1 前(qián)言
为(wèi)了(le)真(zhēn)實(shí)模拟設備在(zài)實(shí)際運行中可(kě)能(néng)遇到(dào)的(de)雷(léi)擊或(huò)開(kāi)關(guān)切(qiè)換瞬變(biàn)造成(chéng)的(de)電(diàn)壓或(huò)電(diàn)流浪湧,評价電(diàn)子電(diàn)气(qì)設備对(duì)雷(léi)擊浪湧的(de)抗擾度(dù)水(shuǐ)平,标(biāo)準要(yào)求受試設備(EUT)要(yào)在(zài)規定(dìng)的(de)带電(diàn)(DC或(huò)AC供電(diàn)電(diàn)源)工作(zuò)狀态下(xià),用(yòng)能(néng)産生(shēng)1.2/50us開(kāi)路(lù)電(diàn)壓波(bō)和(hé)8/20us短(duǎn)路(lù)電(diàn)流波(bō)的(de)組合波(bō)信(xìn)号(hào)發(fà)生(shēng)器進(jìn)行雷(léi)擊浪湧抗擾度(dù)試验(yàn),以(yǐ)檢验(yàn)被(bèi)測設備在(zài)實(shí)際運行过(guò)程中的(de)抗干擾能(néng)力。本(běn)文(wén)通过(guò)結合實(shí)验(yàn)室(shì)的(de)實(shí)際情(qíng)況,介紹了(le)雷(léi)擊浪湧測試設備的(de)主要(yào)組成(chéng)部(bù)分(fēn)及(jí)其(qí)工作(zuò)原理(lǐ),並(bìng)搭建雷(léi)擊浪湧的(de)測試平台(tái)並(bìng)分(fēn)析不(bù)同(tóng)耦合方(fāng)式之(zhī)間(jiān)的(de)差异(yì)。
2 浪湧波(bō)形定(dìng)義
GB 17626.5-2019給(gěi)出(chū)了(le)一(yī)種(zhǒng)在(zài)實(shí)際測試工作(zuò)中更(gèng)具可(kě)操作(zuò)性(xìng)的(de)波(bō)形和(hé)參數定(dìng)義,如(rú)图(tú)1、图(tú)2所(suǒ)示。
图(tú)1 未连接CDN的(de)發(fà)生(shēng)器輸出(chū)端的(de)開(kāi)路(lù)電(diàn)壓波(bō)形(1.2/50us)
其(qí)中Tw为(wèi)持續时(shí)間(jiān),定(dìng)義为(wèi)電(diàn)壓波(bō)形在(zài)上(shàng)升(shēng)沿和(hé)下(xià)降沿分(fēn)别为(wèi)50%峰(fēng)值電(diàn)壓之(zhī)間(jiān)經(jīng)过(guò)的(de)时(shí)間(jiān),T为(wèi)波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān),定(dìng)義为(wèi)電(diàn)壓波(bō)形上(shàng)升(shēng)沿在(zài)30%峰(fēng)值電(diàn)壓和(hé)90% 峰(fēng)值電(diàn)壓之(zhī)間(jiān)經(jīng)过(guò)的(de)时(shí)間(jiān):
波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān):Tf=1.67×T=1.2×(1±30%)µs,1.67为(wèi)0.9和(hé)0.3阈值只(zhī)差的(de)倒數。
持續时(shí)間(jiān):Td=Tw=50×(1±20%)µs
图(tú)2 未连接CDN的(de)發(fà)生(shēng)器輸出(chū)端的(de)短(duǎn)路(lù)電(diàn)流波(bō)形(8/20us)
短(duǎn)路(lù)電(diàn)流的(de)波(bō)形參數依然为(wèi)波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān)和(hé)持續时(shí)間(jiān),定(dìng)義和(hé)開(kāi)路(lù)電(diàn)壓一(yī)致(zhì),不(bù)再贅述,标(biāo)準定(dìng)義:
波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān): Tf=1.25×Tr=8×(1±20%)µs,1.25为(wèi)0.9和(hé)0.1阈值只(zhī)差的(de)倒數。
持續时(shí)間(jiān): Td=1.18×Tw=20×(1±20%)µs,1.18为(wèi)經(jīng)验(yàn)值。
而(ér)对(duì)于(yú)(10/700)µs–(5/320)µs波(bō)形来(lái)说,由于(yú)此(cǐ)波(bō)形只(zhī)用(yòng)于(yú)直(zhí)连到(dào)戶外(wài)通訊网(wǎng)絡的(de)同(tóng)步互聯線(xiàn)缆(lǎn),适用(yòng)範圍小。所(suǒ)以(yǐ)标(biāo)準把(bǎ)此(cǐ)波(bō)形的(de)定(dìng)義放(fàng)入附录(lù)A中,如(rú)图(tú)3、图(tú)4所(suǒ)示.
