ГОСТ Р 51317.4.5-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний (МЭК 61000-4-5-95).
ГОСТ Р 51317.4.5-99
(МЭК 61000-4-5-95)
Группа Э02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Совместимость технических средств электромагнитная
УСТОЙЧИВОСТЬ К МИКРОСЕКУНДНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПОМЕХАМ БОЛЬШОЙ ЭНЕРГИИ
Требования и методы испытаний
Electromagnetic compatibility of technical equipment.
Microsecond high energy pulse disturbance immunity.
Requirements and test methods
ОКС 33.100
ОКСТУ 0020
Дата введения 2001-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК 30)
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 декабря 1999 г. N 721-ст
3 Настоящий стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 61000-4-5 (1995-02), изд. 1 “Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4. Методы испытаний и измерений. Раздел 5. Испытания на устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии” с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны
4 ВЗАМЕН ГОСТ Р 50007-92
Введение
Стандарт МЭК 61000-4-5-95 является частью стандартов МЭК серии 61000 “Электромагнитная совместимость” согласно следующей структуре:
Часть 1 Основы
Общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы)
Определения, терминология
Часть 2 Электромагнитная обстановка
Описание электромагнитной обстановки
Классификация электромагнитной обстановки
Уровни электромагнитной совместимости
Часть 3 Нормы
Нормы помехоэмиссии
Нормы помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию)
Часть 4 Методы испытаний и измерений
Методы измерений
Методы испытаний
Часть 5 Руководства по установке и помехоподавлению
Руководства по установке
Руководства по помехоподавлению
Часть 6 Общие стандарты
Часть 9 Разное
Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты либо как технические отчеты.
Настоящая часть представляет собой международный стандарт, который устанавливает требования помехоустойчивости и методы испытаний применительно к напряжениям и токам микросекундных импульсных помех большой энергии.
1 Область применения и цель
Настоящий стандарт распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и оборудование (далее в тексте - технические средства) и устанавливает требования и методы испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к воздействию микросекундных импульсных помех большой энергии (МИП), вызываемых перенапряжениями, возникающими в результате коммутационных переходных процессов и молниевых разрядов. Степени жесткости испытаний на устойчивость к МИП определяются для различных условий электромагнитной обстановки и условий эксплуатации.
Целью стандарта является установление основы для оценки качества функционирования ТС при воздействии на них МИП в линиях электропитания и соединительных линиях.
Настоящий стандарт устанавливает:
- степени жесткости испытаний;
- требования к испытательному оборудованию;
- состав рабочих мест для испытаний;
- методы испытаний.
Установленные стандартом испытания предназначены для выявления реакции испытуемого ТС (ИТС) в определенных режимах функционирования на воздействие МИП, создаваемых коммутационными процессами и молниевыми разрядами.
Настоящий стандарт не применяют при испытаниях прочности изоляции ТС в условиях воздействия высоковольтных напряжений. Прямые молниевые разряды в стандарте не учитываются.
Стандарт не устанавливает испытаний, применяемых для конкретных ТС или систем. Его главной задачей является обеспечение всех заинтересованных технических комитетов по стандартизации, разрабатывающих стандарты на продукцию, общими ссылочными данными. Технические комитеты по стандартизации (или изготовители ТС) несут ответственность за выбор видов и степеней жесткости испытаний, применяемых для ТС.
Установленные настоящим стандартом требования должны быть приведены в стандартах на ТС конкретного вида и технической документации на ТС.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
Содержание стандарта МЭК 61000-4-5-95 набрано прямым шрифтом, дополнительные требования к стандарту МЭК 61000-4-5, отражающие потребности экономики страны, - курсивом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ 14777-76 Радиопомехи индустриальные. Термины и определения
ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
ГОСТ Р 51318.22-99 (СИСПР 22-97) Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от оборудования информационных технологий. Нормы и методы испытаний
3 Общие положения
3.1 Коммутационные переходные процессы
Коммутационные переходные процессы могут быть разделены на группы, связанные с:
а) переключениями в мощных системах электроснабжения, например, коммутацией конденсаторных батарей;
б) переключениями в системах электроснабжения малой мощности в непосредственной близости от ТС или с изменениями нагрузки в электрических распределительных системах;
в) резонансными колебаниями напряжения в электрических сетях, обусловленными работой таких переключающих приборов, как тиристоры;
г) повреждениями в системах, такими как короткие замыкания на землю и дуговые разряды в электрических установках.
