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電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試要點(diǎn)（EMC）
閱讀：1563 發(fā)布時(shí)間：2010-6-22
常用電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試要點(diǎn)
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一、電磁兼容知識(shí)大匯總
二、靜電放電抗干擾試驗(yàn)系統(tǒng)【IEC61000-4-2 GB/T17626.2】
三、射頻磁場(chǎng)輻射抗繞度試驗(yàn)【IEC61000-4-3 GB/T17626.3】
四、電快速瞬變脈沖群的抗干擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-4 GB/T17626.4】
五、雷擊浪涌抗干擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-5 GB/T17626.5】
六、射頻傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-6 GB/T17626.6】
七、工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-8 GB/T17626.8】
八、脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-9 GB/T17626.9】
九、電壓跌落、短時(shí)中斷和電壓漸變的抗干擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-11】
十、諧波電流、電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)試系統(tǒng)【IEC61000-3-2，IEC61000-3-3】
十、諧波電流、電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)試系統(tǒng)【IEC61000-3-2，IEC61000-3-3】
十一、衰減震蕩&振鈴波抗擾度試驗(yàn)【IEC61000-4-12 GB/T17626.12】
十三、汽車(chē)電子沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)系統(tǒng)【ISO7637-2，GB/T21437】
十三、電磁兼容屏蔽室建設(shè)方案
十三、電磁兼容屏蔽室建設(shè)方案
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我國(guó)于2001年12月3日（當(dāng)時(shí)正值正式加入世貿(mào)組織的前夕）頒布*批實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄（*），共涉及9個(gè)行業(yè)、19大類(lèi)共計(jì)132種產(chǎn)品。在強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄上的19大類(lèi)產(chǎn)品中，除少數(shù)明顯與電技術(shù)無(wú)關(guān)外（如機(jī)動(dòng)車(chē)輛輪胎、安全玻璃和乳膠制品等），多數(shù)都有電氣安全，有相當(dāng)多的產(chǎn)品還涉及電磁兼容問(wèn)題。
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4765-1995《電磁兼容術(shù)語(yǔ)》對(duì)“電磁兼容”的定義是：“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中的住何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”。
從字面理解看，設(shè)備的電磁兼容性包含了兩方面的意思：首先，設(shè)備要有一定的抗*力，使其在電磁環(huán)境中能夠正常工作；其次，設(shè)備工作中自身產(chǎn)生的電磁騷擾應(yīng)抑制在一定水平下，不能對(duì)同處于一個(gè)電磁環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾。
由此看來(lái)，設(shè)備的電磁兼容性包含了對(duì)設(shè)備的抗*力和設(shè)備自身騷擾抑制這兩方面的要求。
盡管電子設(shè)備的品種數(shù)不勝數(shù)，但除了特殊的設(shè)備對(duì)電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目可能有些特殊要求外，實(shí)際上，對(duì)絕大多數(shù)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)其測(cè)試項(xiàng)目都是共通的。例如，對(duì)設(shè)備的電磁騷擾發(fā)射在0.15～30MHz范圍內(nèi)測(cè)傳導(dǎo)發(fā)射；在30～1000MHz范圍內(nèi)測(cè)輻射發(fā)射；對(duì)一些有定時(shí)控制和程序控制的設(shè)備還要在0.15～30MHz范圍內(nèi)加測(cè)斷續(xù)干擾（俗稱(chēng)喀嚦聲干擾）發(fā)射。對(duì)于設(shè)備的抗擾度試驗(yàn)，目前主要做靜電抗擾度試驗(yàn)、由射頻場(chǎng)引起的輻射抗擾度試驗(yàn)、電快速瞬態(tài)脈沖群抗擾度試驗(yàn)、雷擊浪涌抗擾度試驗(yàn)、由射頻場(chǎng)感應(yīng)所引起的傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)、及電壓瞬時(shí)跌落和短時(shí)中斷抗擾度試驗(yàn)等6種。此外，考慮到設(shè)備的非線性工作狀態(tài)對(duì)電網(wǎng)的污染，還要做設(shè)備工作時(shí)的諧波電流發(fā)射試驗(yàn)。因此，對(duì)大多數(shù)設(shè)備來(lái)說(shuō)，所做的電磁兼容試驗(yàn)也只是的幾項(xiàng)而已。為方便廣大讀者了解起見(jiàn)，今簡(jiǎn)述于下：
一.設(shè)備工作時(shí)的電磁擾騷發(fā)射
對(duì)傳導(dǎo)騷擾的測(cè)試，特別是對(duì)電源線上的傳導(dǎo)騷擾測(cè)試，盡管產(chǎn)品千變?nèi)f化，但基本方法都是一樣的。其試驗(yàn)配置都是人工電源網(wǎng)絡(luò)和干擾接收機(jī)（見(jiàn)圖1）。其中人工電源網(wǎng)絡(luò)可以在射頻范圍內(nèi)向受試設(shè)備端子間提供現(xiàn)定的阻抗（50Ω），并能將試驗(yàn)電路同電源上的無(wú)用射頻信號(hào)隔離開(kāi)來(lái)，進(jìn)而將干擾電壓耦合到干擾接牧機(jī)上。干擾接收機(jī)則是一種按專(zhuān)門(mén)要求設(shè)計(jì)的接收機(jī)，具有平均值和準(zhǔn)峰值兩種檢波功能，這是執(zhí)行CISPR標(biāo)準(zhǔn)所必須的檢波方式，尤其是后者，它較好地反映了干擾對(duì)聽(tīng)覺(jué)造成的效果（因?yàn)镃ISPR標(biāo)準(zhǔn)的本意就是要解決對(duì)通訊和廣播的保護(hù)，所以檢波的結(jié)果必然要與人耳的客觀反應(yīng)相一致）。
圖1
對(duì)于家用電器中有定時(shí)或程序控制的設(shè)備，在開(kāi)關(guān)切換瞬間會(huì)產(chǎn)生比正常工作狀態(tài)大得多的斷續(xù)干擾。在一些標(biāo)準(zhǔn)中提出了對(duì)這類(lèi)干擾的判別辦法（根據(jù)斷續(xù)干擾的幅度、頻度、持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間來(lái)加以判別）以及設(shè)備的合格評(píng)定辦法（上四分位法）。測(cè)試方法目前大體有兩種：一種是將圖1干擾測(cè)量接收機(jī)面板的中頻輸出信號(hào)用50Ω電纜接到數(shù)字示波器，由測(cè)試人員目測(cè)、記錄、判別和評(píng)定; 另一種是采用專(zhuān)門(mén)的干擾分析儀自動(dòng)完成對(duì)斷續(xù)干擾的測(cè)試和評(píng)定。
以上試驗(yàn)在屏蔽室里進(jìn)行。
對(duì)騷擾發(fā)射的測(cè)試，隨試品的不同，測(cè)試方法有較大變化：
對(duì)于家用電器和電動(dòng)工具等一類(lèi)產(chǎn)品，由于外形尺寸比較小巧，一般認(rèn)為從試品表面向外的輻射尚不及通過(guò)電源線向外的輻射來(lái)得更多，更直接。基于這一想法設(shè)計(jì)了一個(gè)利用吸收鉗測(cè)試電源線輻射的方案（見(jiàn)圖2）。利用干擾接收機(jī)測(cè)試吸收鉗前端電流變換器檢測(cè)到的吸收電流值（輻射出來(lái)的騷擾波以渦流形式被吸收鉗所吸收）來(lái)反映騷擾的輻射功率的大小。此方法簡(jiǎn)單，測(cè)試的重復(fù)性和可比性均較好。試驗(yàn)在屏蔽室里進(jìn)行。
圖2
對(duì)于工、科、醫(yī)設(shè)備和信息技術(shù)設(shè)備等的測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在開(kāi)闊場(chǎng)或電波暗室中進(jìn)行。典型布置見(jiàn)圖3所示。被測(cè)設(shè)備放在轉(zhuǎn)臺(tái)上，測(cè)量天線分別處在水平和垂直兩種極化狀態(tài)下，轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)360度旋轉(zhuǎn)，記錄每個(gè)測(cè)量頻率上的輻射騷擾zui大值。另外，天線高度應(yīng)在1～4m內(nèi)調(diào)節(jié)，以測(cè)出其zui大值。測(cè)試結(jié)果由干擾接收機(jī)讀出。
圖3
對(duì)于照明燈具等一類(lèi)設(shè)備，輻射騷擾是通過(guò)設(shè)備工作過(guò)程中產(chǎn)生的磁場(chǎng)分量來(lái)測(cè)試的。為此，標(biāo)準(zhǔn)給出的測(cè)試方案見(jiàn)圖4所示。大環(huán)天線提供的電流探頭通過(guò)同軸開(kāi)關(guān)和干擾接收機(jī)用同軸電纜相連。測(cè)試的頻范圍為9KHz～30MHZ。測(cè)試結(jié)果在干擾接收機(jī)上讀出。測(cè)試在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行。測(cè)試有較好的重復(fù)性和可比性。
圖4
二.產(chǎn)品的抗擾度試驗(yàn)
靜電放電試驗(yàn)主要檢查人或物體在接觸設(shè)備時(shí)所引起的放電（直接放電），以及人或物體對(duì)設(shè)備鄰近物體的放電（間接放電）時(shí)對(duì)設(shè)備工作造成的影響。靜電放電可能產(chǎn)生的后果是：①直接通過(guò)能量交換引起半導(dǎo)體器件損壞。②放電所引起的近場(chǎng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化造成設(shè)備誤動(dòng)作。靜電放電是通過(guò)放電槍直接對(duì)試品表面和鄰近耦合板的放電來(lái)模擬的。由于
靜電放電引起的干擾波的前沿達(dá)到0.7～1ns（接觸放電時(shí)），其高次諧波成分極其豐富，故對(duì)設(shè)備的考核也特別嚴(yán)格。
抗脈沖群干擾是模擬電網(wǎng)中眾多的機(jī)械開(kāi)關(guān)在切換電感性負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的干擾。這類(lèi)干擾的特點(diǎn)是：成群出現(xiàn)的窄脈沖（一群脈出現(xiàn)個(gè)數(shù)達(dá)到幾十個(gè)乃至上百個(gè)）、脈沖的重復(fù)頻率較高（KHz～MHz級(jí)）、上升沿陡峭（ns級(jí)）、單個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間短暫（10～100ns級(jí)）、幅度達(dá)到KV級(jí)。成群出現(xiàn)的窄脈沖可對(duì)半導(dǎo)體器件的結(jié)電容充電，當(dāng)能量積累到一定程度后可引起線路（乃至設(shè)備）的出錯(cuò)。試驗(yàn)時(shí)將脈沖疊加在電源線（通過(guò)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）和通信線路（通過(guò)電容耦合夾），對(duì)設(shè)備形成干擾。通常這一試驗(yàn)造成設(shè)備誤動(dòng)作的機(jī)會(huì)較多，除非有合適的對(duì)策，否則較難通過(guò)。
值得指出，由于靜電放電和脈沖群試驗(yàn)所產(chǎn)生干擾波形的邊沿十分陡峭，持續(xù)時(shí)間十分短暫，故對(duì)試驗(yàn)配置的規(guī)范性要求很高。不良的配置可以對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性、可比性，以及試驗(yàn)的嚴(yán)酷程度帶來(lái)明顯的影響，務(wù)必引起試驗(yàn)人員的注意。
抗浪涌試驗(yàn)又稱(chēng)抗雷擊干擾試驗(yàn)。這是模擬自然界里的雷擊（間接雷）對(duì)供電線路和通信線路的影響。對(duì)于供電線路中因大型開(kāi)關(guān)切換所引起的線路擾動(dòng)也用浪涌試驗(yàn)加以模擬。浪涌試驗(yàn)的特點(diǎn)是脈沖重復(fù)率低（每分鐘1次，每次1個(gè)脈沖）、波形一般（前沿為
μs級(jí)，持續(xù)時(shí)間為0.01～1ms）、幅值較高（KV級(jí)），但能量特別大（幾百焦耳級(jí)。相形之下，脈沖群的單個(gè)脈沖為毫焦耳級(jí)；靜電放電為皮焦耳級(jí)）。因此浪涌試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的影響可能是破壞性的（很可能因試驗(yàn)造成設(shè)備中器件的損壞）。需要一提的，浪涌試驗(yàn)是設(shè)備在正常工作狀態(tài)下，通過(guò)電源線或通信線來(lái)加脈沖試驗(yàn)，所以是在線的抗干擾試驗(yàn)。它有別于設(shè)備的脈沖耐壓試驗(yàn)，盡管兩者波形相同，但脈沖耐壓試驗(yàn)用的發(fā)生器內(nèi)阻較大（為500Ω。而做浪涌試驗(yàn)的發(fā)生器的內(nèi)阻僅2Ω），而且設(shè)備是在非工作狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)的，所以?xún)煞N試驗(yàn)不能混為一談。
電壓跌落和短時(shí)中斷試驗(yàn)是模擬電網(wǎng)或變電設(shè)施由于故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大變化所引起的。這些現(xiàn)象本質(zhì)上是隨機(jī)的，其特征為偏離額定電壓，并持續(xù)一段時(shí)間。作為大多數(shù)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，一般都有內(nèi)置的斷電檢測(cè)線路，以便在電壓跌落或短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)能及時(shí)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，而當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，設(shè)備能按正確方式起動(dòng)，繼續(xù)電源故障前的工作。反之，如果斷電檢測(cè)線路如果不能及時(shí)作出反應(yīng)，就可能引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)丟失或改變，這樣設(shè)備在電源電壓恢復(fù)時(shí)就不可能正確再起動(dòng)。
