ГОСТ Р 51317.4.12-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к колебательным затухающим помехам. Требования и методы испытаний.

     ГОСТ Р 51317.4.12-99

(МЭК 61000-4-12-95)

Группа Э02

 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 Совместимость технических средств электромагнитная

 УСТОЙЧИВОСТЬ К КОЛЕБАТЕЛЬНЫМ ЗАТУХАЮЩИМ ПОМЕХАМ

 Требования и методы испытаний

 Electromagnetic compatibility of technical equipment.

Oscillatory waves 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 24 декабря 1999 г. N 704-ст

3 Настоящий стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 61000-4-12 (1995-05), изд.1 "Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4. Методы испытаний и измерений. Раздел 12. Испытания на устойчивость к колебательным волнам" с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

  Введение

Стандарт МЭК 61000-4-12-95 является частью стандартов МЭК серии 61000 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 той степени, в какой 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.

Указанные стандарты и технические отчеты будут опубликованы в хронологическом порядке и соответственно пронумерованы.

Настоящая часть представляет собой международный стандарт, который устанавливает требования помехоустойчивости и методы испытаний применительно к колебательным затухающим помехам.

      1 Область применения

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 на них в условиях эксплуатации колебательных затухающих помех (КЗП) следующих видов:

а) одиночных КЗП, возникающих в низковольтных силовых линиях и в линиях управления и сигнализации ТС, получающих электропитание от низковольтных распределительных электрических сетей и систем электроснабжения промышленных предприятий;

б) повторяющихся КЗП, возникающих в основном в силовых линиях и линиях управления и сигнализации на электрических подстанциях высокого (выше 35 кВ) и среднего (6-35 кВ) напряжения.

Примечание - В соответствии с частотами, рассматриваемыми в настоящем стандарте, возникновение повторяющихся КЗП связано со срабатыванием одного отдельного выключателя.

Целью настоящего стандарта является установление требований помехоустойчивости и общей основы для оценки в лабораторных условиях качества функционирования ТС, предназначенных для применения в жилых, коммерческих и промышленных зонах, а также на электростанциях.

Стандарт устанавливает:

- формы испытательных напряжений и токов;

- степени жесткости испытаний;

- требования к испытательному оборудованию;

- рабочие места для испытаний;

- методы испытаний.

Настоящий стандарт не устанавливает испытаний, применяемых для конкретных ТС или систем. Его главной задачей является обеспечение всех заинтересованных технических комитетов, 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 в технической документации на ТС.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

Содержание стандарта МЭК 61000-4-12-95 набрано прямым шрифтом, дополнительные требования к стандарту МЭК 61000-4-12, 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 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

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

КЗП, воздействующие на ТС, могут нарушать надежную работу ТС и систем. С учетом периодичности возникновения КЗП подразделяют на помехи с малой частотой повторения (одиночные КЗП) и с высокой частотой повторения (повторяющиеся КЗП, пачки).

Одиночные КЗП воздействуют на цепи (порты подключения кабелей) ТС в результате процессов коммутации в силовых линиях и линиях управления и сигнализации, а также молниевых разрядов. Одиночный характер и форма затухающего колебания являются наиболее важными признаками КЗП этого вида.

Повторяющиеся КЗП воздействуют на цепи (порты подключения кабелей) ТС в результате процессов коммутации, связанных с повторяющимся зажиганием электрической дуги, типичных для электростанций и электрических подстанций высокого и среднего напряжения, а также для промышленных электрических установок значительной мощности. Относительно малое время нарастания, форма затухающего колебания, высокая частота повторения помех и длительность пачки являются наиболее важными признаками КЗП этого вида.

Типовые формы КЗП, применяемых при испытаниях ТС на помехоустойчивость, установлены в 6.1.1 и 6.1.2. Сведения о возникновении КЗП и выборе вида испытаний приведены в приложении А.

Технические комитеты по стандартизации должны установить, какой из регламентированных в настоящем стандарте видов КЗП соответствует условиям эксплуатации ТС, и принять решение о применимости испытаний на помехоустойчивость.

      4 Определения

В настоящем стандарте используются термины, установленные в ГОСТ 13109, ГОСТ 30372/ГОСТ Р 50397, а также следующие:

4.1 ИТС - испытуемое техническое средство.

