1、常用的電磁兼容測試標準和測試方法介紹 本講座介紹電氣和電子產(chǎn)品常用的電磁兼容測試標準和測試方法，以提供讀者以全面而又重點突出的了解機會。講座主要內(nèi)容有：1.從電磁兼容的通用標準引出電氣和電子產(chǎn)品對電磁兼容測試的基本要求。2.產(chǎn)品自身所產(chǎn)生的電磁騷擾的測量方法。3.產(chǎn)品工作時在電網(wǎng)中產(chǎn)生的諧波電流的測量方法。4.常用產(chǎn)品抗擾度標準和測試方法。 1-從電磁兼容的通用標準引出電氣和電子產(chǎn)品對電磁兼容測試的基本要求1-1電磁兼容測試標準的標準體系按照不同電磁兼容標準在電磁兼容測試中的不同地位，可分為四級，分別是： 基礎標準； 通用標準； 產(chǎn)品族標準； 專用產(chǎn)品標準。 基礎標準基礎標準不涉及具體的產(chǎn)品，

2、僅就現(xiàn)象、環(huán)境、試驗方法、試驗儀器和基本試驗配置等給出定義及詳細描述。這類標準不給出指令性的限值，以及對產(chǎn)品性能的直接判據(jù)，但它是編制其他各級電磁兼容標準的基礎。屬于基礎標準范圍內(nèi)的標準例有：GB4365電磁兼容術(shù)語；GB/T6113無線電騷擾和抗擾度測量設備規(guī)范；GB/T6113.2無線電騷擾和抗擾度測量設備規(guī)范和測量方法 第二部分：騷擾和抗擾度測量方法；以及如GB/T17626有關(guān)產(chǎn)品抗擾度測量的系列標準等。 通用標準通用標準給通用環(huán)境中的所有產(chǎn)品提出一系列最低的電磁兼容性要求（包括必須進行的測試項目和必須達到的測試要求）。通用標準中提到的測試項目及其試驗方法可以在相應的基礎標準中找到，而

3、無須在通用標準中作任何介紹。通用標準給出的試驗環(huán)境、試驗要求可以成為產(chǎn)品族標準和專用產(chǎn)品標準的編制導則。同時對于暫時尚未建立電磁兼容性測試標準的產(chǎn)品，可以參照通用標準來進行其電磁兼容性能的摸底。 產(chǎn)品族標準這是根據(jù)特定產(chǎn)品類別而制定的電磁兼容性能的測試標準。它包含產(chǎn)品的電磁騷擾發(fā)射和產(chǎn)品的抗擾度要求的兩方面內(nèi)容。產(chǎn)品族標準中所規(guī)定的試驗內(nèi)容及限值應與通用標準相一致，但與通用標準相比較，產(chǎn)品族標準根據(jù)產(chǎn)品的特殊性，在試驗內(nèi)容的選擇、限值及性能的判據(jù)等方面有一定特殊性（如增加試驗的項目和提高試驗的限值）。產(chǎn)品族標準是電磁兼容性標準中占據(jù)份額最多的一類標準。如GB4343、GB17743、GB925

4、4、GB4824和GB13836分別是關(guān)于家用電器和電動工具、照明燈具、信息技術(shù)設備、工科醫(yī)射頻設備、聲音和廣播電視接收設備的無線電騷擾特性測量及限值的標準，這些標準分別代表了一個大類產(chǎn)品對電磁騷擾發(fā)射限度的要求。 專用產(chǎn)品標準專用產(chǎn)品標準通常不單獨形成電磁兼容標準，而以專門條款包含在產(chǎn)品的通用技術(shù)條件中。專用產(chǎn)品標準對電磁兼容的要求與相應的產(chǎn)品族標準相一致，在考慮了產(chǎn)品的特殊性之后，也可增加試驗項目和對電磁兼容性能要求作某些改變。與產(chǎn)品族標準相比，專用產(chǎn)品標準對電磁兼容性的要求更加明確，而且還增加了對產(chǎn)品性能試驗的判據(jù)。對試驗方法，應由試驗人員參照相應基礎標準進行。 1-2通用標準在電磁兼容

5、標準體系中的地位通用標準是針對通用的環(huán)境條件所提出的一系列電磁兼用最低要求。通用標準把環(huán)境分成兩類：一類是住宅、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境（包含的場所有：居民住宅區(qū)，如高層和多層的民居；商業(yè)場所，如商店和超市；事務場所，如辦公樓和銀行；公共娛樂場所，如影院、酒吧和舞廳；戶外公共場所，如加油站、停車場、娛樂場和運動中心；輕工業(yè)部門，如車間、實驗室和服務中心等等）。另一類是工業(yè)場所（包含的場所有：工科醫(yī)的射頻設備；需要經(jīng)常切換的大電感和大電容負載的場所；有非常大的電流流過，及因此而伴生很強的電磁場的環(huán)境等等）。通用標準認定凡直接從公共電網(wǎng)以低壓供電的場所屬于住宅、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境。 （未完） 通用標準在電磁

6、兼容標準體系中的地位（續(xù)）產(chǎn)品的電磁兼容性包含了對產(chǎn)品本身工作時的電磁發(fā)射水平，以及產(chǎn)品的抗擾度兩項要求。因此產(chǎn)品的電磁兼容測試標準同樣有產(chǎn)品本身的電磁發(fā)射限值及抗擾度能力兩個不同性質(zhì)的標準?？紤]到通用標準把所有電氣和電子產(chǎn)品的工作環(huán)境劃分為住宅、商業(yè)、輕工業(yè)與工業(yè)兩個典型環(huán)境，因此通用標準實際上有四個分標準，為GB/T17799.1電磁兼容 通用標準 住宅、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗；GB/T17799.2電磁兼容 通用標準 工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗；GB/T17799.3電磁兼容 通用標準 住宅、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境的發(fā)射標準和GB/T.4電磁兼容 通用標準 工業(yè)環(huán)境的發(fā)射標準。它們與國際標

