【国家标准(GB)】 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 电快速瞬变脉冲群要求

中华人民共和国国家标准
工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求
Electromagnetic compatibility for industrial-process measurement and control equipment-Electrical fast transient burst requirementsGB/T13926.4--92
本标准等效采用IEC801一4《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性第4部分电快速瞬变脉冲群的要求》（1988年版）。
1主题内容与适用范围
本标准规定了工业过程测量和控制装置对重复电快速瞬变脉冲群敏感性试验严酷等级和试验方法。
本标准适用于评定工业过程测量和控制装置对电快速瞬变脉冲群的敏感性。2术语
2.1耦合coupling
能量从一个线路传送到另一个线路时，线路之间的相互作用。2.2耦合网络couplingnetwork
用于将一个线路中的能量传到另一线路的电路。2.3去耦网络decouplingnetwork用于避免施加在被试装置上的电快速瞬变脉冲影响其他不接受试验的装置、设备或系统的电路。2.4耦合夹couplingclamp
以与被试线路无任何电连接的方式将干扰信号以共模形式耦合到被试线路，且具有规定尺寸和特性的装置。
：2.5瞬变量transient
两个稳态之间时间相当短的非周期性正或负（或正和负)变量（电压或电流）。2.6脉冲群burst
在固定时间间隔内产生的重复脉冲。3严酷等级
电快速瞬变试验是一种耦合到电子设备电源线、控制线和信号线上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验，试验的要素是瞬变的上升时间、重复率和能量。试验采用表1所示严酷等级：国家技术监督局1992-12-17批准1993-06-04实施
GB/T13926.4--92
表1严酷等级（开路输出试验电压）试验电压
kV(+10%)
在电源上
在输入输出信号、数据和控制线上0. 25
开路输出试验电压相当于储能电容器的电压，并将其标在快速瞬变脉冲群发生器上。等级的选择见附录A。
注，“”为不定级，由用户与制造厂商定，或由制造厂加以规定。试验设备
4.1电快速瞬变脉冲群发生器
试验发生器的线路简图见图1。
试验发生器的主要部件包括：高压电源、充电电阻、储能电容器、放电器、脉冲持续时间成形电阻、阻抗匹配电阻和隔直流电容器。
4.1.1电快速瞬变脉冲群发生器的性能特性开路输出电压（储能电容器电压）：0.25kV（-10%）至4kV（+10%）发生器应具有在短路条件下工作的能力。表2试验发生器在50Q负载条件下工作的特性项
最大能基
输出类型
动态源阻抗(见注）
发生器内部的隔直流电容器
脉冲重复频率
脉冲上升时间
脉冲持续时间
50Q负载上匹配输出的脉冲波形
与电源的关系
脉冲群持续时间
脉冲群周期
2kV时，50负载上的能量为4mJ/脉冲正/负
1~100MHz之间500±20%
5ns±30%（见4.1.2条和图3）
50ns士30%（见4.1.2条和图3）
见4.1.2条和图3
15ms±20%（见4.1.2条和图2)
300ms士20%（见4.1.2条和图2）注：源阻抗可通过分别在无负载和50Q负载条件下测量脉冲的峰值加以验证（比例为2：1)。208
GB/T13926.4—92
4.1.2电快速瞬变脉冲群发生器性能特性的检定为使各种不同的试验发生器产生的试验结果能互相比较，试验发生器的特性必须经过检定。因此必须采取下列程序。试验发生器的输出经过一个50的同轴衰减器连接到示波器上。测量设备的频宽至少应该是400MHz。并应监视一个脉冲群内脉冲的上升时间、脉冲持续时间和重复频率。终端负载502时，检定电快速瞬变脉冲群发生器应具备的性能特性（见图3)：脉冲上升时间：5ns上30%；
脉冲持续时间（50%值）：50ns士30%；b.
脉冲的重复频率和输出电压的峰值：c.