3.2 Молниевые разряды
Процессы образования МИП при молниевых разрядах в основном сводятся к следующему:
а) при непосредственном ударе молнии в наружную (вне здания) цепь напряжение МИП образуется вследствие протекания большого тока разряда по наружной цепи и цепи заземления;
б) при косвенном ударе молнии (внутри облака, между облаками или в находящиеся вблизи объекты) образующиеся электромагнитные поля индуцируют напряжения или токи в проводниках наружных и (или) внутренних цепей;
в) при ударе молнии в грунт разрядный ток, протекая по земле, может создать разность потенциалов в системе заземления ТС.
Быстрые изменения напряжения или тока при срабатывании защитных устройств могут также приводить к образованию МИП во внутренних цепях.
3.3 Имитация переходных процессов
а) характеристики испытательного генератора (ИГ) МИП установлены таким образом, что ИГ МИП с максимальным подобием имитирует указанные выше явления;
б) если источник помех и ИТС находятся в одной цепи, например, в цепи электропитания (непосредственная связь), ИГ МИП имитирует источник с низким внутренним сопротивлением, подключенный к ИТС;
в) если источник помех не находится в цепи, подключенной к ИТС (косвенная связь), ИГ МИП может имитировать источник с высоким внутренним сопротивлением.
4 Определения
В настоящем стандарте использованы термины, установленные в ГОСТ 14777, ГОСТ 30372/ГОСТ Р 50397, а также следующие:
4.1 Устройство связи - электрическое устройство, предназначенное для передачи МИП из одной цепи в другую.
4.2 Устройство развязки - электрическое устройство, предназначенное для предотвращения воздействия МИП, подаваемых на ИТС, на устройства, оборудование или системы, не подвергаемые испытаниям.
4.3 Соединительные линии - линии ввода-вывода, линии связи, симметричные линии.
4.4 Первичная защита - средства, предотвращающие распространение большей части энергии помехи за установленные границы.
4.5 Вторичная защита - средства, с помощью которых подавляется энергия помехи, прошедшей через первичную защиту. Вторичной защитой может служить отдельно применяемое устройство или элементы, входящие в состав ТС, обладающие заданными характеристиками.
4.6 Импульс тока, напряжения или мощности при распространении волны - волна тока, напряжения или мощности переходного процесса, распространяющаяся вдоль линии или цепи и характеризующаяся быстрым нарастанием и медленным снижением.
4.7 Длительность фронта (время нарастания) импульса - интервал времени между моментами, когда мгновенное значение импульса впервые достигает 10 и 90% его пиковой величины.
4.8 Длительность импульса - интервал времени между моментами, когда мгновенные значения переднего и заднего фронтов импульса составляют 0,5 от пикового значения.
4.9 Система - совокупность взаимосвязанных ТС, созданная для выполнения установленной функции.
Примечание - Предполагается, что система отделена от окружающей электромагнитной обстановки и других систем воображаемой поверхностью, пересекаемой соединительными линиями между данной системой и другими системами. Через эти линии окружающая электромагнитная обстановка и внешние системы воздействуют на данную систему и, с другой стороны, данная система воздействует на окружающую электромагнитную обстановку и внешние системы.
5 Степени жесткости испытаний
Степени жесткости испытаний приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Степени жесткости испытаний
|
|
Степень жесткости испытаний | Значение импульса напряжения на ненагруженном выходе ИГ, кВ ±10% |
1 |
0,5 |
2 |
1,0 |
3 |
2,0 |
4 |
4,0 |
X |
Специальное |
Примечание - X представляет собой открытую степень жесткости испытаний, которая может быть установлена в стандартах на ТС конкретного вида и в технической документации на ТС | |
Рекомендации по выбору степеней жесткости испытаний при подаче МИП на различные цепи ТС приведены в приложении А.
Степени жесткости испытаний выбирают в соответствии с условиями эксплуатации ТС. Классы условий эксплуатации приведены в разделе Б.3 приложения Б.