图(tú)3 開(kāi)路(lù)電(diàn)壓波(bō)形(10/700us)
其(qí)中Tw为(wèi)持續时(shí)間(jiān),定(dìng)義为(wèi)電(diàn)流波(bō)形在(zài)上(shàng)升(shēng)沿和(hé)下(xià)降沿分(fēn)别为(wèi)50%峰(fēng)值電(diàn)流之(zhī)間(jiān)經(jīng)过(guò)的(de)时(shí)間(jiān),T为(wèi)波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān),定(dìng)義为(wèi)電(diàn)流波(bō)形上(shàng)升(shēng)沿在(zài)30%峰(fēng)值電(diàn)壓和(hé)90%峰(fēng)值電(diàn)流之(zhī)間(jiān)經(jīng)过(guò)的(de)时(shí)間(jiān):波(bō)形峰(fēng)值50%~50%經(jīng)过(guò)的(de)时(shí)間(jiān),T为(wèi)波(bō)前(qián)脈冲峰(fēng)值30~90%經(jīng)过(guò)的(de)时(shí)間(jiān)。标(biāo)準定(dìng)義:
波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān):Tf=1.67×T=10×(1±30%)µs
持續时(shí)間(jiān):Td=Tw=700×(1±20%)µs
图(tú)4 短(duǎn)路(lù)電(diàn)流波(bō)形(5/320us)
短(duǎn)路(lù)電(diàn)流的(de)波(bō)形參數依然为(wèi)波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān)和(hé)持續时(shí)間(jiān),定(dìng)義和(hé)開(kāi)路(lù)電(diàn)壓一(yī)致(zhì),不(bù)再贅述,标(biāo)準定(dìng)義:
波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān): Tf=1,25×Tr=5×(1±20%)µs
持續时(shí)間(jiān): Td=Tw=320×(1±20%)µs
3 浪湧(冲擊)測試系(xì)統
浪湧(冲擊)測試系(xì)統主要(yào)是(shì)由浪湧信(xìn)号(hào)發(fà)生(shēng)器和(hé)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡两(liǎng)部(bù)分(fēn)組成(chéng)。为(wèi)了(le)生(shēng)成(chéng)符合标(biāo)準定(dìng)義的(de)雷(léi)擊浪湧信(xìn)号(hào)波(bō)形,在(zài)标(biāo)準GB/T 17626.5-2019中对(duì)于(yú)組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)結構和(hé)性(xìng)能(néng)指标(biāo)進(jìn)行了(le)規定(dìng)。
3.1 浪湧信(xìn)号(hào)發(fà)生(shēng)器
在(zài)整个浪湧測試系(xì)統中,浪湧組合波(bō)發(fà)生(shēng)器是(shì)最(zuì)關(guān)鍵的(de)部(bù)件(jiàn),它(tā)的(de)主要(yào)功能(néng)是(shì)負責産生(shēng)浪湧波(bō)形。在(zài)标(biāo)準GB/T 17626.5-2019中有(yǒu)浪湧組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)結構,图(tú)5为(wèi)(1.2/50)µs-(8/20)µs波(bō)形發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)图(tú):
图(tú)5 組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)图(tú)(1.2/50μs-8/20μs)
如(rú)图(tú)5的(de)(1.2/50)µs-(8/20)µs波(bō)形發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)图(tú)所(suǒ)示,浪湧發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)是(shì)由两(liǎng)个部(bù)分(fēn)構成(chéng),分(fēn)别为(wèi)充電(diàn)回(huí)路(lù)和(hé)脈冲形成(chéng)回(huí)路(lù)。充電(diàn)回(huí)路(lù)的(de)電(diàn)路(lù)由高(gāo)壓發(fà)生(shēng)器 U、充電(diàn)電(diàn)阻Rc和(hé)儲能(néng)電(diàn)容Cc組成(chéng),脈冲形成(chéng)回(huí)路(lù)的(de)電(diàn)路(lù)由脈冲持續时(shí)間(jiān)調节(jié)電(diàn)阻RS1、RS2、阻抗匹(pǐ)配電(diàn)阻Rm和(hé)調节(jié)上(shàng)升(shēng)时(shí)間(jiān)形成(chéng)的(de)電(diàn)感(gǎn)Lr組成(chéng)。