7、準IEC61000-6-1IEC61000-6-4分別等同（上述國標，部分己由國際標準轉(zhuǎn)化完成并加以出版，部分尚在轉(zhuǎn)化中）。 （未完） 通用標準在電磁兼容標準體系中的地位（續(xù)）總之，通用標準描述的環(huán)境覆蓋了幾乎所有民用電氣和電子產(chǎn)品的工作環(huán)境，因此，通用標準中所提出的試驗項目和限值將適用于絕大多數(shù)民用電氣和電子產(chǎn)品對電磁兼容性的最基本要求。所以我們通過了解通用標準也就了解了絕大多數(shù)電氣和電子產(chǎn)品對電磁兼容的最基本要求。這樣，通用標準在電磁兼容標準體系中的重要地位也就不言而喻了。（完） 1-3通用的電磁騷擾發(fā)射標準試驗端口的概念所謂端口是指產(chǎn)品的電磁騷擾可能發(fā)射的部位，分別指機殼、交流電源線、直

8、流電源線、接地線、信號線和過程控制線。就一個具體的電氣和電子產(chǎn)品言，不一定包含所有的電磁騷擾發(fā)射端口，所以試驗應按實際情況進行之。各試驗端口的電磁騷擾發(fā)射限值詳見附表4所示。 試驗中的注意事項試驗應在產(chǎn)品正常使用情況下，以能產(chǎn)生最大電磁騷擾發(fā)射的工作方式進行。試驗中還要適當?shù)馗淖冊嚻返牟季?，以便使騷擾發(fā)射為最大。試驗應將試驗中用到的試驗儀器、試驗方法、試驗配置和試驗布局等明確記錄在案，以備試驗能重復進行，試驗結(jié)果可以追溯。如果試品只是系統(tǒng)的一部分，或者可能還要連接輔助設備方能體現(xiàn)其功能時，則試品就應當連接所必需的最少輔助設備，并用GB9254標準中所描述的方法來檢查端口。對于輔助設備的連接情況

9、應當記錄在案。如果試品有許多類似的試驗端口，或接法類似的端口，那么應當選擇其中足夠數(shù)量的端口，或接法類似的端口，但要保證這種選擇能夠覆蓋所有不同類型的端口。試驗中應將端口選擇情況記錄在案。除非另有說明，試驗應在額定電壓和規(guī)定工作條件下進行。 1-4通用的抗擾度標準試驗端口的概念所謂端口是指產(chǎn)品可能感受干擾的部位，與通用的電磁騷擾發(fā)射標準中的端口概念相類似，也是指機殼、交流電源線、直流電源線、接地線、信號線和測量與控制線。對一個電氣和電子產(chǎn)品來說，有可能只包含其中的一部分，故試驗應按實際情況來進行。各試驗端口的抗擾度要求詳見附表5所示。 試驗中的注意事項試品應按實際使用情況中，以對干擾最敏感的工

10、作模式下進行試驗。試驗中還要適當改變布局以求達到最大敏感度。試驗中應將試驗配置、試品的工作方式及試驗的布局等情況明確記錄在案，以便必要時可以重現(xiàn)及對比試驗結(jié)果。如果在被試產(chǎn)品的用戶手冊中規(guī)定了試品所需的外部保護裝置（或保護措施），那么試品就應當在有保護的情況下進行試驗。如果試品有許多類似的端口，或接法類似的端口，則試驗應當選擇足夠數(shù)量的端口來模擬實際工作情況，并保證能覆蓋各種不同類型的端口。但對端口的選擇情況要記錄在案。除非另有說明，試驗應在額定電壓和規(guī)定的工作條件下進行。 試品性能的評定準則盡管通用抗擾度標準幾乎涉及了所有的民用電氣和電子產(chǎn)品，但是試驗結(jié)果總不外乎是以下幾種：情況A：試品在試

11、驗中和試驗后都能正常工作，無性能下降和低于制造商規(guī)定的性能等級現(xiàn)象發(fā)生。情況B：試品在試驗后可以正常工作，且無性能下降和低于制造商所規(guī)定的性能等級現(xiàn)象發(fā)生。情況C：允許試品有暫時性的性能降低，只要這種功能是可以通過控制操作、人工復位，甚至是關(guān)機后恢復的。顯然上述情況對產(chǎn)品要求是不同的，情況A為最高；情況C為最低。對于具體的產(chǎn)品究竟應該認為上述哪一種情況是合格的（所謂判定的準則），應由相應的產(chǎn)品標準或產(chǎn)品制造商給出，在通用標準則無法直接給出。 1-5小結(jié)針對不同的工作環(huán)境，在附表1和附表2中給出了多個試驗端口，以及在每個試驗端口上應該進行的試驗項目要求，但在細看之下還是有幾點值得小結(jié)的：對住宅、

12、商業(yè)、輕工業(yè)環(huán)境和工業(yè)環(huán)境的產(chǎn)品，盡管環(huán)境不同，但試驗端口的設置和試驗項目的選擇大體上是一致的，只是限值不同。試驗實際上可以歸并為三類：高頻電磁騷擾的發(fā)射測試：0.15MHz30MHz的交流電源線傳導騷擾測試0.15MHz30MHz的交流電源線斷續(xù)騷擾測試（僅家用電器產(chǎn)品有此要求）0.15MHz30MHz的信號線、控制線、直流電源線傳導騷擾測試30MHz1000MHz的輻射騷擾測試（對家用電器和電動工具做30MHz300MHz的輻射騷擾功率測試）（未完） 小結(jié)（續(xù)）低頻電磁騷擾的發(fā)射測試02kHz的工頻諧波、電壓波動和閃爍測試產(chǎn)品的抗擾度試驗：靜電放電試驗高頻輻射電磁場試驗電快速瞬變脈沖群試驗

13、雷擊浪涌試驗由射頻場感應所引起的高頻傳導試驗電壓跌落試驗工頻磁場試驗（完） 2-產(chǎn)品自身所產(chǎn)生的電磁騷擾的測量方法在GB4343、GB4824、GB9254和GB17743（分別對應于家用電器和電動工具、工科醫(yī)射頻設備、信息技術(shù)設備、電氣照明設備）等產(chǎn)品族標準中都提到了做電磁騷擾發(fā)射的測量。盡管產(chǎn)品相差很遠，但試驗的項目和試驗的方法還是有共通的地方，下面分別介紹之（對于GB13837標準所講述的聲音和廣播電視接收設備，以及GB14023標準所講述的車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅(qū)動的裝置，由于情況的特殊性，在測試內(nèi)容和測試方法上較大差異，不予敘述）。 2-1交流電源線的傳導騷擾測量（測試頻率范

