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阻尼振蕩電壓抗擾度檢測

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發(fā)布時間：2025-07-24 23:57:37 更新時間：2025-07-23 23:57:37

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

阻尼振蕩電壓抗擾度檢測

阻尼振蕩電壓抗擾度檢測（Damped Oscillatory Wave Immunity Test）是電磁兼容性（EMC）測試中一項(xiàng)關(guān)鍵的瞬態(tài)抗擾度測試項(xiàng)目。它模擬了電力系統(tǒng)中因開關(guān)操作（如斷開感性負(fù)載、隔離開關(guān)動作）或雷擊引起的瞬態(tài)過電壓和振蕩干擾現(xiàn)象。這種干擾表現(xiàn)為快速衰減的高頻振蕩波（通常在100kHz至1MHz范圍內(nèi)），其幅值可能達(dá)到數(shù)千伏，對電氣和電子設(shè)備的電源端口、信號端口乃至內(nèi)部電路的絕緣性能、信號完整性和功能穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。該項(xiàng)測試的主要目的是評估受試設(shè)備（EUT）在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中遭遇此類典型阻尼振蕩干擾時，保持規(guī)定性能水平的能力，確保其在電力系統(tǒng)復(fù)雜電磁環(huán)境中可靠工作，防止誤動作、性能下降甚至永久性損壞。

檢測項(xiàng)目核心內(nèi)容

阻尼振蕩電壓抗擾度檢測通常側(cè)重于以下核心項(xiàng)目：

1. 電源端口抗擾度： 這是最主要的測試項(xiàng)目，模擬干擾通過交流或直流電源線傳導(dǎo)進(jìn)入設(shè)備。測試將阻尼振蕩波施加到設(shè)備的供電線（L/N/PE）上。

2. 信號端口與控制端口抗擾度： 評估干擾通過外部信號線、控制線、數(shù)據(jù)線或通信線纜傳導(dǎo)進(jìn)入設(shè)備時的影響。測試需根據(jù)端口類型和預(yù)期使用環(huán)境選擇合適的耦合方式（電容耦合或鉗位注入）。

3. 功能與性能狀態(tài)評估： 在施加干擾期間和之后，密切監(jiān)控設(shè)備的功能是否正常、性能指標(biāo)是否維持在允許的容差范圍內(nèi)。這是判定測試是否通過的最終依據(jù)。常見的判據(jù)包括設(shè)備無重啟、無死機(jī)、無數(shù)據(jù)錯誤、無顯示異常、輸出參數(shù)穩(wěn)定等。

主要檢測儀器

進(jìn)行阻尼振蕩電壓抗擾度測試需要用到一系列專業(yè)儀器：

1. 阻尼振蕩波發(fā)生器： 這是核心設(shè)備，能夠產(chǎn)生符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定波形參數(shù)（如上升時間、振蕩頻率、阻尼率、重復(fù)率）的高電壓阻尼振蕩波信號。其輸出電壓范圍需覆蓋測試所需等級。

2. 耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)： * 電源端口： 使用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN）。它負(fù)責(zé)將干擾信號耦合到受試設(shè)備的電源線，同時阻止干擾電流反向流入電網(wǎng)/供電源，并為非受試線路（如同相其他線路）提供去耦阻抗。 * 信號/控制端口： 使用電容耦合夾或?qū)Ｓ民詈?去耦網(wǎng)絡(luò)。電容耦合夾將干擾信號通過容性方式耦合到線束上，無需與被測線纜電氣連接。

3. 參考接地平面： 提供測試系統(tǒng)的低阻抗參考地，設(shè)備、耦合網(wǎng)絡(luò)、測試儀器都需要按規(guī)定連接到該平面上。

4. 測量設(shè)備： 包括高壓探頭、示波器或?qū)Ｓ玫乃矐B(tài)記錄儀，用于校準(zhǔn)和驗(yàn)證阻尼振蕩波發(fā)生器輸出的波形參數(shù)（峰值電壓、振蕩頻率、阻尼率等）是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