工作(zuò)原理(lǐ)为(wèi):當開(kāi)關(guān)處(chù)于(yú)斷開(kāi)狀态,此(cǐ)时(shí)電(diàn)路(lù)会(huì)通过(guò)RC、CC充電(diàn)回(huí)路(lù)对(duì)儲能(néng)電(diàn)容Cc進(jìn)行充電(diàn)。在(zài)儲能(néng)電(diàn)容Cc 儲滿需要(yào)的(de)電(diàn)壓電(diàn)量(liàng)後(hòu),主電(diàn)路(lù)開(kāi)關(guān)閉合並(bìng)形成(chéng)放(fàng)電(diàn)回(huí)路(lù)。在(zài)開(kāi)關(guān)閉合初始(shǐ)一(yī)段(duàn)时(shí)間(jiān),儲能(néng)電(diàn)容Cc向Rm、Lr和(hé)RS2進(jìn)行放(fàng)電(diàn),此(cǐ)时(shí)在(zài)RS2两(liǎng)端測得的(de)雷(léi)擊浪湧電(diàn)壓波(bō)形正(zhèng)處(chù)于(yú)波(bō)形的(de)上(shàng)升(shēng)狀态,在(zài)这(zhè)段(duàn)时(shí)間(jiān)電(diàn)感(gǎn)Lr在(zài)脈冲電(diàn)路(lù)中也(yě)起(qǐ)到(dào)了(le)儲能(néng)作(zuò)用(yòng),随着儲能(néng)電(diàn)容Cc的(de)電(diàn)量(liàng)慢(màn)慢(màn)減少(shǎo),電(diàn)感(gǎn)Lr和(hé)電(diàn)容Cc同(tóng)时(shí)对(duì)電(diàn)阻RS1、Rm和(hé)RS2放(fàng)電(diàn),此(cǐ)时(shí)RS2两(liǎng)端測得的(de)雷(léi)擊浪湧電(diàn)壓波(bō)形由峰(fēng)值開(kāi)始(shǐ)下(xià)降。電(diàn)阻Rm則保證了(le)整个發(fà)生(shēng)器的(de)內(nèi)阻为(wèi)2Ω,最(zuì)終(zhōng)即可(kě)得到(dào)所(suǒ)要(yào)求的(de)(1.2/50)µs-(8/20)µs雷(léi)擊浪湧波(bō)形。
同(tóng)樣(yàng),图(tú)6为(wèi)(10/700)µs-(5/320)µs波(bō)形發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)图(tú):
图(tú)6 組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)图(tú)(10/700μs-5/320μs)
如(rú)图(tú)6的(de)(10/700)µs-(5/320)µs波(bō)形發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)图(tú)所(suǒ)示,浪湧發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)同(tóng)樣(yàng)分(fēn)为(wèi)充電(diàn)回(huí)路(lù)和(hé)脈冲形成(chéng)回(huí)路(lù)。充電(diàn)回(huí)路(lù)的(de)電(diàn)路(lù)由高(gāo)壓發(fà)生(shēng)器U、充電(diàn)電(diàn)阻Rc和(hé)儲能(néng)電(diàn)容Cc構成(chéng),脈冲形成(chéng)回(huí)路(lù)的(de)電(diàn)路(lù)由脈冲持續时(shí)間(jiān)調节(jié)電(diàn)阻RS、Rm1、Rm2和(hé)調节(jié)上(shàng)升(shēng)时(shí)間(jiān)的(de)電(diàn)容Cs組成(chéng),開(kāi)關(guān)S1閉合时(shí),使用(yòng)外(wài)部(bù)匹(pǐ)配阻抗。
充電(diàn)回(huí)路(lù)的(de)工作(zuò)原理(lǐ)和(hé)(1.2/50)µs-(8/20)µs波(bō)形發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)相同(tóng),脈冲形成(chéng)回(huí)路(lù)的(de)工作(zuò)原理(lǐ)略有(yǒu)區(qū)别,由于(yú)(10/700)µs 波(bō)形的(de)上(shàng)升(shēng)时(shí)間(jiān)和(hé)持續时(shí)間(jiān)大(dà)大(dà)长(cháng)于(yú)(1.2/50)µs波(bō)形,故使用(yòng)了(le)電(diàn)容Cs用(yòng)来(lái)代(dài)替電(diàn)感(gǎn)Lr。同(tóng)时(shí)內(nèi)置阻抗Rm1按照标(biāo)準要(yào)求改为(wèi)15Ω,內(nèi)置阻抗Rm2为(wèi)25Ω,此(cǐ)时(shí)發(fà)生(shēng)器內(nèi)阻为(wèi)40Ω,需注意(yì)的(de)是(shì),當開(kāi)關(guān)S1閉合时(shí)電(diàn)阻Rm2被(bèi)短(duǎn)路(lù)跳開(kāi),此(cǐ)时(shí)可(kě)以(yǐ)使用(yòng)外(wài)部(bù)匹(pǐ)配電(diàn)阻。最(zuì)終(zhōng)即可(kě)得到(dào)所(suǒ)要(yào)求的(de)(10/700)µs-(5/320)µs浪湧波(bō)形。
3.2 耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡
雷(léi)擊浪湧耦合去(qù)耦网(wǎng)絡按照其(qí)工作(zuò)原理(lǐ)可(kě)以(yǐ)分(fēn)为(wèi)耦合网(wǎng)絡部(bù)分(fēn)和(hé)去(qù)耦网(wǎng)絡部(bù)分(fēn)。耦合网(wǎng)絡的(de)作(zuò)用(yòng)是(shì)将組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)浪湧信(xìn)号(hào)傳送到(dào)被(bèi)測設備上(shàng),限制從被(bèi)測設備的(de)電(diàn)源線(xiàn)流入組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)電(diàn)流对(duì)發(fà)生(shēng)器本(běn)體(tǐ)造成(chéng)破壞,減小对(duì)浪湧波(bō)形的(de)影響。去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)作(zuò)用(yòng)是(shì)为(wèi)浪湧信(xìn)号(hào)提(tí)供足够的(de)去(qù)耦阻抗,避免浪湧信(xìn)号(hào)竄入電(diàn)网(wǎng)对(duì)由同(tóng)一(yī)電(diàn)源供電(diàn)的(de)非(fēi)受試設備産生(shēng)不(bù)利影響。此(cǐ)外(wài),连接到(dào)同(tóng)一(yī)電(diàn)源的(de)其(qí)他(tā)設備可(kě)能(néng)含有(yǒu)防雷(léi)器件(jiàn),在(zài)不(bù)使用(yòng)去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)情(qíng)況下(xià),非(fēi)受試設備上(shàng)防雷(léi)器件(jiàn)会(huì)阻止EUT上(shàng)浪湧的(de)施加及(jí)影響浪湧試验(yàn)結果(guǒ)。