0.125kV时，5kHz±20%；
0.25kV时，5kHz±20%；
0.5kV时，5kHz±20%；
1.0kV时，5kHz±20%
2.0kV时，2.5kHz±20%。
4.2交流/直流主电源线路的耦合/去耦网络采用此网络可以使试验电压能在非对称状态下施加到被试装置的电源输入端。线路图（三相电源的实例)如图4所示。表3网络特性
频率范围
耦合电容器
耦合衰减
非对称状态下的去耦衰减
网络内各线路间的相互干扰衰减耦合电容器的绝缘能力
4.3电容耦含夹
1～100MHz
>20 dB
5kV（试验脉冲：1.2/50μs）
使用耦合夹就能在与线路端子、电缆的屏蔽层或被试装置的其他任何部分无任何电连接的情况下，把电快速瞬变脉冲群耦合到被试线路上。耦合夹的耦合电容取决于电缆的直径和材料以及屏蔽层（若有）。耦合夹由留伐被试路线电缆（扁形或圆形)的夹持单元（用镀锌钢、黄铜、铜或铝制成）纽成，并应放置在最小面租1m2底板上。基准底板的四周至少应超出耦合夹0.1n。线路的两端应具有高压同轴接头，其任端与试验发生器连接。发生器应连接在耦合夹最接近被试装置的那-端上。耦合夹本身应尽可能合拢，以便在电缆和耦合夹之间提供最大耦合电容。耦合夹的推荐结构配置见图5，该结构决定了耦合夹的特性，如频率响应、阻抗等。表4耦合夹特性
电缆与耦介夹之间的典型耦合电容圆型电缆的可选用直径范围
绝缘能力
50~200pF
4~40mm
5kV（试验脉冲：1.2/50μs）
采用耦合夹的耦合方法适用于验收试验。耦含方法设计用于输入/输出电路和通信线路，但如果不209
GB/T13926.4—92
能使用4.2条定义的翻合/去耦网络，则耦合夹也可以用于交流/直流电源线路。采用其他耦合方式（如耦合/去耦网络)可由制造厂和用户协商决定。5试验配置
必须根据不同的试验环境选用不同类型的试验：实验室内进行的试验。
b．在最后安装好的状态下，对设备进行的现场试验。5.1试验设备
试验配置包括下列设备（见图6）：参考接地平板、耦合装置（网络或耦合夹）、去耦网络和试验发生器（包括标定或测量工具）。
5.2实验室内进行试验的试验配置5.2.1试验条件
被试装置应放置在参考接地平板上，并且应该用约为0.1m厚的绝缘底座与参考接地平板绝缘。对于安装在工作台上的装置，被试装置可放置在底板上方约0.8m处（见图7）。参考接地平板应该是金属板（铜或铝），其最小厚度为0.25mm。也可以采用其他金属材料，但最小厚度应达到0.65mm。参考接地平板的最小尺寸为1m×1m。实际尺寸视被试装置的尺寸而定。参考接地平板四周至少应超出被试装置0.1m。参考接地平板应与安全接地线相连接。被试装应按正常安装要求放置和连接。除被试装置下的底板外，被试装置与其他任何导电结构(如屏蔽室壁）的最小间距应大于0.5m。被试装暨应按照制造厂的安装说明书连接到接地系统，不允许有额外的接地。接地电缆与参考接地平板和所有搭接处的连接应具有最小电感。应采用耦合装置来施加试验电压。耦合装置应耦接到被试装置与去耦网络之间的线路上或处于试验设备的两个单元之间的线路上。使用耦合夹时，除了耦合爽下的底板外，耦合板与其他任何导电结构的最小间距应该是0.5m。耦合装置与被试装置间的信号线和电源线的长度应该等于或小于1m。果制造广随装置提供的不可拆卸电源电缆的长度超过1m、则可将电缆的超长部分在基准底板上方约0.1m处以0.4m的直径平行盘绕起来。被试装置与耦合装置间应该保持1m的间距。实验室内进行试验的试验配置实例见图7。5.2.2试验电压耦合到被试装置上的方法试验电压应施加到被试装置上的下列不同类型的线路或端子上：电源线：电快速瞬变干扰信号经耦合/去耦网络直接耦合的试验配置实例如图8所示。如果线电流高于耦合/去耦网络的规定电流容量，即大于100A，应按现场试验方式进行试验（见图10）。输入/输出电路和通信线路：图7和图9的实例表明了如何利用电容耦合夹向输入/输出电路和通信线路施加干扰试验信号。
机柜接地端了：机柜上的试验点应为安全接地线的接线端予。试验电压应由耦合/去耦网络施加到保护接地导线上（见图8）。
5.3现场试验的试验配置
装或系统应在最终安装条件下接受试验。为了尽可能真实地模拟自然干扰环境，现场试验时应不使用耦合/去耦网络。
