电磁兼容抗扰度试验的探讨

引言

电磁兼容Electromagnetic Compatibi-lity(EMC)，也叫电磁兼容性，一般包含两部分。一是设备或系统对同一环境下的其他设备的电磁干扰不会降低本设备或系统的性能，它考察的是电气设备在有电磁干扰环境中的耐受性。二是设备或系统不会干扰同一环境下的其他设备，导致其性能降低，考察电气设备本身所释放的电磁干扰量[1]。当前，对电磁兼容抗扰度的测试，主要是测试它的耐受性，考察电气设备的抗干扰能力，以保证设备在复杂条件下的正常运行。电磁兼容抗扰度试验所依据的标准为国家在2003年制定的GB/T17626(idt IEC61000-4)。

1.EMC抗扰度试验概况

电磁兼容抗扰度试验的种类比较多，针对不同的电磁环境和电气设备（或系统）所采用的试验方法也不一样，当前主要的电磁兼容抗扰度试验的方法有浪涌抗扰度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、电压变化抗扰度试验、射频电磁场辐射抗扰度试验、静电放电抗扰度试验等[2]。对电气设备进行电磁兼容抗扰度试验的目的是确认电气设备在实际环境中受其他设备的电磁干扰性是否强烈，能否正常工作，耐受性如何。

一般而言，电磁兼容抗扰度试验要做到以下几点：
一是设备在接受试验时，应当处于实际使用状态，安装状态、接地状态和外部连接设备都应处于实际使用状态。
二是设置被测试设备的最坏状态，在设备处于最敏感状态时对之进行抗扰度实验，以检验其耐受性。
三是在对设备进行电磁兼容抗扰度试验时，要考虑设备的出厂标准。

2.电磁兼容抗扰度试验项目

2.1 浪涌抗扰度试验

涌浪抗扰度试验针对的是设备在雷电环境下的电磁兼容抗扰度问题。在雷电环境下，电力设备的输电线路上一般存在的电压比较高，这种电压会产生一个电磁场，对电源线和电缆线都会产生一定程度的干扰。浪涌抗扰度试验就是模拟雷电环境下，对电气设备的抗扰性做出测试。在试验中，核心装置浪涌发生器会产生不同的波形，针对线路在开路、短路两种状态，分别模拟了开路时的电压波形和短路时的电流波形。电压波形主要检测设备线路外端的绝缘状况，电流波形则是检测浪涌防护器能承受的最大冲击力。

2.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

这种试验主要是针对电感性负载在电路开闭是对电网的影响状况。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验通过模拟真实环境中的电感性负载，来判断电气设备的接通和断开对电网产生的干扰。

试验的主要内容有：
一是电源线试验，在设备通电或断电的瞬间，测试通过电源线的瞬时电压和电流大小，判断这种电磁脉冲对电网的干扰；
二是信号电缆试验，通过测试由电源线上的干扰磁场，从而判定这种磁场对信号电缆的干扰。

2.3 静电放电抗扰度试验

这个干扰实验主要针对的是人的因素。人在接触电气设备时，由于本身携带着电压静电，这种电压静电会产生电磁场，对设备的稳定性也会产生干扰。静电放电抗扰度试验就是通过相关设备，模拟人体在接触其他物品时产生的的静电，在接触中对被测试的电气设备产生的影响。通过这个试验来判定设备的抗静电干扰性能。在静电放电抗扰度试验中，由于人的操作方式和实验位置对整个实验结果的影响很大，因而一定要规范操作，采用必要的措施减小静电。

2.4 射频电磁场辐射抗扰度试验

射频电磁场辐射干扰主要是针对外界的电磁干扰。这种试验的目的是检验外界存在的电磁干扰对电气设备运行的影响，确定电气设备的抗外界干扰能力。来自外界的干扰有多方面，如目前普及率极高的手机、一些场合和工作要用到的对讲机、卫星电话等等，都会产生电磁场，对附近的电气设备产生干扰。因而这种试验比较容易操作，即在被试验的电气设备附近使用手机，通过接好的监控仪器对产生的干扰进行量化，从而判定干扰程度。