14、圍0.15至30MHz）試驗布置試驗在屏蔽室內(nèi)進行。接地平板用厚度0.5mm以上、面積為2m2m以上的金屬板。接地平板與大地要電氣連接（或用長寬比小于5：1、厚度為0.5mm的薄銅條，通過屏蔽室與大地連接）。 （未完） 試驗布置（續(xù)）試品與屏蔽室墻壁至少相距800mm。試品與人工電源網(wǎng)絡之間的距離為800mm；與測量儀器的距離應不小于800mm。人工電源網(wǎng)絡與接地平板在射頻范圍內(nèi)應具有良好的連接。干擾測量儀干擾測量儀是一臺測量動態(tài)范圍大、靈敏度高的專用測量接收機。由于測量的對象是微弱的連續(xù)波信號，或者是幅值很強的脈沖信號，因此要求測量接收機本身的噪聲極小，靈敏度很高，檢波器的動態(tài)范圍大，前級過

15、載能力強，而且在整個測量頻段內(nèi)的測量精度能滿足2dB的要求。干擾測量儀的輸入阻抗為50。與普通的場強儀不同，場強儀主要用于測量廣播、電視的信號場強及工科醫(yī)射頻設備的輻射場強。這些信號都是正弦波的電磁場。與頻譜儀也不同，頻譜儀常采用峰值檢波，比干擾測量儀有快得多的測量速度。 （未完） 干擾測量儀（續(xù)）由于電磁騷擾測量的產(chǎn)品族標準都是從CISPR（國際無線電干擾特別委員會）標準轉(zhuǎn)化過來的。其本意都是為了保護通信和廣播的暢通，這一切都與人的主觀聽覺效果有關(guān)，所以平均值檢波、峰值檢波都不足以說明脈沖性質(zhì)干擾對聽覺造成的效果，而必須用到準峰值檢波的概念，后者與干擾對聽覺造成的效果相一致。平均值檢波：其最

16、大特點是檢波器的充放電時間常數(shù)相同，特別適用于連續(xù)波的測量。峰值檢波：特點是充電的時間常數(shù)很小，即使是很窄的脈沖也能很快地充到穩(wěn)定的峰值。當中頻信號消失后，由于電路的放電時間常數(shù)很大，檢波的輸出電壓可在很長一段時間內(nèi)保持在峰值上。準峰值檢波：它的充放電時間常數(shù)介于平均值和峰值檢波之間，檢波器的輸出既與干擾的幅度有關(guān)，又與干擾的重復頻率有關(guān)。其輸出與干擾對聽覺造成的效果相一致。干擾測量儀通常都擁有這三種檢波功能。 （未完） 干擾測量儀（續(xù)）三種檢波方式的比較：（完） 人工電源網(wǎng)絡適用于耦合不對稱電壓的V型人工電源網(wǎng)絡（單相）例：人工電源網(wǎng)絡又稱電源線阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡（LISN），它能在射頻范圍內(nèi)為受

17、試設備端子與參考地之間提供一個穩(wěn)定的阻抗。與此同時，又將來自電網(wǎng)的無用信號與測量電路隔離開來，僅將受試設備的干擾電壓耦合到測量接收機上。上面線路稱為50/50H的人工電源網(wǎng)絡，用于0.1530MHz頻率范圍的騷擾電壓測量。 人工模擬手人工模擬手在前面的交流電源線傳導騷擾的試驗布置中沒有提到，但是為了模擬測量傳導騷擾電壓過程中試驗者握持試品（特別是像測試手持式電動工具）時的人手的影響，需要用到人工模擬手。人工模擬手由一個200pF（20%）的電容與一個500（10%）的電阻串聯(lián)組成。RC元件的一端與試品上包裹的金屬箔聯(lián)接，另一端接測量系統(tǒng)的地。人工模擬手的RC元件可以裝在人工電源網(wǎng)絡的箱子內(nèi)。

18、2-2交流電源線斷續(xù)騷擾測量（測試頻率范圍0.15至30MHz）試驗布置試驗在屏蔽室內(nèi)進行。 測量原理簡述斷續(xù)騷擾測試又稱喀嚦聲騷擾測試，在家用電器的電磁兼容測試中有此要求。斷續(xù)騷擾是由機械電子開關(guān)瞬時動作而產(chǎn)生的。與連續(xù)騷擾相比，斷續(xù)騷擾在收音機及電視機的音頻與視頻輸出端子上所引起的干擾在人們主觀感覺上是不同的，因為它是以短脈沖形式出現(xiàn)的?；谶@一原因，對斷續(xù)騷擾的限值可適當放寬。放寬的程度與脈沖的幅度、寬度及頻度有關(guān)。當頻度用喀嚦聲率N表示時（N具一分鐘內(nèi)的喀嚦聲次數(shù)），則喀嚦聲的限值可在連續(xù)騷擾限值上分別增加44dB（N30）。情況表明，當一分鐘內(nèi)的喀嚦聲次數(shù)大于30次時，喀嚦聲騷擾的限

19、值將與連續(xù)騷擾相同；反之，當喀嚦聲的次數(shù)不大于5次時，其限值可放寬44dB（放寬至100倍以上）?？陈曭}擾要在規(guī)定頻率范圍內(nèi)測試160kHz、500kHz、1.4MHz和30MHz四點，其細節(jié)規(guī)定不詳述，可參閱有關(guān)標準。 測試方法A.示波器觀察法將示波器的Y軸輸入端與干擾測量儀的中頻輸出端用同軸線連接，即可進行斷續(xù)騷擾測量。但須由人工從示波器屏幕上讀出脈沖的幅度、寬度和脈沖的間隔時間（脈沖的頻度）。按標準要求，應測試四個規(guī)定頻點。示波器法的最大優(yōu)點是設備簡單和價廉。它的缺點是費時、費力，而且測試結(jié)果還和人的主觀因素有關(guān)。B.干擾分析儀測量法用干擾分析儀代替示波器來進行測量。由儀器自動辨別脈沖