雷(léi)擊浪湧的(de)耦合去(qù)耦网(wǎng)絡根(gēn)據(jù)适用(yòng)範圍可(kě)以(yǐ)分(fēn)为(wèi):電(diàn)源線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡和(hé)互聯線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡,其(qí)中電(diàn)源線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡包(bāo)含單相交流或(huò)直(zhí)流耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡、三(sān)相交流耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡;互聯線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡包(bāo)含非(fēi)屏蔽非(fēi)对(duì)稱耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡、非(fēi)屏蔽对(duì)稱耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡。
一(yī)般浪湧信(xìn)号(hào)耦合到(dào)EUT上(shàng)的(de)方(fāng)式有(yǒu)電(diàn)容耦合和(hé)气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)耦合,其(qí)中後(hòu)者(zhě)对(duì)組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)輸出(chū)波(bō)形影響較明顯,故使用(yòng)電(diàn)容耦合較多(duō)。若選用(yòng)小的(de)耦合電(diàn)容值,則電(diàn)源側殘餘浪湧電(diàn)壓較低(dī),但産生(shēng)冲擊電(diàn)流的(de)效率較低(dī);若選用(yòng)大(dà)的(de)耦合電(diàn)容值,則耦合到(dào)EUT效率較高(gāo),但殘餘電(diàn)壓較高(gāo)。为(wèi)兼顧輸出(chū)效率和(hé)殘餘電(diàn)壓問(wèn)題(tí),國(guó)家(jiā)标(biāo)準規定(dìng)線(xiàn)-線(xiàn)耦合(差模方(fāng)式)采用(yòng)18uF的(de)電(diàn)容,線(xiàn)-地(dì)耦合(共(gòng)模方(fāng)式) 采用(yòng)9uF的(de)電(diàn)容。電(diàn)源線(xiàn)耦合去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)設計(jì)应滿足标(biāo)準中网(wǎng)絡端口(kǒu)的(de)波(bō)形參數要(yào)求,其(qí)去(qù)耦网(wǎng)絡部(bù)分(fēn)提(tí)供了(le)一(yī)个相对(duì)雷(léi)擊浪湧波(bō)来(lái)说較高(gāo)的(de)阻抗,同(tóng)时(shí)这(zhè)个阻抗又不(bù)能(néng)影響受試設備的(de)正(zhèng)常供電(diàn)。耦合网(wǎng)絡部(bù)分(fēn)的(de)耦合元(yuán)器件(jiàn)使用(yòng)高(gāo)壓電(diàn)容,它(tā)的(de)作(zuò)用(yòng)和(hé)去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)剛好(hǎo)相反(fǎn),需要(yào)使得雷(léi)擊浪湧波(bō)形能(néng)够完整的(de)通过(guò)。同(tóng)樣(yàng)的(de),信(xìn)号(hào)線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)設計(jì)也(yě)应滿足标(biāo)準中网(wǎng)絡端口(kǒu)的(de)波(bō)形參數要(yào)求,其(qí)耦合元(yuán)件(jiàn)可(kě)以(yǐ)是(shì)電(diàn)容、鉗位(wèi)器或(huò)避雷(léi)器。
在(zài)進(jìn)行測試时(shí),应根(gēn)據(jù)不(bù)同(tóng)的(de)産品来(lái)選择相对(duì)应的(de)耦合去(qù)耦网(wǎng)絡,其(qí)選择方(fāng)法(fǎ)見(jiàn)图(tú)7:
图(tú)7 耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)選择
在(zài)标(biāo)準GB/T 17626.5-2019中給(gěi)出(chū)了(le)耦合去(qù)耦网(wǎng)絡 的(de)電(diàn)路(lù)拓撲图(tú),图(tú)8至(zhì)图(tú)11分(fēn)别为(wèi)單相/直(zhí)流電(diàn)源耦合去(qù)耦网(wǎng)絡線(xiàn)对(duì)線(xiàn)耦合、單相/直(zhí)流電(diàn)源耦合去(qù)耦网(wǎng)絡線(xiàn)对(duì)地(dì)耦合、三(sān)相電(diàn)源耦合去(qù)耦网(wǎng)絡線(xiàn)对(duì)線(xiàn)耦合和(hé)三(sān)相電(diàn)源耦合去(qù)耦网(wǎng)絡線(xiàn)对(duì)地(dì)耦合。
图(tú)8 用(yòng)于(yú)交/直(zhí)流線(xiàn)上(shàng)的(de)線(xiàn)-線(xiàn)耦合
