電磁兼容試驗和測量浪涌（沖擊）抗擾度試驗標準的差異分析

0 引言

近幾年，伴隨著我國工業化進程的持續加快以及經濟的穩步發展，社會對于電力的需求越來越大，電力系統運行的穩定性和安全性受到社會各界的廣泛關注。EMC 測試是保障電力系統安全穩定運行的重要手段，而浪涌是 EMC 的基本測試項目之一。浪涌是由開關操作或雷擊在電網或通信線上產生暫態過電壓或過電流形成的，目前浪涌測試依據的是 2008 版的標準。

GB/T 17626.5-2008《電磁兼容，試驗和測量技術，浪涌（沖擊）抗擾度試驗》[1]（舊標準）于 2008 年 5 月發布，2009 年 1 月實施，GB/T 17626.5-2019 《電磁兼容，試驗和測量技術，浪涌（沖擊）抗擾度試驗》[2]（新標準）于 2019 年 6 月發布。新標準使用翻譯法等同采用 IEC 61000-4-5:2014《電磁兼容（EMC） 第 4～5 部分：試驗和測量技術浪涌（沖擊）抗擾度試驗》[3]。本文總結了新標準所做的修改，并對新舊標準的差異進行了分析。

1 主要修訂內容

1.1 刪除部分

（1）刪除了舊標準第 2 章的部分引用文件：GB/T 4365、GB/T 16927.1、GB/Z 18509-2001、IEC 62305、IEC 60469-1。

（2）刪除了舊標準 6.2 關于 10/700μs 組合波發生器的描述。

（3）刪除了舊標準第 7 章關于高速通信線的試驗配置的描述、關于施加電位差的試驗配置的描述以及關于 EUT 的工作狀態的描述。

1.2 增加部分

（1）新標準第 3 章增加了 3 個新的定義。

耦合/去耦網絡 coupling/decoupling network、CDN，即耦合網絡和去耦網絡的組合。

波前時間 Tf，(浪涌電壓)一個為 30% 峰值和 90% 峰值兩點之間所對應時間間隔 T 的 1.67 倍的虛擬參數。（浪涌電流）一個為 10% 峰值和 90% 峰值兩點之間所對應時間間隔 T 的 1.25 倍的虛擬參數。

電源端口 power port，即為設備或相關設備提供電源而使其正常工作的導線或電纜的端口。

（2）新標準第 3 章增加了縮略語。

AE：輔助設備（Auxiliary equipment）；CD：耦合裝置（Coupling device）；CDN：耦合/去耦網絡（Coupling/Decoupling network）；CLD：箝位器件（Clamping device）；CN：耦合網絡（Coupling network）；CWG：組合波發生器（Combination wave generator）；DN：去耦網絡（Decoupling network）；EFT/B：電快速瞬變/脈沖群（Electrical fast transient/Burst）；EMC：電磁兼容（Electromagnetic compatibility）；ESD：靜電放電（Electrostatic discharge）；EUT：受試設備（Equipment under test）；GDT：氣體放電管（Gas discharge tube）；MU：測量不確定度（Measurement uncertainty）；PE：保護地（Protective earth）；SPD：浪涌保護器（Surge protective device）。

（3）新標準增加了線-線與線-地的試驗等級，見表 1。

（4）新標準 6.2 對發生器特性的校準方法的描述增加了以下內容。

如果采用一個電流轉換器（探頭）測量短路電流，那么其磁芯不應產生飽和。探頭的低端截止頻率（-3 dB）應低于 100 Hz。發生器的特性應通過在輸出端串接一個 18μF 的電容，在相同的設定電壓下，在開路狀態（負載大于或等于 10 kΩ）和短路狀態下測量。如果 18 μF 電容位于發生器內部，那么校準時不再需要外接 18 μF 電容。

在 CDN 的輸出端，每一個極性的 0o、90o、180o、270o 相位上應滿足相移特性。

（5）新標準 6.3 增加了關于 CDN 的 EUT 端口的開路電壓峰值和短路電流峰值之間的關系，見表 2。

（6）新標準 6.4 增加了關于 CDN 的校準。

在 CDN 的 EUT 端測得的波形參數取決于發生器，該波形參數只對被測的發生器和 CDN 的特定組合有效，用于校準 CND 的測量儀器與校準信號發生器的儀器應有相同的要求。

對于額定電流每線 ≤ 200 A 的交/直流電源端口的 CDN 的校準應在相同的設定電壓下，在開路情況（負載大于或等于 10 kΩ）和短路情況（負載小于 0.1 Ω）測量 CDN 的特性。在既沒有連接 EUT 也沒有連接供電電源時，在去耦網絡的交/直流電源端口的被測線和地之間測量的殘余浪涌電壓不應超過施加的試驗電壓的最大值 15% 或 CDN 的額定峰值電壓的兩倍，二者中取較大者。在既沒有連接 EUT 也沒有連接供電電源時，在非被測線和地之間測得的不期望的浪涌電壓不應超過施加的試驗電壓（開路）最大值的 15%。在交/直流電源端口開路情況下，CDN 的輸出端應滿足電壓波形要求、電流波形要求以及開路電壓峰值和短路電流峰值之間的關系的所有性能和特性要求。