20、的幅度、寬度和頻度，排除人為因素，使試驗結(jié)果比較客觀。國外也有專用的干擾分析儀，此時不須利用干擾測量儀的中頻輸出，而直接接至人工電源網(wǎng)絡的測量端子。這種專用的干擾分析儀可一次測試四個規(guī)定頻點上的喀嚦聲情況。 2-3信號線、控制線、直流電源線傳導騷擾測量（測試頻率范圍0.15至30MHz） 試驗布置 以照明設備的獨立式光控裝置為例（見GB17743），試驗在屏蔽室里進行。 （未完） 試驗布置（續(xù)）圖中試品（調(diào)光器）的左側(cè)部分就是已經(jīng)介紹過的交流電源線傳導騷擾測試的配置。試品右側(cè)及下方的連線分別代表試品到負載（燈泡）及調(diào)光控制部分的負載線及控制線。對負載端子和控制線的傳導騷擾電壓測試，必須使用電壓

21、探頭。電壓探頭電壓探頭由一個阻值至少為1.5k的電阻和一個在測試頻率范圍內(nèi)（0.1530MHz）容抗值遠小于電阻值的電容串聯(lián)組成。使用時，電壓探頭必須事先校準，以便對試驗結(jié)果進行修正。 2-4用吸收鉗法測量試品本身的輻射功率（測試頻率范圍30至300MHz）此方法目前主要用在家用電器和電動工具的輻射騷擾測試上。其前提是試品外形比較小巧，在這種情況下，標準認為試品對外的輻射騷擾主要是通過電源線來進行的。 試驗布置（未完） 試驗布置（續(xù)）試驗在屏蔽室進行。被測導線沿水平方向拉成直線，以便吸收鉗能沿導線移動，找出測量頻點上的最大指示值（在干擾測量儀的讀數(shù)指示上）。最大測值的位置與被測頻率的半波長有關(guān)

22、，以30MHz為例，半波長為5m，考慮吸收鉗及穩(wěn)定線路阻抗用濾波裝置的長度，該導線至少要7m長。隨測試頻率改變，要不斷改變吸收鉗的位置，以便始終保持干擾測量儀上的讀數(shù)為最大。試品的輻射功率為P0（dBpW）=V（dBV）+式中：V為干擾測量儀的讀數(shù)（電壓），dBV；為吸收鉗的校正系數(shù)，dB。此法簡便易行，對環(huán)境要求不高，有較好的重復性和可比性。 功率吸收鉗吸收鉗由寬帶射頻電流變換器；寬帶射頻功率吸收體和試品引線阻抗穩(wěn)定器；及吸收套筒（鐵氧體，吸收同軸電纜表面的射頻電流）等三部分組成。吸收鉗對試品導線呈現(xiàn)的阻抗為100200；吸收鉗的輸出阻抗為50；在測定頻率范圍上相對輸入信號源無明顯諧振；對來

23、自電網(wǎng)的干擾提供足夠衰減；當試品有電流流過時，吸收鉗磁路不應產(chǎn)生飽和。另外，使用時，吸收鉗電流互感器的一側(cè)應朝對試品。 2-5輻射騷擾的場強測量（測試頻率范圍30至1000MHz） 試驗布置試驗在開闊場或半電波暗室中進行。場地應平坦，無架空線，附近無反射物。場地要足夠大，以便在規(guī)定距離內(nèi)安放天線和試品，并使天線、試品與反射物之間有足夠間隔。 （未完） 試驗布置（續(xù)）由于地面的反射，故接收天線是處在直射波和反射波構(gòu)成的復合場中，復合場的大小與輻射功率、測量距離、騷擾源離地面的高度h1、接收天線離地面的高度h2、所測頻率的波長、輻射波的極化、騷擾源的輻射方向性有關(guān)。為了獲得最大的復合場強，必須調(diào)節(jié)

24、接收天線的高度。當測量距離在等于或小于10m時，天線高度在14m間變化；在30m及以下時，天線高度在26m間變化。通常不采用小于3m和大于30m的測量距離。另外，騷擾源的最大輻射方向是未知的，在測量中通過旋轉(zhuǎn)試品來獲得最大場強。對電磁波傳播中的極化現(xiàn)象，測試中通過旋轉(zhuǎn)天線（只取水平及垂直兩個極化方向）來獲得最大場強。被測場強（dB）E=U+F+L式中：U，測量儀讀數(shù)，dB；F，天線系數(shù)，dB；L，電纜損耗，dB。 天線標準規(guī)定3080MHz頻段用等于80MHz諧振長度的天線；801000MHz頻段用等于測量頻率的諧振長度的天線。另外，要用適當?shù)淖儞Q裝置使天線與饋線匹配；用平衡/不平衡變換器實現(xiàn)

25、與干擾測量儀的連接。如果測量結(jié)果與平衡偶極子天線相差在2dB以內(nèi)，也可用其它的天線。轉(zhuǎn)臺試品轉(zhuǎn)臺與接地平板處在同一平面，臺面為金屬平面，且與接地平板有良好的電氣連接。當試品為非落地設備時，則要放在離轉(zhuǎn)臺高度為0.8m的非金屬臺子上。 2-6輻射騷擾的磁場分量的測量（測試頻率范圍9kHz至30MHz）輻射騷擾的磁場分量測量目前只見于照明設備的電磁兼容測試中（GB17743）。 試驗布置（未完） 試驗布置（續(xù)）試驗在屏蔽室內(nèi)進行。輻射騷擾的磁場分量是通過磁場感應電流來測量的。大環(huán)天線提供了一個電流探頭。電流探頭、同軸開關(guān)和干擾測量儀之間用同軸電纜連接。同軸電纜上套鐵氧體磁環(huán)，吸收同軸電纜表面的射頻