3.影响电磁兼容抗扰度的原因及解决措施

3.1 浪涌抗扰度试验失败原因及解决措施

失败原因：
在浪涌抗扰度试验中，许多因素都会影响实验的成败，主要原因有：

一是浪涌脉冲脉宽较宽，上升时间长，频率较低，以传导为主要方式对电路形成干扰。

二是差模电压幅度较大。
在试验中，过高的差模电压幅度会击穿电路器件，导致输入器件遭到损坏，或是线路的绝缘装置损坏，从而导致器件的阻抗减少，器件过热损坏。

解决措施：
要解决这种问题主要是对浪涌能量进行控制，即通过限制器对浪涌脉宽进行限制，这种限制可以起到增加正常电压下阻抗的作用，当浪涌电压升高时，限制器还可以旁路掉浪涌能量，减小浪涌阻抗，从而保护浪涌试验装置。

3.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验失败原因及解决措施

失败原因：导致电快速瞬变脉冲群抗扰度试验失败的主要原因包括以下几点：
一是当这种瞬时电流和电压产生时，它通过电源线会对电源线形成压力，造成电源线的噪声电压变大；

二是这种存在于电源线的电磁场会以一种能量的形式散发，而这种能量容易被附近的通信电缆线所吸附，从而对通信电缆线也产生了影响；

三是干扰信号能在电缆线上产生二次辐射，这种辐射能量对电路会继续形成干扰。解决措施：在电源线上，可以通过在电源线入口处安装滤波器来减小电源线对试验的干扰，还可以通过制作电磁阻挡设备的方法，阻止电磁干扰对设备的破坏。

在信号电缆上，针对不同的状况，采用安装扼流圈的方法，对信号线进行屏蔽以达到减少干扰之效果。针对敏感电路区域，可以采用金属包裹的方式屏蔽掉干扰。

3.3 静电放电抗扰度试验失败原因及解决措施

失败原因：
静电电流进入电路直接形成干扰，静电电流通过耦合进入，也可形成干扰，同时，静电电流能够在机箱上形成电位差，影响地线，机箱本身可能存在二次干扰。

解决措施：
一是采用屏蔽机箱的方式，采用完整的屏蔽机箱，使得静电耦合进入的可能性不复存在；
二是在机箱使用时注意安装位置，避免二次干扰。

3.4 射频电磁场辐射抗扰度试验失败原因及解决措施

失败原因：
一是射频电磁场辐射通过耦合的方式直接进入电路，产生差模电压影响电路的电磁稳定；
二是通过外拖电缆直接或间接进入，不仅形成差模电压，还会形成二次辐射。

解决措施：
一是在电缆和电路连接处套上磁环，根据干扰的程度进行调整，同时在此处使用共模滤波电容；
二是使用平衡点路传输，缩短导线长度，增加导线宽以减小差模电压。

4.结束语

电磁兼容抗扰度试验是检验电气设备在实际环境中抗电磁干扰能力的直接依据，通过仿真模拟，能够较为准确地判定个电气设备或系统的抗干扰性。这种方法在电力企业或其他企业的应用，能够帮助企业准确判断电气设备的运行状况，保证整个设备的稳定运行[3]。同时应当注意的是，电磁兼容抗扰度试验中有许多影响实验成败的因素，因此在试验中要控制影响因素，积极采取措施，保证试验的成功。让试验发挥其应有的作用。

参考文献

[1]张朝华,董毅儒,吕惠政.电磁兼容抗扰度试验中试验设备的安全问题[J].专题研究,2010(5):36-38.
[2]韩智,傅士冀,傅军,张名.电磁兼容抗扰度试验及作用[J].湖北电力,2012,26(5):103-104.
[3]杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[J].电子工业,2009(10):24-25．