射頻輻射電磁場(chǎng)試驗(yàn)用來(lái)模擬設(shè)備遭受射頻輻射干擾的情形，尤其是模擬設(shè)備操作、維修和安全檢查人員在使用時(shí)可能對(duì)設(shè)備帶來(lái)的影響。盡管單臺(tái)的功率并不大，但由于使用人員靠近設(shè)備，造成局部場(chǎng)強(qiáng)很高的情況屢見(jiàn)不鮮。其他如無(wú)線電臺(tái)、電視發(fā)射臺(tái)、移動(dòng)無(wú)線電發(fā)射機(jī)、各種工業(yè)電磁輻射源，以及電焊機(jī)、可控硅整流器、熒光燈等在工作時(shí)也會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生輻射現(xiàn)象。射頻輻射電磁場(chǎng)的試驗(yàn)頻率在80～1000MHz；試驗(yàn)用場(chǎng)強(qiáng)在1～10V/m之間。
對(duì)于頻率較低（150KHz～80MHz）的射頻信號(hào)，由于其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，相形之下比一般設(shè)備的尺寸要長(zhǎng)得多，但與設(shè)備的引線（包括電源線及其延續(xù)-戶(hù)外架空線；以及通信線和接口電纜）的尺寸相當(dāng)，這樣這些引線就可以作為被動(dòng)天線通過(guò)傳導(dǎo)方式將射頻信號(hào)以電壓和電流形式的近場(chǎng)電磁騷擾在設(shè)備內(nèi)部對(duì)設(shè)備形成干擾。
上述6項(xiàng)試驗(yàn)中的靜電、脈沖群、浪涌和電壓跌落試驗(yàn)都可以用單臺(tái)儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且由于試驗(yàn)電壓較高（遠(yuǎn)大于一般的環(huán)境電磁條件），試驗(yàn)都可以在普通實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
對(duì)于射頻輻射電磁場(chǎng)和射頻傳導(dǎo)試驗(yàn)，都要用一套儀器才能完成一項(xiàng)試驗(yàn)。其中射頻輻射電磁場(chǎng)試驗(yàn)要用信號(hào)發(fā)生器、射頻功率放大器、天線、電磁場(chǎng)測(cè)試探頭、場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)視儀、以及計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件構(gòu)成的閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。射頻傳導(dǎo)試驗(yàn)需要用信號(hào)發(fā)生器、射頻功率放大器、衰減器、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)、耦合鉗、電子毫伏計(jì)、以及計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件構(gòu)成的閉環(huán)試驗(yàn)系統(tǒng)。這里要注意的是信號(hào)發(fā)生器和射頻功率放大器應(yīng)與使用的試驗(yàn)頻段相適應(yīng)。射頻輻射電磁場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)在電波暗室中進(jìn)行，作為替代，也可在GTEM小室中進(jìn)行。射頻傳導(dǎo)試驗(yàn)一般應(yīng)在屏蔽室中進(jìn)行。
三.設(shè)備運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的諧波電流測(cè)試
開(kāi)關(guān)電源和可控硅器件的大量使用，一方面提高了人們對(duì)電源的利用效率；另一方面由于非線性的電能轉(zhuǎn)換又在電網(wǎng)里引進(jìn)了大量諧波電流，它不僅使同一電網(wǎng)中的其他用電設(shè)備受到干擾，產(chǎn)生故障，它還會(huì)使電網(wǎng)的中線電流超載，影響輸電能力。此外，對(duì)電源的相位控制還會(huì)引起電網(wǎng)有效值電流發(fā)生變化，導(dǎo)致負(fù)載側(cè)的有效值電壓產(chǎn)生波動(dòng)，引起照明燈具的燈光閃爍。作為對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量的控制，在這次要做電磁兼容測(cè)試的認(rèn)證產(chǎn)品中，大多數(shù)都己提出了這方面的要求，足以說(shuō)明國(guó)家對(duì)這項(xiàng)指標(biāo)的重視程度了。
設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的諧波電流的測(cè)量線路見(jiàn)圖5所示。其中試驗(yàn)電源S是一個(gè)理想化的交流電源，具有內(nèi)阻小、波形純、電壓穩(wěn)和頻率準(zhǔn)的特點(diǎn)。測(cè)量設(shè)備M是個(gè)離散富里葉變換的時(shí)域分析儀器，可以分析1～40階次的諧波電流值。
圖5
試驗(yàn)之所選擇諧波電流而不是我們比較熟悉的諧波電壓為測(cè)試對(duì)象，是考慮了各地各處的電網(wǎng)阻抗各不相同，即使相同的諧波電流值在不同的電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的壓降也是各不相同的，使相互間缺少了可比性。相形之下，電網(wǎng)阻抗總是遠(yuǎn)小于設(shè)備阻抗，因此不同電網(wǎng)中的實(shí)際電流（包括由設(shè)備引起的諧波電流）相差并不大。故選擇諧波電流測(cè)試的方案是可取的。另外，在試驗(yàn)線路中采用理想的電源，目的在于排除電網(wǎng)中已有的諧波電壓和電流對(duì)設(shè)備工作電流造成的影響，使試驗(yàn)結(jié)果有較好的重復(fù)性和可比性。