26、電流。大環(huán)天線的外徑與鄰近物體（如地板和墻壁等）間的距離至少為0.5m。測量的重復性應當在2dB以內(nèi)。 大環(huán)天線用大環(huán)天線通過測量磁場感應電流的方法來測量試品所產(chǎn)生的輻射騷擾的磁場分量，是CISPR標準中較新的一種試驗方法，有靈敏度較高，周圍干擾對測試結(jié)果影響較小，測試結(jié)果的重復性和可比性都比較好的特點。 3-產(chǎn)品工作時在電網(wǎng)中產(chǎn)生的諧波電流的測量3-1諧波電流的產(chǎn)生所有非線性負載都能產(chǎn)生諧波電流，尤其是開關(guān)電源、電子鎮(zhèn)流器、調(diào)速裝置、不間斷電源和鐵磁性設備等。下圖是開關(guān)電源例。 3-2諧波電流的危害諧波電流在低壓電網(wǎng)上可能引發(fā)的常見問題有：電壓畸變諧波電流在供電線路的阻抗上產(chǎn)生的壓降將引起線

27、路端子電壓的畸變，特別是當線路阻抗含有電抗成分時，電壓畸變將加劇。畸變了的供電電壓將可能使對諧波敏感的設備產(chǎn)生誤動作；諧波電壓將直接影響電視的圖像質(zhì)量。解決的辦法是敏感設備不能與產(chǎn)生諧波電流的設備共處在一條供電線路中，尤其不能處在諧波電流發(fā)生設備的后面，而應當在電源入口處并聯(lián)供電。過零噪聲有不少設備要求在電源電壓過零時接通設備，以便不產(chǎn)生瞬變過電壓，從而減少電磁干擾和對半導體器件的沖擊。當線路上含有高次諧波或瞬變過電壓時，使電壓過零處的變化率很高，甚至在半個周波里出現(xiàn)多個過零點，從而導致過零設備的誤動作。 （未完） 諧波電流的危害（續(xù)）中線過熱在三相星形接法的電路中，每相間的相位差為120，當

28、三相平衡時，中線的合成電流為零，即中線無電流通過。即使三相不平衡時，也只有不平衡電流進入中線。因此，中線的安裝截面常比相線減少一半。但當線路中含有諧波電流時，特別是三次諧波的奇數(shù)倍，它們在中線上卻是相加的。英國有則報導，相電流為100安培時，中線電流竟達到150安培，亦即中線的電流密度是相線的3倍。因此有人建議中線的截面應當加粗到相線的1倍。中線的過電流會造成中線過熱和中線壓降的增加。對變壓器和感應電動機的影響諧波電流要在變壓器的繞組和鐵芯上產(chǎn)生損耗。對感應電動機來說，除了增大電動機的損耗外，諧波還會使感應電動機的轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化： （未完） 諧波電流的危害（續(xù)）諧波次數(shù)/相序：1/+；2/-；3

29、/0；4/+；5/-；6/0；7/+；8/-；9/0；10/+；11/-；12/0；0序不產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩；+序產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)矩加大；-序產(chǎn)生負向旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)矩減小。+序和-序分量的共同作用可使電動機產(chǎn)生振動而降低電動機的使用壽命。為此，必要時應降低電動機的額定功率來保證電動機的使用壽命。斷路器的誤動作剩余電流斷路器（俗稱漏電斷路器）是根據(jù)測量相線和中線的電流之和來動作的，如果電流之和大于額定限值，斷路器就將切斷電源。當有諧波出現(xiàn)時，漏電斷路器就不能準確檢測到高頻分量之和，從而造成誤動作（通常是實際值比測量值來得大，結(jié)果是斷路器該動作時不動作）。 （未完） 諧波電流的危害（續(xù)）使校正功率

30、因數(shù)的電容器過載校正功率因數(shù)的電容器是用產(chǎn)生相位超前的電流來抵消感應電動機等感性負載所產(chǎn)生的相位滯后的電流。由于電容器對諧波電流呈現(xiàn)比較低的阻抗，使諧波電流有增加趨勢，導致電容器過載。集膚效應集膚效應在電網(wǎng)頻率下的影響很小而被忽略，但在7次以上諧波時將使集膚效應趨于顯著，產(chǎn)生附加損耗而過熱。必要時應采用多芯電纜來克服這個問題。（完） 3-3 GB17625.1標準簡介電氣和電子產(chǎn)品在用電過程中對電網(wǎng)造成的污染問題在中國的強制性產(chǎn)品認證中受到了重視，在包括照明電器、電動工具、家用和類似用途設備、音視頻設備、音視頻設備衛(wèi)星電視廣播接收機和信息技術(shù)設備的幾大類有電磁兼容測試要求的產(chǎn)品中都有諧波電流限

31、制的項目。有關(guān)諧波電流限值和測量的國家標準見GB17625.1低壓電氣與電子設備發(fā)出的諧波電流限值（設備每相輸入電流16A）（該標準等同于國際標準IEC61000-3-2）。諧波電流的測量基礎諧波電流的測量基礎是：任何周期性的非正弦波形都可以用富里葉級數(shù)表示。亦即，對任何周期性的非正弦波形的測量都可以用各次諧波的幅值和它們的相角測量來代替。 標準要點簡述根據(jù)用電設備的不同，GB17625.1標準把它們分成四個類型：A類是三相平衡設備；家用電器（不包括列入D類的設備）；電動工具（不包括便攜式工具）；白熾燈調(diào)光器；以及音頻設備。B類是便攜式工具；以及非專用的電弧焊接設備。C類是照明設備（包括燈和燈

32、具；主要功能是照明的多功能設備中的照明部分；放電燈的獨立式鎮(zhèn)流器和白熾燈的獨立式變壓器；紫外線或紅外線的輻射裝置；廣告標識的照明；以及除白熾燈外的燈光調(diào)節(jié)器）。D類是功率小于600W的個人計算機；計算機顯示器；以及電視接收機。標準對歸在不同類別中的設備提出了不同的諧波電流限值，這里不一一列出，可參見標準所述。但限值中對C類設備的要求最嚴，這與燈具設備使用的普遍性不無關(guān)系。 測量線路測量設備可采用頻域諧波分析儀，也可采用時域諧波分析儀，但從世界范圍說，目前采用離散富里葉變喚的時域分析儀器已成為基準的測量設備。單相設備的諧波電流測量線路見下圖。（未完） 測量線路（續(xù)）其中試驗電源的試驗電壓為試品的