图(tú)9 用(yòng)于(yú)交/直(zhí)流線(xiàn)上(shàng)的(de)線(xiàn)-地(dì)耦合
图(tú)10 用(yòng)于(yú)三(sān)相交流線(xiàn)上(shàng)的(de)線(xiàn)-線(xiàn)耦合
图(tú)11 用(yòng)于(yú)三(sān)相交流線(xiàn)上(shàng)的(de)線(xiàn)-地(dì)耦合
從以(yǐ)图(tú)8至(zhì)图(tú)11中可(kě)以(yǐ)看(kàn)到(dào),不(bù)論是(shì)單相還(huán)是(shì)三(sān)相電(diàn)源耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡,去(qù)耦网(wǎng)絡部(bù)分(fēn)的(de)拓撲結構是(shì)一(yī)致(zhì)的(de)。其(qí)結構为(wèi)線(xiàn)與(yǔ)線(xiàn)之(zhī)間(jiān)的(de)去(qù)耦電(diàn)容C和(hé)每根(gēn)線(xiàn)上(shàng)的(de)去(qù)耦電(diàn)感(gǎn)L組成(chéng)的(de)LC低(dī)通濾波(bō)器。
去(qù)耦電(diàn)感(gǎn)L的(de)選取(qǔ)不(bù)宜太大(dà),否則既会(huì)使耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡上(shàng)有(yǒu)較大(dà)的(de)電(diàn)壓壓降,又会(huì)造成(chéng)電(diàn)感(gǎn)體(tǐ)積龐大(dà),給(gěi)生(shēng)産制造和(hé)安(ān)装带来(lái)不(bù)便。一(yī)般来(lái)说,为(wèi)了(le)达(dá)到(dào)标(biāo)準中規定(dìng)的(de):“耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡上(shàng)産生(shēng)的(de)壓降在(zài)额定(dìng)電(diàn)流情(qíng)況下(xià)不(bù)超过(guò)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡輸入電(diàn)壓的(de)10%”。以(yǐ)被(bèi)測品每相额定(dìng)電(diàn)流≤200A計(jì),L值应≤1.5mH,當额定(dìng)電(diàn)流>200A 时(shí),L值如(rú)图(tú)12所(suǒ)示。
图(tú)12 额定(dìng)電(diàn)流大(dà)于(yú)200A的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡中去(qù)耦線(xiàn)上(shàng)的(de)感(gǎn)抗值
对(duì)于(yú)耦合网(wǎng)絡来(lái)说,由于(yú)耦合方(fāng)式所(suǒ)模拟的(de)實(shí)際情(qíng)況不(bù)同(tóng),其(qí)分(fēn)为(wèi)線(xiàn)-線(xiàn)和(hé)線(xiàn)-地(dì)两(liǎng)種(zhǒng)情(qíng)況。由于(yú)低(dī)壓電(diàn)网(wǎng)对(duì)地(dì)的(de)源阻抗为(wèi)12Ω,对(duì)于(yú)虛拟阻抗(定(dìng)義为(wèi)開(kāi)路(lù)電(diàn)壓峰(fēng)值與(yǔ)短(duǎn)路(lù)電(diàn)流峰(fēng)值之(zhī)比)为(wèi)2Ω的(de)組合波(bō)發(fà)生(shēng)器,在(zài)進(jìn)行線(xiàn)-地(dì)耦合时(shí),故需要(yào)另(lìng)外(wài)再串聯10Ω的(de)附加電(diàn)阻,以(yǐ)增加有(yǒu)效源阻抗。
所(suǒ)有(yǒu)的(de)電(diàn)源線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡仅适用(yòng)于(yú)(1.2/50)µs-(8/20)µs 雷(léi)擊浪湧波(bō)形。
图(tú) 13至(zhì)图(tú)15分(fēn)别为(wèi)非(fēi)屏蔽不(bù)对(duì)稱互连線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡、非(fēi)屏蔽对(duì)稱互连線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡和(hé)非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡。
图(tú)13 非(fēi)屏蔽不(bù)对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡
图(tú)14 非(fēi)屏蔽对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡
图(tú)15 非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡
在(zài)GB/T 17626.5-2019中分(fēn)为(wèi):
1)非(fēi)屏蔽不(bù)对(duì)稱互连線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡中(如(rú)图(tú)13所(suǒ)示),R=40Ω,CD为(wèi)0.5uF電(diàn)容和(hé)气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn);
2)使用(yòng)(1.2/50)µs組合波(bō)發(fà)生(shēng)器时(shí),非(fēi)屏蔽对(duì)稱互连線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡中(如(rú)图(tú)14所(suǒ)示),Rc=n×40Ω,n为(wèi)互连線(xiàn)導線(xiàn)根(gēn)數,CD可(kě)以(yǐ)是(shì)電(diàn)容、气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)、鉗位(wèi)器、雪崩装置或(huò)任何允許受試設備正(zhèng)常傳輸數據(jù),並(bìng)同(tóng)时(shí)滿足規定(dìng)的(de)浪湧波(bō)形參數;