5. 受試設(shè)備（EUT）支撐裝置： 絕緣支撐物，使EUT與參考接地平面保持規(guī)定的距離（如0.1m）。

6. 監(jiān)控設(shè)備： 用于在測試過程中和測試后評估EUT的功能和性能，可以是儀器、軟件或人工觀察。

檢測方法

阻尼振蕩電壓抗擾度測試遵循以下基本方法步驟：

1. 試驗(yàn)布置： 嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)搭建測試環(huán)境。EUT放置在絕緣支撐上，距參考接地平面規(guī)定高度。所有電纜按規(guī)定方式布置（如自然垂落、形成環(huán)路）。EUT外殼通過規(guī)定的接地線（如2m長）連接到參考接地平面。

2. 校準(zhǔn)： 在EUT未連接的情況下，將阻尼振蕩波發(fā)生器的輸出端連接到CDN的輸入端。使用高壓探頭和示波器在CDN的輸出端（即應(yīng)施加到EUT的位置）測量波形參數(shù)（如開路電壓波形）。調(diào)整發(fā)生器，確保其輸出電壓的峰值、振蕩頻率、阻尼率等關(guān)鍵參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容差要求。

3. 施加干擾： * 將經(jīng)過校準(zhǔn)的測試系統(tǒng)連接到EUT的相應(yīng)端口（電源或信號/控制端口）。 * 設(shè)定好測試等級（如電壓峰值2kV, 4kV等）、振蕩頻率（通常為100kHz或1MHz）、重復(fù)率和測試持續(xù)時間。 * 在EUT正常運(yùn)行狀態(tài)下，對每一根需要測試的線路（如L1, L2, L3, N, PE）或每個信號端口，分別在正負(fù)極性上施加規(guī)定次數(shù)的阻尼振蕩波脈沖群（通常每個極性至少60秒）。 * 干擾信號施加方式通常為：以規(guī)定的重復(fù)頻率（如40次/秒），連續(xù)發(fā)出一串串的阻尼振蕩波脈沖群（每串包含若干周期的振蕩波）。

4. 性能監(jiān)測： 在整個干擾施加過程中及之后，持續(xù)監(jiān)測EUT的功能和關(guān)鍵性能參數(shù)。記錄任何性能降級、功能喪失或異常現(xiàn)象。

5. 結(jié)果判定： 根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或通用標(biāo)準(zhǔn)中定義的性能判據(jù)（通常分為A, B, C三個等級），評估EUT是否通過了測試。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

阻尼振蕩電壓抗擾度測試主要依據(jù)以下國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

1. IEC 61000-4-18: 這是最核心的國際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)題為“電磁兼容性(EMC) - 第4-18部分: 試驗(yàn)和測量技術(shù) - 阻尼振蕩波抗擾度試驗(yàn)”。它詳細(xì)規(guī)定了試驗(yàn)等級、試驗(yàn)發(fā)生器特性、試驗(yàn)配置、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)程序。

2. GB/T 17626.18: 中國國家標(biāo)準(zhǔn)，等同采用IEC 61000-4-18。

3. 產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)： 許多特定行業(yè)或產(chǎn)品的EMC標(biāo)準(zhǔn)會引用IEC 61000-4-18，并根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)規(guī)定具體的測試等級、端口選擇、性能判據(jù)等要求。例如，用于工業(yè)過程測量和控制設(shè)備的IEC 61326系列、用于醫(yī)療設(shè)備的IEC 60601-1-2、用于低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的IEC 61439系列等。

4. 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 電力系統(tǒng)及其設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 60255系列用于量度繼電器和保護(hù)設(shè)備）也廣泛引用阻尼振蕩波測試作為重要的抗擾度考核項(xiàng)目。

綜上所述，阻尼振蕩電壓抗擾度檢測是確保電氣電子設(shè)備在復(fù)雜的電力系統(tǒng)電磁環(huán)境中具備足夠魯棒性的關(guān)鍵測試。通過嚴(yán)格遵循IEC 61000-4-18等標(biāo)準(zhǔn)，使用專業(yè)的檢測儀器和方法，對設(shè)備的電源和信號端口施加模擬干擾，并依據(jù)明確的性能判據(jù)進(jìn)行評估，能夠有效暴露設(shè)備的瞬態(tài)抗擾度弱點(diǎn)，從而提高產(chǎn)品的可靠性和電磁兼容性水平。