對于互連線的 CDN 的校準，建議使用和實際測試相同的配置（相同的耦合和去耦元件）校準互連線的 CDN，在既沒有連接 EUT，也沒有連接 AE 時，應測量并記錄 CDN 的 AE 側的被測線和地之間的殘余浪涌電壓，以便于使用者確認對某些特殊的 AE 的保護是否充分。互連線的 CDN 的校準分為非對稱互連線的 CDN 校準和對稱互連線的 CDN 校準。該校準程序的目的是檢查元件的正常功能，如去耦扼流圈的飽和度，DN 部分的去耦效果，CN 部分的電流容量和耦合效果。

（7）附錄中增加以下內容：附錄 A 中增加了對于連接到外部通信線纜端口浪涌試驗的專門說明，特別是，規定了 10/700 μs 組合波發生器的技術參數；附錄 E 中增加了關于浪涌波形的數學模型；附錄 F 中增加了關于測量不準確度的考慮；附錄 G 中增加了關于脈沖測量系統的校準方法；附錄 H 中增加了關于對額定電流大于 200 A 供電線路施加浪涌的耦合/去耦方法。

1.3 修改部分

（1）修改了 2 個定義。舊標準中持續時間（duration）定義為規定的波形或特征存在或持續的間隔絕對值。新標準中持續時間分為 3 個具體內容單獨定義。

1.2/50 μs 浪涌電壓。浪涌電壓從上升到峰值電壓的一半，到下降到峰值電壓的一半，二者之間的時間間隔（Tw），持續時間 Td＝Tw。

8/20 μs 浪涌電流。虛擬參數，定義為浪涌電流從上升到峰值電流的一半，到下降到峰值電流的一半，二者之間的時間間隔（Tw），再乘以 1.18，持續時間 Td＝1.18×Tw。

5/320 μs 浪涌電流波形。浪涌電流從上升到峰值電流的一半，到下降到峰值電流的一半，二者之間的時間間隔（Tw），持續時間 Td＝Tw。

（2）修改了對 1.2/50μs～8/20μs 波形參數的定義。舊標準中對波形參數定義如表 3，新標準中波形參數定義如表 4。

（3）修改了耦合/去耦網絡的選擇流程圖。圖 1 為舊標準的流程圖，圖 2 為新標準的流程圖。

（4）修改了對于用于交/直流電源的 CDN 的要求，主要更改了 CDN 的 EUT 端口的電壓波形要求。表 5 為舊標準的電壓波形要求，表 6 為新標準的電壓波形要求。

（5）EUT 電源端的試驗配置，新標準中增加了對 CDN 的選擇。CDN 的選擇應滿足 EUT 的額定電流要求（例如，額定電流 5 A 的 EUT 應采用一個額定電流 16 A 的 CDN）。對于額定電流相對較低的 EUT，任何高于其額定電流的 CDN 都可以使用，只要其滿足表 4 中規定的要求（例如，額定電流 64 A 的 CDN 可以用于額定電流 5 A 的 EUT 的試驗，只要其滿足額定電流 16 A 的 CDN 的要求）。

舊標準中提到對于沒有地線或外部接地連接的雙重絕緣產品，如沒有其他接地的可能，可以不進行線到地測試，而新標準中規定對于雙重絕緣產品（例如，沒有任何專門的接地端子），不施加線-地的浪涌。

（6）對屏蔽線施加浪涌的試驗布置做了較大更改。雙端接地的屏蔽線按圖 3 給屏蔽層施加浪涌。對屏蔽線的試驗使用 2 Ω 源阻抗的發生器和 18 μF 電容；對于一端接地的屏蔽線，因為此類屏蔽對由磁場感應的浪涌不能提供任何防護。在這種情況下，浪涌試驗不適用于此類屏蔽。

（7）試驗報告中增加了 2 部分內容，包含試驗布置和 EUT 的布局的示意圖和/或照片和所有被測電纜的類型，包括電纜長度以及連接到 EUT 的端口。

2 新標準實施指導

新標準實施過程中主要有兩點需注意和調整：（1）耦合/去耦網絡的校準。（2）對于屏蔽線的試驗配置和測試方法需調整。

3 結語

經過以上比對分析，2019 版標準增加了試驗等級、發生器特性的校準方法、浪涌波形的數學模型、測量不確定度等內容，調整了原有標準的部分校準方式和試驗布置，修正了原標準中的錯誤。通過新舊標準的比較，新標準突出顯示了更多優點，更有利于檢測機構高效地開展檢測業務，也更有利于企業更好的控制提高產品質量，為電力發展做好基礎保障。