33、額定電壓。試驗電壓的變化范圍應保持在額定電壓的2%以內(nèi)；頻率變化要保持在額定頻率的0.5%以內(nèi)。對三相試驗電源，還有一個相位精度問題，要求相間的相位精度在1201.5以內(nèi)。試驗電源的電壓諧波含量不應超過以下各值：3次諧波為0.9%；5次諧波為0.4%；7次諧波為0.3%；9次諧波為0.2%；210次中的偶次諧波為0.2%；1140次諧波為0.1%。試驗電源在過零后的87至93內(nèi)達到峰值，峰值電壓應為有效值的1.41.42倍。應避免試驗電源內(nèi)的電感與受試設備中的電容間發(fā)生諧振。此外，還要注意試驗電源的內(nèi)阻抗和測量設備的輸入阻抗要足夠小，不能由于它們的存在而明顯影響試品的諧波電流。（未完） 測量線

34、路（續(xù)）總之，對整個試驗線路來說，要求試驗電源的輸出電壓要穩(wěn)；輸出電壓的波形要純；要有穩(wěn)頻功能；還要有足夠的峰值電流輸出能力。以及整個試驗線路的內(nèi)阻要小。試驗中，諧波電流的限值數(shù)據(jù)適用于對線電流的測量。但對單相試品，也允許用對中線電流的測試來代替線電流的測試。 對標準的評述標準之所以要求用高品質(zhì)的試驗電源來代替市電電源，是為了排除市電電源本身可能存在的諧波電壓和電流的影響。標準之所以選擇諧波電流，而不是選擇人們相對熟悉的電源端子的諧波電壓測試，是考慮了各地各處的電網(wǎng)阻抗都不相同，即使是同樣的諧波電流，在不同阻抗上產(chǎn)生的電壓降也各不相同，很難用它來評價電氣設備對電網(wǎng)供電質(zhì)量的影響。反之，設備的阻

35、抗通常都比電網(wǎng)阻抗大得多，因此在不同的電網(wǎng)中由設備引起的基波電流和諧波電流卻差不多。這就是說用諧波電流比用電源端子上的諧波電壓更能客觀和準確地評價設備對電網(wǎng)供電質(zhì)量的影響。 4-常用產(chǎn)品抗擾度標準和測試方法本章主要講述靜電放電、射頻輻射電磁場、電快速瞬變脈沖群、雷擊浪涌、由射頻場引起的傳導干擾和電壓跌落等六項在通用標準中提到過的抗擾度試驗。對于工頻磁場的試驗，主要用在對磁場敏感的設備上，如陰極射線管顯示器、電感式接近開關(guān)等，應用不太普遍，予以略過。另外，考慮到電力系統(tǒng)設備的重要性，對這類設備考核中經(jīng)常用到的衰減振蕩波試驗；以及對目前在國內(nèi)引進生產(chǎn)家用電器的企業(yè)中經(jīng)常采用的高頻噪聲模擬器及其試驗

36、方法予以補充介紹。在介紹中重點說明為什么要做這些試驗、對儀器特性的要求、必須的試驗配置、標準的試驗方法和對標準的評述，力圖加深讀者對標準的理解。如欲了解詳細內(nèi)容，可參閱相應基礎標準。 4-1靜電放電抗擾度試驗靜電放電抗擾度試驗的國家標準為GB/T17626.2（等同于國際標準IEC61000-4-2）。試驗目的靜電放電有多種起因，GB/T17626.2描述的是在低濕度環(huán)境下，通過摩擦使人體帶電。帶了電的人體，在與設備接觸過程中就可能對設備放電。靜電放電抗擾度試驗模擬了兩種情況：設備操作人員直接觸摸設每時對設備的放電，和放電對設備工作的影響；設備操作人員在觸摸鄰近設備時，對所關(guān)心這臺設備的影響。

37、靜電放電可能造成的后果是：通過直接放電，引起設備中半導體器件的損壞，從而造成設備的永久性失效。由放電而引起的近場電磁場變化，造成設備的誤動作。 靜電放電的模擬下圖為靜電放電發(fā)生器基本線路和放電電流波形（對圖中放電電流波形，可預見它含有極其豐富的諧波成分，加大了試驗的嚴酷度）。圖中高壓真空繼電器是目前唯一能產(chǎn)生重復和高速放電波形的器件。線路中的電容代表人體的儲能電容，電阻代表人體在手握鑰匙和其他金屬工具時的人體電阻。標準認為用這種人體放電模型（包括電容量和電阻值）來描述靜電放電是足夠嚴酷的。 放電方式放電有直接和間接兩種。直接放電（直接對設備放電）中以接觸放電為首選形式，只有在不能用接觸放電的地

38、方（如表面覆有絕緣層以及計標機鍵盤的縫隙等地方）才改用氣隙放電。間接放電（對鄰近物體的放電，在標準中用對水平耦合板和垂直耦合板的放電來模擬）以接觸放電為唯一放電形式。試驗配置試驗有實驗室里的型式試驗和在安裝現(xiàn)場的現(xiàn)場試驗兩種，在標準中規(guī)定以前者為準。后者是在用戶提出需要才進行的一項試驗。由于靜電放電的電流波形十分陡峭，前沿己經(jīng)達到0.71ns，其包含的諧波成分至少要達到500MHz以上，因此試驗室里試驗配置的規(guī)范性是保證試驗結(jié)果重復性和可比性的一個關(guān)鍵。 （未完） 試驗配置（續(xù)）上海三基電子工業(yè)有限公司提供的配置： 木制試驗臺 1700900800mm 絕緣支座1100800100mm 參考接

39、地板270018001.5mm 參考接地板270018001.5mm 垂直耦合板5005001.5mm 垂直耦合板5005001.5mm 水平耦合板16008001.5mm 垂直耦合板支架5005001200mm 絕緣墊板14006000.5mm 兩端帶470k電阻的連接線（兩根） 兩端帶470k電阻的連接線（兩根） （未完） 試驗配置（續(xù)）（未完） 試驗配置（續(xù)）上述試驗配置也可由用戶自己制作，其要點是：參考接地板采用0.25mm以上銅板或鋁板（鋁板易氧化，慎用）。如用其他金屬，厚度至少是0.65mm以上。參考接地板實際尺寸不限，要求四周均超出被試設備（指地面設備）或試驗桌臺面水平耦合板（用

