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IEC/EN 61000-4-5 Surge 雷擊突波耐受

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發表於 2023-5-2 11:09:17 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
Scope 適用範圍

This part of IEC 61000 relates to the immunity requirements, test methods, and range of recommended test levels for equipment with regard to unidirectional surges caused by overvoltages from switching and lightning transients. Several test levels are defined which relate to different environments and installation conditions. These requirements are developed for and are applicable to electrical and electronic equipment.


The object of this standard is to establish a common reference for evaluating the immunity of electrical and electronic equipment when subjected to surges. The test method documented in this part of IEC 61000 describes a consistent method to assess the immunity of an equipment or system against a defined phenomenon.


開關暫態
系統開關暫態, 可以分成下列相關暫態:


1. 主電源系統開關擾動,例如電容儲存開關;

2. 在電源擾動系統中,接近儀器或負載改變的較小開關動作;

3. 開關裝置相關的振盪電路例如共振器;

4. 各種系統故障,例如在安裝的接地系統上造成的短路及電弧故障。


由雷擊所造成的突波電壓的主要機制如下所述:

1. 直接雷擊衝擊到外部電路(戶外),入射的高電流經接地電阻或外部電路的阻抗而產生高電壓;

2. 間接雷擊衝擊(例如在雲層間的衝擊,或接近的物體間所產生的電磁場),在建築外部或內部導體所感應的電壓/電流;

3. 由於鄰近直接對地放電耦合,進入安裝的接地系統共同接地路徑而產生的雷擊接地電流。


Terms, definitions and addreviation 名詞定義

combination wave generator
CWG
generator with 1,2/50 μs or 10/700 μs open-circuit voltage waveform and respectively 8/20 μs
or 5/320 μs short-circuit current waveform


coupling network
CN
electrical circuit for the purpose of transferring energy from one circuit to another


coupling/decoupling network
CDN
combination of a coupling network and a decoupling network


duration
Td
time interval between the instant at which the surge voltage rises to 0,5 of its
peak value, and then falls to 0,5 of its peak value (Tw)


duration
Td
virtual parameter defined as the time interval between the instant
at which the surge current rises to 0,5 of its peak value, and then falls to 0,5 of its peak value
(Tw), multiplied by 1,18


Test Level 測試位準

                               
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試位準按法規要求為五個位準,按不同產品法規選用Level 1-4之測試能量,最後一個Level X為開放值,通常為製造商為增強其產品的抗擾能力,或為在較嚴苛的環境使用進而加嚴測試條件。


儀器設備特性

                               
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61000 4 5 generator

61000-4-5 組合波形(混合) 產生器(1.2/50μs – 8/20μs)
此產生器可以送出一個1.2/50 μs 電壓突波(在開放電路條件下)和一個8/20μs 電
流突波在短路的電流,同時產生器有一個2Ω的有效輸出阻抗。



                               
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61000 4 5 test waveform open

                               
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61000 4 5 test waveform close

組合波形產生器的特性和性能
開路輸出電壓:至少低於0.5kV 到至少高達4.0kV。突波電壓的波形參


開路輸出電壓的許可差: ±10%。
短路輸出電流:至少低於0.25kA 到至少高達2.0kA。突波電流的波形


短路輸出電流的許可差: ±10%。
極性: 正/負
相位偏移: 相對A.C.線相位角在0 度到360 度的範圍。
重複率: 至少每分鐘1 次。



                               
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61000-4-5 產生器的特性驗證

為了比較不同測試產生器的測試結果,必須驗證測試產生器的特性,基於此目的,對測量產生器大部分必要特性的測量,下列程序是必須的。測試產生器的輸出,必須能接到具有足夠頻寬和電壓能力的測量系統,以觀察波形的特性,產生器的特性必須在開路的條件(負載大於或等於10kΩ)及在短路的條件(負載小於或等於0.1Ω),在相同的充電電壓下測量。


耦合/去耦合網路
耦合/去耦合網路不可明顯影響到產生器的參數,例如所規定開路電壓,短路電流的容許差。
所有波形的定義,如同測試產生器的所有其他性能參數一樣,而在耦合/去耦合網路的輸出,則如同測試器本身的輸出。


在AC/DC線上電容性耦合的測試配置圖範例:線對線耦合



                               
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61000 4 5 test line line

在AC/DC線上電容性耦合的測試配置圖範例:線對地耦合



                               
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61000 4 5 test line ground

非屏蔽對稱操作線測試配置範例:線對線/線對地耦合;經由突波吸收器耦合



                               
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61000 4 5 test signal
61000-4-5 測試安排配置
測試配置

下列設備是測試配置的一部分:
— 待測設備;
— 電纜(規定的型態和長度);
— 耦合裝置(電容性或突波吸收器);
— 測試產生器(組合波形產生器);
— 去耦合網路/ 保護裝置;


測試待測設備電源的測試配置



經由電容性耦合網路,突波加在待測設備電源供應端,為了避免非待測設備可能有的不好的影響,必須使用去耦合網路。如果沒有其它的規定,則在待測設備和耦合/去耦合網路之間的交互連接線不可超過 2m 長。


對非屏蔽對稱操作交互連接線/通訊線的測試配置



對平衡的交互連接/通訊電路而言,電容性耦合的方法一般不能被使用在這種情形下,而經由填氣式突波吸收器(CCITT K.17))的耦合則較被採用。
如果沒有其他的規定,則在待測設備和耦合/去耦合網路間的交互連接線,不可超過 2m 長。


61000-4-5 測試程序

產生器的校正必須依第8.1節之規定,而測試則必須依照測試計畫執行, 規定
的測試配置如下



— 產生器和其他所使用的設備;
— 測試位準(電壓/電流);
— 產生器的信號源阻抗;
— 突波的極性;
— 內部或外部產生器的觸發器;
— 測試數量: 在所選定的點上, 正極至少五次和負極至少五次,
— 重複率:每分鐘最大值為1。
— 要測試的輸入和輸出埠;
測試的目的是儘可能模擬待測設備以及待測設備所要連接的功能安裝條件。


61000-4-5 測試結果的評估

測試結果必須依待測設備的功能喪失或劣化來分類,可參考由製造商或測試者要求訂定的性能位準,或由製造商和產品的採購者協商,建議的分類如下:


a) 在製造商和採購者所定的規格要求內性能正常;

b) 性能暫時喪失或劣化的情形在干擾源終止後也停止, 而且不需要操作者處理即可自行恢復正常功能;

c) 暫時的劣化或性能的喪失, 需要操作人員處理或系統重新設定方能恢復;

d) 性能的劣化或喪失, 是因硬體或軟體的損壞或是因資料流失, 以致無法恢復。



本篇文章僅供法規介紹使用,若你有需求瞭解細部內容,可以透過下列連結購買完整的法規,或者你可透過各地認證實驗室洽詢細部之要求

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