3)使用(yòng)(10/700)µs組合波(bō)發(fà)生(shēng)器时(shí),非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡中(如(rú)图(tú)15所(suǒ)示),Rc=25Ω,CD 为(wèi)0.5µF電(diàn)容和(hé)气(qì)體(tǐ)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)。
4 浪湧測試系(xì)統試验(yàn)配置及(jí)試验(yàn)过(guò)程要(yào)求
4.1 試验(yàn)配置
在(zài)标(biāo)準中,对(duì)于(yú)進(jìn)行浪湧的(de)測試时(shí)所(suǒ)需要(yào)注意(yì)的(de)事(shì)項、測試布(bù)置和(hé)測試 程序都有(yǒu)着明确要(yào)求,雷(léi)擊浪湧測試系(xì)統的(de)試验(yàn)配置主要(yào)包(bāo)括以(yǐ)下(xià)設備:
ü 被(bèi)測設備
ü 輔助設備(需要(yào)时(shí))
ü 電(diàn)缆(lǎn)(規定(dìng)的(de)類(lèi)型和(hé)长(cháng)度(dù))
ü 耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡
ü 組合波(bō)發(fà)生(shēng)器
ü 參考接地(dì)平面(miàn)
图(tú)16~图(tú)18分(fēn)别为(wèi)電(diàn)源端口(kǒu)、非(fēi)屏蔽互连線(xiàn)端口(kǒu)及(jí)屏蔽互连線(xiàn)的(de)浪湧試验(yàn)配置图(tú)。
图(tú)16 電(diàn)源端口(kǒu)浪湧試验(yàn)配置图(tú)
图(tú)17非(fēi)屏蔽互连線(xiàn)端口(kǒu)浪湧試验(yàn)配置图(tú)
图(tú)18屏蔽互连線(xiàn)的(de)浪湧試验(yàn)配置图(tú)
4.2 試验(yàn)过(guò)程要(yào)求
在(zài)根(gēn)據(jù)被(bèi)測設備对(duì)应的(de)産品标(biāo)準或(huò)産品類(lèi)标(biāo)準或(huò)通用(yòng)标(biāo)準進(jìn)行試验(yàn)布(bù)置後(hòu),同(tóng)时(shí)按照要(yào)求進(jìn)行試验(yàn)配置,包(bāo)括以(yǐ)下(xià)要(yào)求。
4.2.1 根(gēn)據(jù)对(duì)应的(de)标(biāo)準确認試验(yàn)等級,如(rú)图(tú)19所(suǒ)示。
图(tú)19 試验(yàn)等級
4.2.2 浪湧次(cì)數
除非(fēi)相關(guān)的(de)産品标(biāo)準有(yǒu)規定(dìng),針(zhēn)对(duì)每一(yī)个耦合路(lù)徑,施加在(zài)直(zhí)流電(diàn)源端和(hé)互连線(xiàn)上(shàng)的(de)浪湧脈冲次(cì)數应为(wèi)正(zhèng)、負极性(xìng)各(gè)5次(cì);对(duì)于(yú)交流電(diàn)源端口(kǒu),应分(fēn)别在(zài)0º、90º、180º、270º 相位(wèi)施加正(zhèng)、負极性(xìng)各(gè)5次(cì)的(de)浪湧脈冲。
4.2.3 脈冲間(jiān)隔时(shí)間(jiān)
连續浪湧脈冲之(zhī)間(jiān)的(de)間(jiān)隔不(bù)能(néng)大(dà)于(yú)1分(fēn)鐘(zhōng),間(jiān)隔小于(yú)1分(fēn)鐘(zhōng)的(de)浪湧測試具有(yǒu)更(gèng)高(gāo)的(de)嚴酷度(dù),其(qí)原因(yīn)是(shì)过(guò)短(duǎn)时(shí)間(jiān)內(nèi)的(de)连續充電(diàn)有(yǒu)可(kě)能(néng)導致(zhì)被(bèi)測設備承受的(de)電(diàn)壓累積以(yǐ)至(zhì)于(yú)超过(guò)實(shí)際測試電(diàn)壓等級。
4.2.4 被(bèi)測設備要(yào)處(chù)于(yú)典型工作(zuò)狀态
被(bèi)測設備应在(zài)典型工作(zuò)狀态下(xià)進(jìn)行試验(yàn),以(yǐ)模拟實(shí)際情(qíng)況。
4.2.5 浪湧施加的(de)端口(kǒu)
被(bèi)測設備的(de)電(diàn)源端口(kǒu)輸入端、輸出(chū)端和(hé)信(xìn)号(hào)端口(kǒu)均需要(yào)進(jìn)行測試,但具體(tǐ)情(qíng)況還(huán)要(yào)參照相關(guān)的(de)産品标(biāo)準。在(zài)有(yǒu)幾(jǐ)路(lù)相同(tóng)線(xiàn)路(lù)的(de)情(qíng)況下(xià),可(kě)能(néng)只(zhī)需選择一(yī)定(dìng)數量(liàng)的(de)線(xiàn)路(lù)進(jìn)行測量(liàng)即可(kě)。而(ér)对(duì)于(yú)輸出(chū)端口(kǒu)的(de)浪湧試验(yàn),只(zhī)推薦在(zài)浪湧可(kě)能(néng)通过(guò)該端口(kǒu)進(jìn)入EUT的(de)輸出(chū)端口(kǒu)(如(rú),大(dà)功耗負载(zài)的(de)切(qiè)換)上(shàng)進(jìn)行。
當進(jìn)行共(gòng)模試验(yàn)时(shí),每根(gēn)線(xiàn)应逐一(yī)進(jìn)行試验(yàn),除非(fēi)産品類(lèi)标(biāo)準給(gěi)出(chū)了(le)相应的(de)其(qí)他(tā)要(yào)求。