40、于臺式設備）的每邊0.5m以上。參考接地板要和試驗室的保護接地線相連。水平耦合板和垂直耦合板（后者有絕緣支架）的材料與參考接地板相同。兩塊耦合板各有一根兩端接有470k電阻的電纜線與參考接地板相連，以便泄放試驗中靜電電荷。要求所用電阻有承受放電的能力；整個電纜有絕緣保護，避免與接地板短路。對臺式設備，在水平耦合板上覆一塊0.5mm的絕緣薄板，要求試驗中此板不明顯積聚電荷。 （未完） 試驗配置（續(xù)）在臺式設備試驗中，水平耦合板至少比試品的每一邊大出0.1m。如試品太大，要么選用更大的試驗臺；要么選用兩張同樣的試驗臺來擺放試品，桌面上的水平耦合板不必焊在一起，而可以在兩張桌子的并合處覆一塊同樣材質(zhì)

41、的金屬，只要各壓住每個桌面0.3m以上即可。但要求兩張桌子的水平耦合板用電阻線分別與參考接地板相連。對地面設備，在參考接地板上要有一個0.1m高的絕緣支座，試品和試品電纜放在絕緣支座上。上述所有連接線（包括參考接地板的接地電纜；耦合板上的帶電阻的連接電纜；以及放電槍接到參考接地板上的接地回線等）都必須保持低阻抗的連接。其他應注意的地方A.在距試品1m以內(nèi)應無墻壁和其他金屬物品（包括儀器）。（未完） 試驗配置（續(xù)）B.試驗中的試品要盡可能按實際情況布局（包括電源線、信號線和安裝腳等等）。接地線要按生產(chǎn)廠的規(guī)定接地（沒有接地線的就不接），不允許有額外的接地線。C.放電時，放電槍的接地回線與試品表面

42、至少保持0.2m的間距，避免相互間有附加感應，影響試驗結(jié)果。試驗方法原則上，凡可以用接觸放電的地方一律用接觸放電。對有鍍漆的機殼，如制造廠未說明是作絕緣的，試驗時便用放電槍的尖端刺破漆膜對試品進行放電。如廠家說明是做絕緣使用時，則改用氣隙放電。為改善試驗結(jié)果的重復性和可比性，放電電極要垂直試品表面。間接放電：A.對水平耦合板，放電槍垂直地在離開試品0.1m處用接觸放電方式進行放電。B.對垂直耦合板，耦合板應放在離試品0.1m處，放電槍要垂直于耦合板一條垂直邊的中心位置上進行放電。對試品垂直方向的四個面都要用垂直耦合板做間接放電試驗。 （未完） 試驗方法（續(xù)）下圖是臺式和地面設備的配置與放電位置

43、例。試驗前，應對試品表面以20次/秒速率快速掃視，以便尋找試品的敏感部位。試驗以1次/秒速率進行，以便讓試品來得及作出響應。 試驗的嚴酷度等級試驗嚴酷度等級有四級，對接觸放電分別為2kV；4kV；6kV；8kV。對氣隙放電分別為2kV；4kV；8kV；15kV。等級的選擇取決于環(huán)境因素，但對一個具體產(chǎn)品來說，往往己在相應的產(chǎn)品族標準或產(chǎn)品標準中給出（合格評定準則也一并給出）。試驗評述標準之所以用接觸放電作為放電的首選方式，是因為接觸放電的不確定因素較少；而且接觸放電有著極其陡峭的上升時間，使其包含了極其豐富的諧波成分，即使選擇比較低的試驗電壓，仍能取得嚴格的考核結(jié)果。 4-2射頻輻射電磁場抗擾

44、度試驗射頻輻射電磁場抗擾試驗的國家標準為GB/T17626.3（等同于國際標準IEC61000-4-3）。試驗目的射頻輻射的現(xiàn)象無所不在，如無線電臺、電視臺、移動無線電發(fā)射機及各種工業(yè)電磁輻射源，甚至熒光燈具在工作時都會產(chǎn)生電磁輻射。但通常這些干擾離所關(guān)心的設備較遠，或干擾本身較弱（如熒光燈的寄生輻射），尚不足以對設備形成過分干擾。但目前廣泛使用的無線電對講機、手機等，由于使用人員可能離設備很近，造成的干擾就特別強勁。本標準用以評價電氣和電子設備的抗射頻輻射電磁場的能力。 試驗要求和嚴酷度等級試驗的頻率范圍為801000MHz（隨技術(shù)的發(fā)展，特別是通訊技術(shù)的發(fā)展，測試頻率己從早期的27500M

45、Hz擴展到今天的801000MHz，但個別最新出版的產(chǎn)品標準己拓展到802000MHz）。試驗要用1kHz正弦波幅度調(diào)制，調(diào)制深度為80%（注意，場強校正只用載波，不加調(diào)制。正式試驗時再加調(diào)制）。今后可能再加一項鍵控調(diào)頻（歐共體已采用），頻率為200Hz，占空比1：1。分別模擬語音及數(shù)字通信。 注意，帶調(diào)制的情況要比不帶調(diào)制嚴酷得多。（未完） 試驗要求和嚴酷度等級（續(xù)）標準把試驗的嚴酷度等級分為1、2、3和X級，對應的試驗場強是1V/m、3V/m、10V/m和待定四種。這里1級為低輻射環(huán)境，如離電臺、電視臺1km以上、附近只有小功率移動電話在使用。2級為中等輻射環(huán)境，如在不近于1m處使用小功率

46、移動電話，為典型的商業(yè)環(huán)境。3級為較嚴酷的輻射環(huán)境，如在1m以內(nèi)使用移動電話，或附近有大功率發(fā)射機在工作，為典型的工業(yè)環(huán)境。今后有從嚴趨勢，還是剛提到的例子，己把場強提高到30V/m。英國和法國的電工技術(shù)研究所對移動電話場強研究后認為符合E=（3.0P1/2）/d式中：E為場強，V/m；p為移動電話功率，W；d為移動電話天線至關(guān)心設備的距離，m。此式反映在距離設備很近處使用功率較大的移動電話，會對設備造成很強的輻射電磁場干擾。 （完） 試驗配置試驗在電波暗室進行（考慮到金屬體對電磁波的反射，普通屏蔽室在測試頻率內(nèi)存在輻射電磁波的諧振現(xiàn)象，所以不能使用屏蔽室）。考慮到射頻功率放大器配備與經(jīng)費間的

