工頻磁場由導(dǎo)體中的工作頻率電流產(chǎn)生。工作頻率磁場低、波長長的特點。其試驗波形為工頻正弦波,會對各種電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響。工頻磁場抗干擾試驗可用于評估家用電氣和電子設(shè)備在工頻(連續(xù)和短時間)磁場中的性能,特別適用于計算機監(jiān)視器、電表等磁場敏感設(shè)備的磁場抗干擾性能評估。
工頻磁場抗干擾試驗的測試儀器包括一個感應(yīng)線圈來產(chǎn)生磁場,以及一個工頻勵磁電源來提供感應(yīng)線圈電流。
1.定義
工頻就是一般的市電頻率(工業(yè)用電頻率),在我們國家是50Hz,而一些國家采用60Hz。
工頻磁場是工頻電場感應(yīng)出來的電磁場,主要由道題中的工頻電流產(chǎn)生的,或極少量的由附近的其它裝置(如變壓器的漏磁通)所產(chǎn)生的。
1.1 PFMF騷擾特點
V=fλ其中V是波速,f是頻率,λ是波長。
工頻磁場的特點是低頻(50)Hz),V它是一個恒定的值,具有較長的自然波長。正常情況下,工頻電流產(chǎn)生的磁場相對穩(wěn)定,磁場強度較小。然而,在故障或緊急情況下,電流產(chǎn)生的磁場不穩(wěn)定,磁場遷移相對較大。然而,持續(xù)時間相對較短。這也是以下試驗等級劃分的基礎(chǔ)之一。
1.2目的
本次檢查的目的是檢查電子、電氣設(shè)備在受到此類磁場干擾影響時的性能,即系統(tǒng)、設(shè)備對工頻磁場的抗干擾程度。
2.試驗等級
穩(wěn)定持續(xù)和短時作用的磁場試驗等級的優(yōu)先選用范圍如下:
穩(wěn)定持續(xù)磁場試驗等級:
磁感應(yīng)強度用A/m表示,1A/m相當(dāng)于自由空間的磁感應(yīng)強度為1.26μT。
1s-3s的短時試驗等級:
通常根據(jù)實際安裝和環(huán)境條件進行選擇PFMF試驗等級:
第一級:具有電子束的敏感裝置,以監(jiān)視器、電子顯微鏡為代表的環(huán)境水平。
二級:以工業(yè)區(qū)、醫(yī)院和辦公室為代表的環(huán)境保護良好。
第三級:以環(huán)境保護為代表的商業(yè)區(qū)、控制樓、高壓變電站的機房
第四級:以重工業(yè)廠礦和高壓變電所控制室為代表的典型工業(yè)環(huán)境
第五級:以電廠為代表的重工業(yè)廠礦開關(guān)站和惡劣的工業(yè)環(huán)境
3.測試布局
PFMF試驗的基本配置包括接地參考平面(GRP),受試設(shè)備(EUT),感應(yīng)線圈和工頻磁場發(fā)生器。
幾乎所有的電磁兼容測試都用于GRP所有要求如下:材料為0.25mm如果使用其他金屬板,上述銅板或鋁板的最小厚度為0.65mm,GRP最小尺寸為1m*1m,但如果EUT如果長度或?qū)挾却笥诖酥?,則至少應(yīng)調(diào)整為相應(yīng)值,即,GRP最終的尺寸取決于EUT同時,大小GRP與實驗室的安全連接;
EUT應(yīng)放置于GRP上,其間使用0.1m厚絕緣支撐,EUT外殼通過自己的接地端子和接地端子GRP連接,所有電纜(如滿足)應(yīng)為1m長度暴露在磁場中,如果使用濾波器,則應(yīng)連接到距離EUT1m遠處的電纜,濾波器和GRP相連。
感應(yīng)線圈應(yīng)放置在離實驗室墻壁和其他磁性物體至少1至少1m遠處,感應(yīng)線圈在做水平極化場試驗時,GRP線圈的一部分可以作為線圈的底邊。
測試用電流發(fā)生器應(yīng)放置在距離線圈不超過3處m在遠處的位置,其一端應(yīng)與GRP相連。