由于(yú)被(bèi)測設備可(kě)能(néng)装有(yǒu)壓敏電(diàn)阻或(huò)空气(qì)放(fàng)電(diàn)管(guǎn)等浪湧保護器件(jiàn),或(huò)被(bèi)測設備本(běn)身(shēn)原因(yīn)造成(chéng)的(de)電(diàn)壓-電(diàn)流特(tè)性(xìng)呈現(xiàn)非(fēi)線(xiàn)性(xìng)的(de)狀态,因(yīn)此(cǐ),試验(yàn)等級需從低(dī)到(dào)高(gāo)逐步增加直(zhí)至(zhì)达(dá)到(dào)其(qí)要(yào)求的(de)試验(yàn)等級,受試設備在(zài)所(suǒ)有(yǒu)等級的(de)試验(yàn)中均应能(néng)够达(dá)到(dào)測試計(jì)劃(huà)或(huò)标(biāo)準中規定(dìng)的(de)要(yào)求。
5 浪湧校(xiào)準參數及(jí)校(xiào)準配置图(tú)
对(duì)于(yú)浪湧試验(yàn)設備,一(yī)般的(de)做法(fǎ)是(shì)对(duì)其(qí)進(jìn)行周期(qī)性(xìng)的(de)計(jì)量(liàng)(一(yī)年(nián)),並(bìng)由第(dì)三(sān)方(fāng)計(jì)量(liàng)機(jī)構出(chū)具校(xiào)準报告,只(zhī)要(yào)校(xiào)準报告中的(de)各(gè)項參數符合标(biāo)準要(yào)求,就(jiù)可(kě)正(zhèng)常使用(yòng)。
5.1 組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)校(xiào)準參數
GB/T 17626.5-2019对(duì)于(yú)組合波(bō)發(fà)生(shēng)器的(de)輸出(chū)端參數有(yǒu)以(yǐ)下(xià)要(yào)求,見(jiàn)表(biǎo)1和(hé)表(biǎo)2。
開(kāi)路(lù)電(diàn)壓參數範圍 | 短(duǎn)路(lù)電(diàn)流參數範圍 | ||
1.2/50us KV | 10/700us KV | 1.2/50us KA | 10/700us A |
0.45~0.55 | 0.45~0.55 | 0.225~0.275 | 11.25~13.75 |
0.9~1.1 | 0.9~1.1 | 0.45~0.55 | 22.5~27.5 |
1.8~2.2 | 1.8~2.2 | 0.9~1.1 | 45~55 |
3.6~4.4 | 3.6~4.4 | 1.8~2.2 | 90~110 |
表(biǎo)1 組合波(bō)發(fà)生(shēng)器輸出(chū)端雷(léi)擊浪湧波(bō)形-開(kāi)路(lù)電(diàn)壓和(hé)短(duǎn)路(lù)電(diàn)流幅值參數的(de)允差範圍
1.2/50us | 10/700us | |||
參數 | 波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān) | 持續时(shí)間(jiān) | 波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān) | 持續时(shí)間(jiān) |
開(kāi)路(lù)電(diàn)壓 | 0.84µs~1.56µs | 40µs~60µs | 7µs~13µs | 560µs~840µs |
短(duǎn)路(lù)電(diàn)流 | 6.4µs~9.6µs | 16µs~24µs | 4µs~6µs | 256µs~384µs |
表(biǎo)2組合波(bō)發(fà)生(shēng)器輸出(chū)端雷(léi)擊浪湧波(bō)形-时(shí)間(jiān)參數的(de)允差範圍
5.2 電(diàn)源端口(kǒu)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)校(xiào)準參數
为(wèi)了(le)比較不(bù)同(tóng)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡对(duì)測試結果(guǒ)的(de)影響,耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡应定(dìng)期(qī)校(xiào)準。在(zài)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端測得的(de)波(bō)形參數取(qǔ)決于(yú)發(fà)生(shēng)器,該波(bō)形參數只(zhī)对(duì)被(bèi)測的(de)發(fà)生(shēng)器和(hé)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)特(tè)定(dìng)組合有(yǒu)效。图(tú)20~图(tú)22适用(yòng)于(yú)额定(dìng)電(diàn)流每線(xiàn)≤200A的(de)交/直(zhí)流電(diàn)源端口(kǒu)的(de) CDN的(de)校(xiào)準。
图(tú)20 耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)開(kāi)路(lù)電(diàn)壓峰(fēng)值和(hé)短(duǎn)路(lù)電(diàn)流峰(fēng)值的(de)關(guān)系(xì)
图(tú)21 耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)電(diàn)壓波(bō)形要(yào)求
图(tú)22 耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)電(diàn)流波(bō)形要(yào)求
5.3 互连線(xiàn)端口(kǒu)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)校(xiào)準參數
5.3.1 非(fēi)屏蔽非(fēi)对(duì)稱的(de)互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡校(xiào)準,适用(yòng)于(yú)浪湧波(bō)形(1.2/50us組合波(bō))。