如果在试验过程中除被试装置外的其他装置或系统受到不适当的影响，经用户和制造厂协商，应使用去耦网络，
5.3.1对电源线利安全接地端的试验地面固定安装的被试装置：试验电压应施加在地参比平面与交流、直流电源端子之间和被试装置机210
柜的保护地或功能接地端子上。试验配置见图10。
GB/T 13926.4-92
应在接近被试装置处安装一块约1mX1m的参考接地平板（见5.2.1条说明），并与主电源引出端的安全接地线相连。
电快速瞬变脉冲群发生器应放置在底板上。发生器的同轴输出至被试装置试验点之间“连接线”的长度应不超过1m。这些连接线不加屏蔽，但应有良好的绝缘。如果需要使用隔直电容器，则其容量应为33nF。被试装臂的其他所有连接线均应符合其功能要求。用软线束和插头接至主电源的非固定安装的被试装置：试验电压应施加在各个电源线与连接被试装置的电源输出端的安全地线之间（见图11)。5.3.2输入/输出电路和通信线路上的试验应尽可能使用电容耦合夹将试验电压耦合至线路上。如果因电缆敷设中由于尺寸、电缆布线等原因而不能使用耦合夹，则可用金属薄带或导电箔包封被试验线路来代替。这种用箔或带子耦合方式的电容应相当于标准耦合夹的电容。
在某些情况下，可以通过一个分立的100pF电容器代替耦合夹或金属箔结构的分布电容，将电快速瞬变脉冲群发生器耦合到线路端子上。试验发生器引出的同轴电缆必须在耦合点附近接地。试验电压不允许施加在同轴或屏蔽通信线的接头（连接线）上。试验电压应以不降低装置的屏蔽保护性能的方式施加。详细说明见图12。采用分立电容器耦合配置取得的试验结果可能不同于采用耦合夹或金属箔耦合方式取得的试验结果。因此，为了考虑有效的安装特性，经制造厂与用户协商后可重新商定选用第3条规定的严酷等级。6试验程序
6.1实验室环境条件
为使环境参数对试验结果的影响减至最小，试验应在6.1.1条和6.1.2条规定的大气和电磁环境条件下进行。
6.1.1大气条件
在无其他技术要求或用户与制造厂间尤协议情况下，大气条件应符合下列要求：环境温度：15~35℃；
相对湿度：45%~75%
大气压力：68～106kPa。
6.1.2电磁条件
实验室的电磁环境不得影响试验结果。6.2试验电压的施加bzxZ.net
如有需要，试验前，可根据4.1.1条和4.1.2条的要求验证试验发生器的特性。应采用合适的耦合装置（电容耦合夹或耦合网络）把试验电压施加到被试装置上。试验应根据试验大纲进行，试验大纲应规定：a.
试验电压的等级和类型，
试验电压的特性（十、一极性均为强制性)；发生器内部或外部激励；
试验持续时间，不少于1min；
施加试验电压的次数；
待试的电路、线路等；
被试装置的典型工作条件；
对各电路施加试验电压或对属于两个以上电路的各电缆施加电压的顺序。211
GB/T13926.4—92
如果无实际工作信号源，则可以模拟。6.3试验结果的评定
被试装置和系统的种类繁多，差异很大，因此很难为评定电快速瞬变脉冲群对装置和系统的影响而确定-个通用的准则。
试验结果可以根据被试装置的工作条件和功能规范按下列性能准则加以分类：在规范极限内性能正常；
功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复；功能或性能暂时降低或丧失，但需操作者干预或系统复位；因装置（元件）损坏而不可恢复的功能降低或丧失。对于验收试验，试验大纲和试验结果的分析应符合有关标准或文件的规定。502
快速瞬变脉冲群发生器电路简图U高压源;R~充电电阻器;C。一储能电容器；R。一脉冲持续时间成形电阻器；Rm—阻抗匹配电阻器;Ca--隔直流电容器212
同随输出
GB/T13926.4-92
重复周期（微决于试验电压等级，其值符合4.1.2条的规定）脉冲群
脉冲群持续时间
脉冲周期300mS
2快速瞬变脉冲群略图
双衰减脉冲
5ns ±30%
50ns ± 30%
图3接50Q负载时的单个脉冲的波形213
GB/T13926.4—92
士额联学
长海号城
GB/T13926.4--92
GB/T13926.492
器模中
草子 /
GB/T13926.4-92
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。