luò）

這個（gè）網絡提供在不對（duì）稱條件下（xià）把（bǎ）試驗電壓（yā）施加到受試設備的電源（yuán）端口的能力。其特性參 數如下。

a．  頻率範圍（wéi）：1～100MHz。

b．  耦合電容:3Nf。

c．  耦合衰減（jiǎn）：小（xiǎo）於2dB。

d．  在不對（duì）稱條件下的去耦衰減（jiǎn）：大於20dB。

e．  網絡中每條線路和其（qí）他線路之間（jiān）的串擾（rǎo）衰減：大於30 dB。。

f．   耦合電容的絕緣耐（nài）受能力：5kV(試驗脈衝：1.2/50µs>。

(4)    容性耦（ǒu）合夾

耦合夾能在與受試設備各端（duān）口的端子、電纜屏蔽或受試（shì）設備的任（rèn）何其他部分無（wú）任何電連 接的情況下把快速瞬變脈衝（chōng）群耦合到受試線路上。其特性參數如下。

a．  電纜和耦合（hé）夾之間典型的耦合電容（róng）：50?200pF。

b．  圓（yuán）電（diàn）纜可（kě）用的直徑範圍：4～40mm。

c．  絕緣耐受能力：5kV。

(5)    試（shì）驗配置

電快速瞬變脈衝群抗（kàng）擾度試驗可（kě）以分成在實驗室進行的試驗和在設備最終安裝（zhuāng）條件下對設備進行的安裝後試（shì）驗。優先采用實驗室進行的試驗。

試驗配置包括接地參考平（píng）麵、耦合裝置〔網絡或耦合夾>、去耦網絡、試驗發射（shè）器等，
如圖4所示

圖（tú）4，電快速瞬（shùn）變脈衝群抗擾度試驗方框圖

實驗室進行試驗的標準環境條件如下（xià）。

a．  受試設備應該放置在接地參考平麵上，並用厚度為0.1m±0.01m的（de）絕緣支座隔開。若受試設備為台式設備（bèi），則受試設備應放置在接地參（cān）考（kǎo）平麵上（shàng）方0.8m±0.08m處，且和所有其（qí）他導電結構（如屏蔽室的牆壁）之間的最小距離應大於0.5m。

b．  接地參考平麵應為一塊（kuài）厚度不小（xiǎo）於0，25mm的（de）金屬板(銅或鋁)，也可以使用其他的 金屬材料，但厚度至（zhì）少（shǎo）為0.65mm。

c．  接地平麵的最小尺寸為（wéi）1m×1m，其各邊應至少比受（shòu）試設備大0.1m。

d．  試驗設備接地電纜與接地參考平麵的連接和所有搭接所產生的電感應盡可能小。

e．  使用耦合裝置（zhì）施加試驗電壓，試驗電壓應耦合到受試設備和去耦網絡之間的線路上 或與試驗有關的兩個設備之間（jiān）的線路上。在使用耦合夾時，除（chú）了位於耦合夾和受試設備下方 的接地平麵外，耦合板和所有其他導電性結構之間（jiān）的最小距離為0.5111。耦（ǒu）合裝置和受試設備之間的信號線和電源（yuán）線的（de）長度不（bú）大於1m。

圖（tú）5給出了實驗（yàn）室試驗的配置實例。

圖5，用於實驗室（shì）試（shì）驗的一般試驗配置

I一耦合夾與EUT之間的距離，不應大於1m；

（A）一（yī）電源（yuán）線耦合位（wèi）置；(B)一信號線耦合位置

3. 試驗步驟

試驗的步驟包括：實驗室參比條件的檢驗、設備正常運行的初步檢驗、進行試驗、試驗（yàn） 結果的評價。

(1)    實驗室參（cān）比條（tiáo）件

為了盡量減小環境參數對試驗結果的影響，應（yīng）該在環（huán）境溫度為（wéi）15?35℃、相對濕度為30%～60%、大氣壓力為86?10kPa的條件下進驗。實驗（yàn）室的電（diàn）磁條件應能保證（zhèng）對式設（shè）備正常（cháng）工作。

(2)    進行試驗

應根據試驗計劃進行試（shì）驗，包括對技術規（guī）範所規定（dìng）的受試設備性（xìng）能的檢驗。試驗計（jì）劃（huá）應 包括（kuò）將要進行的試驗的類型，試驗等級，試驗（yàn）電壓的極性，內部或（huò）外部發生（shēng）器激勵（lì），試驗的 持（chí）續（xù）時間（不少於（yú）1mm），施加試驗電壓的次（cì）數，待試驗的受試設備端口，受試設備的典（diǎn）型 工作條件，依次對受試設備各端口（kǒu）或對同屬於兩個以上（shàng）電路的電纜等施加試驗電壓的順序， 輔助設備。

(3)    試驗結果和試（shì）驗報告（gào）

由於受試設備和係統的多樣性和差（chà）異性，確定試（shì）驗（yàn）對設備和係統的影響變得比較困難（nán）。 試驗結果應該按受試設備的運行條件和功（gōng）能規範進行如（rú）下分類。

a．  在技術要求限值內（nèi）性能正常。

b．  功能或性能暫時降低或喪失，但能自行恢複（fù）。

c．  功能或性能暫（zàn）時降低或喪失（shī），但需操（cāo）作者幹預或係統複（fù）位（wèi）。

d．  因設備（元件〕或軟(射員壞或數據丟失造成（chéng）不能自行恢複至正常（cháng）狀態的功能降低或喪失。 一般地，如果設備在整（zhěng）個試驗期間顯示其抗擾度，且在試驗結束後受試設備滿足技術（shù）規 範中的（de）功能要求，則表明試（shì）驗合格（gé）。

文章來自（電磁兼容之家）