47、矛盾，試品與發(fā)射天線的間距一般取3m。對小型試品，距離還可進一步取近，如為1m。對大型設備，在考慮場的均勻性后，距離可能要放遠些，但功放要擴大。（未完） 試驗配置（續(xù)）為保證試驗結(jié)果的重復性和可比性，必須對試驗場地的均勻性校核。方法是：先清場，在離天線規(guī)定距離處構(gòu)筑一個底邊離地高度為0.8m的垂直虛擬平面，平面尺寸為1.5m1.5m。標準規(guī)定，此平面內(nèi)每隔0.5m取一個測試點，故整個平面有16個測試點。若其中75%點的場強偏差在06dB之內(nèi)，便認為場地均勻。實用中可根據(jù)試品大小適當增減虛擬平面尺寸。試驗時，試品前端要與虛擬平面重合。（未完） 試驗配置（續(xù)）除場地外，當用的試驗儀器有：信號發(fā)生器

48、（主要指標是帶寬、有調(diào)幅功能、能自動或手動掃描、掃描點上的留駐時間可設定、信號幅度可自動控制等）功率放大器（要求在規(guī)定的天線距離內(nèi)達到規(guī)定的場強）天線（在不同的頻段下分別使用雙錐和對數(shù)周期天線。國外已有在801000MHz全頻段內(nèi)使用的復合天線）場強測試探頭場強測試與記錄設備在基本儀器的基礎上再增加計算機、計算機專用控制軟件、場強探頭的自動行走機構(gòu)等，便可構(gòu)成一個完整的自動測試與校正系統(tǒng)。（未完） 試驗配置（續(xù)）場強、試驗距離與射頻功率放大器之間的關(guān)系（供參考）：功率放大器 場強與試驗距離25W 用1m法可產(chǎn)生3V/m的場強；當頻率高于200MHz時，可產(chǎn)生10V/m的場強100W 用3m法可

49、產(chǎn)生80%調(diào)制深度的3V/m場強；用1m法可產(chǎn)生10V/m的場強250W500W 用3m法可在1.5m1.5m虛擬平面上產(chǎn)生10V/m場強；當距離縮減時可產(chǎn)生30V/m的場強（完） 試驗方法試驗在電波暗室中進行，試驗人員不得進入暗室。用工業(yè)電視監(jiān)視試品的工作情況（或從試品引出可說明試品工作狀態(tài)的信號，至測定室，由專門儀器予以判定）。暗室內(nèi)有天線（包括天線升降塔）、轉(zhuǎn)臺、試品及工業(yè)電視攝像機。工作人員、測定試品性能的儀器、信號發(fā)生器、場強測定儀器、計算機等設備放在測定室里。射頻功率放大器則放在功放室里。在試驗中，試驗的布局（包括布線）非常講究，應盡量詳細地記錄在案（必要時通過數(shù)碼相機拍攝布局和布

50、線情況），以便重現(xiàn)和對比試驗結(jié)果。 用GTEM小室進行射頻輻射電磁場抗擾度試驗在充分考慮用戶投資費用后，對小試品提供GTEM小室（吉赫芝橫電磁波室）測量方案，使整套配置有較低投資和較易為用戶接受的特點。GTEM小室簡介這是近十年才發(fā)展起來的電磁兼容測試設備。是根據(jù)同軸非對稱矩形傳輸線原理設計的設備。為避免內(nèi)部電磁波反射和諧振，在外形上設計成尖錐形；輸入端采用N型同軸接頭，隨后漸變?yōu)榉菍ΨQ的矩形均勻場區(qū)。為使球面波（嚴格說，由N型接頭向GTEM室傳播的是球面波，但由于尖錐體的張角很小，因而該球面波近似于平面波）從輸入端到負載端有良好的傳輸特性，終端采用電阻式匹配網(wǎng)絡與吸收材料共同組成復合負載。前

51、者作為低端頻率的電流負載；后者則是高端頻率的電磁波吸收負載。 （未完） GTEM小室簡介（續(xù)）GTEM小室結(jié)構(gòu)：（未完） GTEM小室簡介（續(xù)）GTEM小室中心處的電場強度為E=（P0RC）1/2/d式中：E為電磁場的垂直分量，V/m；P0為饋至GTEM小室的射頻功率，W；RC為GTEM小室的特性阻抗（50）；d為芯板以下底板之間的垂直距離，m。從式中可見，較小的GTEM小室的芯板與下底板之間的距離，可獲得較大的場強（舉例說，采用8W的功放，當d的尺寸為1m時，可獲得20V/m的場強。此例未考慮80%的幅度調(diào)制。）注意，為保證場的均勻性，試品高度不能超過芯與下底板垂直距離的三分之一。場的極化方

52、向，通過旋轉(zhuǎn)試品的擺放位置來解決。（完） GTEM小室抗擾度測試系統(tǒng)簡介由GTEM小室構(gòu)成的測試系統(tǒng)見下圖，把受試設備放進小室，接上信號源，經(jīng)射頻功率放大后，即能在小室內(nèi)建立場強，即可用于小室內(nèi)的射頻輻射電磁場抗擾度試驗。（未完） GTEM小室抗擾度測試系統(tǒng)簡介（續(xù)）GTEM小室：接受放大器的輸出信號，形成所需場強。場強大小可由測試探頭測出。測試探頭：測量小室內(nèi)的電場強度，并將場強信號的電平值（模擬信號）通過專用插頭和電纜送至智能場強計進行處理。智能場強計：接受測試探頭輸入的模擬信號，對信號進行加工處理，在其屏幕上顯示小室內(nèi)探頭位置上的場強值。智能場強計可獨立于計算機而進行操作（通過面板進行操作），也可通過接口與計算機聯(lián)機操作。主控計算機：通過接口卡和專用電