根(gēn)據(jù)图(tú)23,耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT輸出(chū)端口(kǒu)的(de)峰(fēng)值、波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān)和(hé)脈冲持續时(shí)間(jiān)应在(zài)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)额定(dìng)脈冲電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流下(xià)進(jìn)行測量(liàng)。图(tú)24为(wèi)非(fēi)屏蔽非(fēi)对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)浪湧波(bō)形要(yào)求。
图(tú)23 非(fēi)屏蔽非(fēi)对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)校(xiào)準
图(tú)24 非(fēi)屏蔽非(fēi)对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)浪湧波(bō)形要(yào)求
5.3.2 非(fēi)屏蔽对(duì)稱的(de)互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡校(xiào)準,适用(yòng)于(yú)浪湧波(bō)形(1.2/50us組合波(bō))。
根(gēn)據(jù)图(tú)25,耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT輸出(chū)端口(kǒu)的(de)峰(fēng)值、波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān)和(hé)脈冲持續时(shí)間(jiān)应在(zài)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)额定(dìng)脈冲電(diàn)壓和(hé)電(diàn)流下(xià)進(jìn)行測量(liàng)。图(tú)26为(wèi)非(fēi)屏蔽对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)浪湧波(bō)形要(yào)求。
图(tú)25 非(fēi)屏蔽对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)校(xiào)準
图(tú)26 非(fēi)屏蔽对(duì)稱互连線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)浪湧波(bō)形要(yào)求
5.3.3 非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡校(xiào)準,适用(yòng)于(yú)浪湧波(bō)形(10/700us組合波(bō))。
需要(yào)測量(liàng)開(kāi)路(lù)情(qíng)況下(xià)的(de)脈冲電(diàn)壓和(hé)短(duǎn)路(lù)情(qíng)況下(xià)的(de)脈冲電(diàn)流的(de)峰(fēng)值、波(bō)前(qián)时(shí)間(jiān)和(hé)脈冲持續时(shí)間(jiān),測量(liàng)时(shí)脈冲要(yào)一(yī)次(cì)性(xìng)施加到(dào)耦合对(duì)線(xiàn)上(shàng)。同(tóng)时(shí)为(wèi)了(le)測量(liàng)EUT輸出(chū)端口(kǒu)的(de)脈冲電(diàn)壓和(hé)脈冲電(diàn)流,去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)AE側的(de)輸入应短(duǎn)接到(dào) PE。图(tú)27为(wèi)非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)校(xiào)準过(guò)程要(yào)求。图(tú)28非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)的(de)耦合/去(qù)耦网(wǎng)絡的(de)EUT端口(kǒu)的(de)浪湧波(bō)形要(yào)求。
图(tú)27 非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)的(de) CDN的(de)校(xiào)準过(guò)程
图(tú)28 非(fēi)屏蔽戶外(wài)对(duì)稱通信(xìn)線(xiàn)的(de) CDN的(de) EUT端口(kǒu)的(de)浪湧波(bō)形要(yào)求
5.4 校(xiào)準配置图(tú)
綜合以(yǐ)上(shàng)标(biāo)準中对(duì)參數及(jí)波(bō)形的(de)要(yào)求, 浪湧儀器的(de)校(xiào)验(yàn)必須具備進(jìn)行電(diàn)壓,電(diàn)流和(hé)时(shí)間(jiān)參數測量(liàng)的(de)功能(néng)。由于(yú)浪湧波(bō)形的(de)上(shàng)升(shēng)沿时(shí)間(jiān)需要(yào)达(dá)到(dào)0.1µs甚至(zhì)0.01µs的(de)精度(dù),數字(zì)示波(bō)器带宽(kuān)就(jiù)必須大(dà)于(yú)100MHz;同(tóng)时(shí)浪湧測試的(de)電(diàn)壓等級多(duō)为(wèi)kV級别,所(suǒ)以(yǐ)需要(yào)使用(yòng)高(gāo)壓探头(tóu)或(huò)差分(fēn)探头(tóu)将高(gāo)電(diàn)壓變(biàn)換为(wèi)低(dī)電(diàn)壓供示波(bō)器檢測用(yòng);具體(tǐ)校(xiào)準示意(yì)图(tú)見(jiàn)图(tú)29和(hé)图(tú)30。
图(tú)29 開(kāi)路(lù)電(diàn)壓校(xiào)準示意(yì)图(tú)
图(tú)30 短(duǎn)路(lù)電(diàn)流校(xiào)準示意(yì)图(tú)