При проведении испытаний качество функционирования ТС должно быть подтверждено для каждой степени жесткости испытаний от первой до установленной включительно.
6 Испытательное оборудование
6.1 Комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс)
Эффективное выходное сопротивление ИГ МИП определяют для удобства как отношение пикового значения импульса напряжения на выходе ИГ в режиме холостого хода к пиковому значению импульса тока в режиме короткого замыкания.
На ИГ такого рода с временными параметрами напряжения в режиме холостого хода 1/50 мкс и тока в режиме короткого замыкания 6,4/16 мкс ссылаются в дальнейшем как на комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс).
6.1.1 Характеристики комбинированного ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс)
|
|
Выходное напряжение в режиме холостого хода: |
|
пиковое значение, Кв |
В диапазоне от 0,5 до 4,0 (не менее) |
типовая форма импульса напряжения |
См. рисунок 2 и таблицу 2 |
погрешность установки выходного напряжения, %, не более |
±10 |
Выходной ток в режиме короткого замыкания: |
|
пиковое значение, кА |
В диапазоне от 0,2 до 2,0 (не менее) |
типовая форма импульса тока |
См. рисунок 3 и таблицу 2 |
погрешность установки выходного тока, %, не более |
±10 |
Полярность |
Положительная/отрицательная |
Сдвиг по фазе импульсов напряжения (тока) по отношению к переменному напряжению в сети питания, град |
Должен изменяться от 0 до 360 |
Интервал между импульсами |
Должен составлять не менее 1 мин. |
Выход ИГ МИП должен быть незаземленным.
В конструкции ИГ МИП должны быть предусмотрены дополнительные резисторы (10 или 40 Ом) для увеличения значения выходного сопротивления ИГ при определенных условиях испытаний (см. разделы 7 и Б.1 приложения Б). При их применении и подключенных устройствах связи/развязки форма импульса напряжения в режиме холостого хода и форма импульса тока в режиме короткого замыкания не будут удовлетворять параметрам 1/50 мкс и 6,4/16 мкс соответственно.
6.1.2 Проверка характеристик ИГ МИП
Для обеспечения воспроизводимости результатов испытаний, проводимых с применением различных ИГ, характеристики ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс) должны быть проверены. С этой целью необходима следующая процедура измерений наиболее существенных характеристик ИГ МИП. Выход ИГ МИП подключают к измерительной системе, обладающей достаточной полосой частот и линейностью для измерения параметров импульсов. Характеристики ИГ МИП измеряют в режиме холостого хода (нагрузка не менее 10 кОм) и в режиме короткого замыкания (нагрузка не более 0,1 Ом) при одних и тех же заданных напряжениях.
Примечание - Ток короткого замыкания должен быть не менее 0,25 кА при напряжении холостого хода 0,5 кВ и не менее 2 кА при напряжении холостого хода 4 кВ.
6.2 ИГ МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс) в соответствии с [1]
6.2.1 Характеристики ИГ МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс)
|
|
Выходное напряжение в режиме холостого хода: |
|
пиковое значение, кВ |
В диапазоне от 0,5 до 4,0 (не менее) |
типовая форма импульса напряжения |
См. рисунок 5 и таблицу 3 |
погрешность установки выходного напряжения, %, не более |
±10 |
Выходной ток в режиме короткого замыкания: пиковое значение, А |
В диапазоне от 12 до 100 (не менее) |
типовая форма импульса тока |
См. таблицу 3 |
погрешность установки выходного тока, %, не более |
+10 |
Полярность |
Положительная/отрицательная |
Интервал между импульсами |
Должен составлять не менее 1 мин. |
Выход ИГ должен быть незаземленным.
6.2.2 Проверка характеристик ИГ МИП
Условия проверки должны соответствовать установленным в 6.1.2 с учетом примечания, приведенного ниже.
Примечание - Ток короткого замыкания должен быть не менее 12,5 А при напряжении холостого хода 0,5 кВ и не менее 100 А при напряжении холостого хода 4 кВ.
Уровни индустриальных радиопомех, создаваемых включенными комбинированным ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс) и ИГ МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс) при отсутствии генерации импульсов, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51318.22 для оборудования класса Б.
Комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс) и ИГ МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс) должны быть аттестованы по ГОСТ Р 8.568. При аттестации определяют действительные значения всех характеристик ИГ МИП, установленных в 6.1.1, 6.1.2, 6.2.1 и 6.2.2.
6.3 Устройства связи/развязки
Устройства связи/развязки не должны оказывать существенного влияния на параметры ИГ, например, допустимые отклонения выходного напряжения и тока, установленные в 6.1.1 и 6.2.1.
Исключением является связь через разрядники.
Примечание - Для уменьшения ударного возбуждения применяют материалы, вносящие потери в катушки индуктивности.
При увеличении выходного сопротивления ИГ МИП с 2 Ом до 12 или 42 Ом в соответствии с требованиями к составу рабочих мест для испытаний длительность испытательных импульсов на выходе устройства связи может существенно изменяться.
Каждое устройство связи/развязки должно удовлетворять требованиям, установленным в 6.3.1, 6.3.2.
6.3.1 Устройства связи/развязки, применяемые при подаче МИП на цепи электропитания переменного и постоянного тока (применяют только с комбинированным ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс)
6.3.1.1 Емкостная связь для цепей электропитания
Емкостная связь для цепей электропитания обеспечивает подачу испытательного напряжения по схеме “провод-провод” или “провод-земля” с одновременным подключением устройства развязки.
Схемы рабочих мест для испытаний ТС, питание которых осуществляется от однофазной сети переменного тока или от сети постоянного тока, приведены на рисунках 6, 7; от трехфазной сети - на рисунках 8, 9.
Характеристики устройств связи/развязки должны быть следующими:
|
|
Емкость конденсатора связи  , мкФ | 9 или 18 (см. схемы рабочих мест для испытаний) |
Индуктивность развязки для сети электропитания  , мГн |
1,5. |
Напряжение перекрестной помехи от испытательного импульса на сетевых входах устройства развязки для цепей, не подвергаемых воздействию, не должно превышать 15% максимального значения импульса применяемого испытательного напряжения. Напряжение помехи от испытательного импульса на сетевых входах устройства развязки для цепей, подвергаемых воздействию, не должно превышать большего из двух значений: либо 15% максимального значения импульса применяемого испытательного напряжения, либо двойного амплитудного значения напряжения сети. При этом сеть питания и ИТС должны быть отсоединены от устройства развязки.
Указанные выше требования для однофазных сетей электропитания (фазного, нейтрального и защитного проводников) должны удовлетворяться также для трехфазных систем электропитания.
6.3.1.2 Индуктивная связь для цепей электропитания
На рассмотрении.
6.3.2 Устройства связи/развязки для соединительных линий
При подаче МИП на соединительные линии должны учитываться особенности функционирования ТС и условия его применения.
Примерами методов связи являются емкостная связь и связь через разрядники.
Испытания ТС при подаче МИП на соединительные линии с использованием различных методов связи (рисунки 10-12) могут в отдельных случаях приводить к различиям в результатах испытаний. Поэтому метод связи должен быть установлен в стандарте на ТС конкретного вида.
6.3.2.1 Емкостная связь для соединительных линий
Емкостная связь является предпочтительным методом связи при подаче МИП на несимметричные неэкранированные линии ввода-вывода при условии, что это не оказывает влияния на передачу сигнала по указанным линиям. Метод применяют в соответствии с рисунком 10 при подаче помехи по схеме “провод-провод” и “провод-земля”.
Характеристики устройств связи и развязки при емкостной связи должны быть следующими:
|
|
Емкость конденсатора связи , мФ | 0,5 |
Индуктивность развязки  , мГн |
20. |
Примечание - При определении параметров источника сигнала должны быть учтены характеристики цепей, подвергаемых испытаниям.
6.3.2.2 Связь через разрядники
Связь через разрядники является предпочтительным методом связи при подаче МИП на неэкранированные симметричные линии (линии связи), как показано на рисунке 12. Данный метод может быть также применен в тех случаях, когда емкостная связь при подаче помехи на несимметричные линии является невозможной из-за нарушения функционирования ИТС при подключении конденсатора связи (см. рисунок 11).
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.