在測試過程中,線圈應(yīng)能夠包圍測試設(shè)備,其尺寸應(yīng)使線圈與測試設(shè)備外殼之間的最小距離等于考慮的測試設(shè)備尺寸的1/3。對于大型設(shè)備,相對較大,感應(yīng)線圈可以通過“C”形截面或“T”為了有足夠的機械穩(wěn)定性,形狀截面由導(dǎo)體制成。試驗體積由線圈的試驗面積(每條邊的60%╳60%乘以高度(50%對應(yīng)較短的線圈)來決定。
4.測試計劃的內(nèi)容
確保電磁條件(實驗室背景電磁場應(yīng)至少比所選測試等級低20個dB,否則,應(yīng)在法拉第籠中進行試驗)和氣候條件(溫度15-35)℃,相對濕度25%-75%,大氣壓力86-106kPa)滿足要求。
確定試驗磁場的類型(穩(wěn)定持續(xù)或短時間),確定試驗等級。
EUT預(yù)校驗正確操作:
試驗:以臺式設(shè)備為例,應(yīng)采用浸入法EUT進行試驗,EUT應(yīng)根據(jù)實際使用要求放置和連接,并放置在磁場線圈的中心進行測試EUT在不同極化方向的磁場中暴露的抗干擾性能應(yīng)使線圈旋轉(zhuǎn)90次三次°然后做同樣的試驗,即X,Y,Z每個方向的持續(xù)時間一般為300s,時間可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整。對于一些大型設(shè)備或系統(tǒng),不需要將其全部放置在磁場中,只需將系統(tǒng)中的敏感裝置放置在磁場中心進行單獨測試。
5.評估試驗結(jié)果
試驗結(jié)果應(yīng)根據(jù)受試設(shè)備的功能喪失或性能降低進行分類。相關(guān)性能水平由設(shè)備制造商或?qū)嶒炐枨蠓酱_定,GB17626.建議按以下要求進行分類:
在制造商、委托人或買方規(guī)定的限值內(nèi),性能正常;
功能或性能暫時喪失或降低,但騷擾停止后可自行恢復(fù),無需操作者干預(yù);
暫時喪失或降低功能或性能,但需要操作人員的干預(yù)才能恢復(fù);
因設(shè)備硬件或軟件損壞或數(shù)據(jù)丟失而無法恢復(fù)的功能喪失或性能降低。
一般來說,a項是合格的,c,d項目不合格,b項目需要根據(jù)設(shè)備的使用情況&客戶協(xié)商判斷是否合格。
6.測試設(shè)備
PFMF測試儀器包括用于產(chǎn)生磁場的感應(yīng)線圈和用于提供感應(yīng)線圈電流的工作頻勵磁電源和用于提供感應(yīng)線圈電流的工作頻勵磁電源GRP(參考接地版)以及磁場探頭、電子電度表等輔助設(shè)備。
技術(shù)參數(shù)要求如下:
穩(wěn)定連續(xù)工作時的輸出電流范圍:1A-100A,除以線圈因子;
輸出電流范圍:300A-1000A,除以線圈因子;
總輸出電流畸變率小于8%;
正弦波形輸出電流波形;
工作時間短:1-3s;
感應(yīng)線圈有三種形式:
(1),方形感應(yīng)線圈,標(biāo)準邊長為1m,場強允差在±3.0dB以內(nèi),可容EUT尺寸為0.6m*0.6m*0.5m(l*w*h);
(2)方形雙感應(yīng)線圈又稱赫姆霍茲線圈,標(biāo)準邊長為1m,兩線圈距離0.8m,場強均勻度優(yōu)于±0.2dB;
(3),對于大型柜式設(shè)備,根據(jù)EUT定制線圈,為了保證均勻性,線圈的每一邊都到達EUT在水平和垂直方向上,外殼的最小距離為0.2m和0.3m。
7.舉例
以某三類醫(yī)療器械為例,根據(jù)實際安裝和環(huán)境條件可以判斷工頻磁場試驗等級為2級,即采用3級A/m磁場強度,這是基于當(dāng)前的YY050判斷是0505-2012IEC300601已經(jīng)規(guī)定采用3001A/m試驗的磁場強度,國內(nèi)尚未及時轉(zhuǎn)換,試驗布置如下: