電磁兼容抗擾度試驗的探討

張衛華 陸陽 孫華

【摘要】電磁兼容性測試是對設備在電磁環境中不對其他設備產生電磁干擾、并能符合要求運行的能力進行測試。文章介紹了電磁兼容抗擾度試驗主要針對的內容和項目，對影響電磁兼容的因素進行分析，總結了電磁兼容抗擾度試驗的重要作用，對提高電子、電氣產品的電磁兼容度提了一些建議。

【關鍵詞】電磁兼容;抗擾度;試驗

Abstract：the electromagnetic compatibility test is the electromagnetic interference，the equipment in the electromagnetic environment and not other equipment can meet the requirements to run ability test. This paper introduces the EMC immunity test for content and project，the influence factors on the electromagnetic compatibility analysis，summarized the important role of EMC immunity test，to improve the compatibility degree advice electromagnetic and electronic，electrical products.

Abstract：EMC;immunity;test

引言

電磁兼容Electromagnetic Compatibi-lity（EMC），也叫電磁兼容性，一般包含兩部分。一是設備或系統對同一環境下的其他設備的電磁干擾不會降低本設備或系統的性能，它考察的是電氣設備在有電磁干擾環境中的耐受性。二是設備或系統不會干擾同一環境下的其他設備，導致其性能降低，考察電氣設備本身所釋放的電磁干擾量[1]。當前，對電磁兼容抗擾度的測試，主要是測試它的耐受性，考察電氣設備的抗干擾能力，以保證設備在復雜條件下的正常運行。電磁兼容抗擾度試驗所依據的標準為國家在2003年制定的GB/T17626（idt IEC61000-4）。

1.EMC抗擾度試驗概況

電磁兼容抗擾度試驗的種類比較多，針對不同的電磁環境和電氣設備（或系統）所采用的試驗方法也不一樣，當前主要的電磁兼容抗擾度試驗的方法有浪涌抗擾度試驗、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗、電壓變化抗擾度試驗、射頻電磁場輻射抗擾度試驗、靜電放電抗擾度試驗等[2]。對電氣設備進行電磁兼容抗擾度試驗的目的是確認電氣設備在實際環境中受其他設備的電磁干擾性是否強烈，能否正常工作，耐受性如何。

一般而言，電磁兼容抗擾度試驗要做到以下幾點：

一是設備在接受試驗時，應當處于實際使用狀態，安裝狀態、接地狀態和外部連接設備都應處于實際使用狀態。

二是設置被測試設備的最壞狀態，在設備處于最敏感狀態時對之進行抗擾度實驗，以檢驗其耐受性。

三是在對設備進行電磁兼容抗擾度試驗時，要考慮設備的出廠標準。

2.電磁兼容抗擾度試驗項目

2.1 浪涌抗擾度試驗

涌浪抗擾度試驗針對的是設備在雷電環境下的電磁兼容抗擾度問題。在雷電環境下，電力設備的輸電線路上一般存在的電壓比較高，這種電壓會產生一個電磁場，對電源線和電纜線都會產生一定程度的干擾。浪涌抗擾度試驗就是模擬雷電環境下，對電氣設備的抗擾性做出測試。在試驗中，核心裝置浪涌發生器會產生不同的波形，針對線路在開路、短路兩種狀態，分別模擬了開路時的電壓波形和短路時的電流波形。電壓波形主要檢測設備線路外端的絕緣狀況，電流波形則是檢測浪涌防護器能承受的最大沖擊力。

2.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

這種試驗主要是針對電感性負載在電路開閉是對電網的影響狀況。電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗通過模擬真實環境中的電感性負載，來判斷電氣設備的接通和斷開對電網產生的干擾。

試驗的主要內容有：

一是電源線試驗，在設備通電或斷電的瞬間，測試通過電源線的瞬時電壓和電流大小，判斷這種電磁脈沖對電網的干擾;

二是信號電纜試驗，通過測試由電源線上的干擾磁場，從而判定這種磁場對信號電纜的干擾。

2.3 靜電放電抗擾度試驗

這個干擾實驗主要針對的是人的因素。人在接觸電氣設備時，由于本身攜帶著電壓靜電，這種電壓靜電會產生電磁場，對設備的穩定性也會產生干擾。靜電放電抗擾度試驗就是通過相關設備，模擬人體在接觸其他物品時產生的的靜電，在接觸中對被測試的電氣設備產生的影響。通過這個試驗來判定設備的抗靜電干擾性能。在靜電放電抗擾度試驗中，由于人的操作方式和實驗位置對整個實驗結果的影響很大，因而一定要規范操作，采用必要的措施減小靜電。

2.4 射頻電磁場輻射抗擾度試驗

射頻電磁場輻射干擾主要是針對外界的電磁干擾。這種試驗的目的是檢驗外界存在的電磁干擾對電氣設備運行的影響，確定電氣設備的抗外界干擾能力。來自外界的干擾有多方面，如目前普及率極高的手機、一些場合和工作要用到的對講機、衛星電話等等，都會產生電磁場，對附近的電氣設備產生干擾。因而這種試驗比較容易操作，即在被試驗的電氣設備附近使用手機，通過接好的監控儀器對產生的干擾進行量化，從而判定干擾程度。

3.影響電磁兼容抗擾度的原因及解決措施

3.1 浪涌抗擾度試驗失敗原因及解決措施

失敗原因：

在浪涌抗擾度試驗中，許多因素都會影響實驗的成敗，主要原因有：

一是浪涌脈沖脈寬較寬，上升時間長，頻率較低，以傳導為主要方式對電路形成干擾。

二是差模電壓幅度較大。

在試驗中，過高的差模電壓幅度會擊穿電路器件，導致輸入器件遭到損壞，或是線路的絕緣裝置損壞，從而導致器件的阻抗減少，器件過熱損壞。

解決措施：

要解決這種問題主要是對浪涌能量進行控制，即通過限制器對浪涌脈寬進行限制，這種限制可以起到增加正常電壓下阻抗的作用，當浪涌電壓升高時，限制器還可以旁路掉浪涌能量，減小浪涌阻抗，從而保護浪涌試驗裝置。

3.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗失敗原因及解決措施

失敗原因：導致電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗失敗的主要原因包括以下幾點：

一是當這種瞬時電流和電壓產生時，它通過電源線會對電源線形成壓力，造成電源線的噪聲電壓變大;

二是這種存在于電源線的電磁場會以一種能量的形式散發，而這種能量容易被附近的通信電纜線所吸附，從而對通信電纜線也產生了影響;

三是干擾信號能在電纜線上產生二次輻射，這種輻射能量對電路會繼續形成干擾。解決措施：在電源線上，可以通過在電源線入口處安裝濾波器來減小電源線對試驗的干擾，還可以通過制作電磁阻擋設備的方法，阻止電磁干擾對設備的破壞。

在信號電纜上，針對不同的狀況，采用安裝扼流圈的方法，對信號線進行屏蔽以達到減少干擾之效果。針對敏感電路區域，可以采用金屬包裹的方式屏蔽掉干擾。

3.3 靜電放電抗擾度試驗失敗原因及解決措施

失敗原因：

靜電電流進入電路直接形成干擾，靜電電流通過耦合進入，也可形成干擾，同時，靜電電流能夠在機箱上形成電位差，影響地線，機箱本身可能存在二次干擾。

解決措施：

一是采用屏蔽機箱的方式，采用完整的屏蔽機箱，使得靜電耦合進入的可能性不復存在;

二是在機箱使用時注意安裝位置，避免二次干擾。

3.4 射頻電磁場輻射抗擾度試驗失敗原因及解決措施

失敗原因：

一是射頻電磁場輻射通過耦合的方式直接進入電路，產生差模電壓影響電路的電磁穩定;

二是通過外拖電纜直接或間接進入，不僅形成差模電壓，還會形成二次輻射。

解決措施：

一是在電纜和電路連接處套上磁環，根據干擾的程度進行調整，同時在此處使用共模濾波電容;

二是使用平衡點路傳輸，縮短導線長度，增加導線寬以減小差模電壓。

4.結束語

電磁兼容抗擾度試驗是檢驗電氣設備在實際環境中抗電磁干擾能力的直接依據，通過仿真模擬，能夠較為準確地判定個電氣設備或系統的抗干擾性。這種方法在電力企業或其他企業的應用，能夠幫助企業準確判斷電氣設備的運行狀況，保證整個設備的穩定運行[3]。同時應當注意的是，電磁兼容抗擾度試驗中有許多影響實驗成敗的因素，因此在試驗中要控制影響因素，積極采取措施，保證試驗的成功。讓試驗發揮其應有的作用。

參考文獻

[1]張朝華，董毅儒，呂惠政.電磁兼容抗擾度試驗中試驗設備的安全問題[J].專題研究，2010（5）：36-38.

[2]韓智，傅士冀，傅軍，張名.電磁兼容抗擾度試驗及作用[J].湖北電力，2012，26（5）：103-104.

[3]楊繼深.電磁兼容技術之產品研發與認證[J].電子工業，2009（10）：24-25.