4.2 Порт - граница между ТС и внешней электромагнитной средой (зажим, разъем, клемма, стык связи и т.п.).

4.3 Связь - взаимодействие между электрическими цепями, передача энергии из одной цепи в другую.

4.4 Устройство связи - электрическое устройство, предназначенное для передачи КЗП из одной цепи в другую.

4.5 Устройство развязки - электрическое устройство, предназначенное для предотвращения воздействия КЗП, подаваемых на ИТС, на оборудование или системы, не подвергаемые испытаниям.

4.6 Время нарастания (длительность фронта) импульса - интервал времени между моментами, когда мгновенное значение импульса впервые достигает 10 и 90% пикового значения.

4.7 Пачка (импульсов или колебаний) - последовательность ограниченного числа отдельных импульсов или колебаний ограниченной продолжительности.

4.8 Низковольтная распределительная электрическая сеть - распределительная электрическая сеть энергоснабжающей организации (электрическая сеть общего назначения) или низковольтная электрическая сеть потребителя электрической энергии, предназначенная для питания различных приемников электрической энергии в местах их размещения.

      5 Степени жесткости испытаний

Степени жесткости испытаний ТС при воздействии одиночных и повторяющихся КЗП на порты электропитания, сигнальные порты и порты управления (порты ввода-вывода) приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.

Таблица 1 - Степени жесткости испытаний для одиночных КЗП

Таблица 2 - Степени жесткости испытаний для повторяющихся КЗП

Для портов электропитания, сигнальных портов и портов управления могут быть установлены разные степени жесткости испытаний. Степени жесткости испытаний, устанавливаемые для портов электропитания, не должны превышать степени жесткости испытаний для сигнальных портов и портов управления более чем на одну ступень.

Применимость двух испытаний одновременно - на устойчивость к одиночным КЗП и повторяющимся КЗП - должна быть установлена в стандартах на ТС конкретного вида.

Порядок проведения испытаний для КЗП каждого вида указан в 8.2.

Сведения о выборе степеней жесткости испытаний приведены в приложении Б.

      6 Испытательное оборудование

6.1 Испытательные генераторы

Настоящий раздел устанавливает требования, являющиеся общими для испытательных генераторов (ИГ) одиночных и повторяющихся КЗП.

Дополнительные требования к ИГ каждого вида приведены в 6.1.1 и 6.1.2.

ИГ должны быть способны функционировать в режиме короткого замыкания.

Выход ИГ не должен быть заземлен и величины емкости между каждым выходным зажимом ИГ и заземлением должны различаться менее чем на 10%. Это условие подлежит выполнению при подаче помехи на сигнальные порты и порты управления ИТС по схеме "провод-провод" и не является необходимым при воздействии помехи на порты электропитания и при подаче помехи на сигнальные порты и порты управления по схеме "провод-земля".

Если выход ИГ заземлен, проводят мероприятия в соответствии с 8.2.

В ИГ должны быть предусмотрены меры по предупреждению эмиссии значительных помех, которые могут быть созданы в электрической сети или могут повлиять на результаты испытаний.

Сведения о значениях выходного сопротивления ИГ приведены в приложении В.

6.1.1 Характеристики ИГ одиночных КЗП

ИГ одиночных КЗП должен иметь следующие характеристики:

Типовая форма одиночной КЗП (напряжение в режиме холостого хода и ток в режиме короткого замыкания) приведена на рисунке 1, структурная схема ИГ одиночных КЗП - на рисунке 2.

Значения выходного сопротивления ИГ при проведении испытаний установлены в 8.2.

6.1.2 Характеристики ИГ повторяющихся КЗП

ИГ повторяющихся КЗП должен иметь следующие характеристики:

Типовая форма повторяющейся КЗП приведена на рисунке 3, структурная схема ИГ повторяющихся КЗП - на рисунке 4.

Напряжение и напряженность поля индустриальных радиопомех, создаваемых включенным ИГ одиночных и повторяющихся КЗП при отсутствии генерации КЗП, не должна превышать значений, установленных в ГОСТ Р 51318.22 для оборудования класса Б.

6.2 Проверка характеристик ИГ КЗП

Для обеспечения воспроизводимости испытаний с применением различных ИГ КЗП наиболее существенные характеристики ИГ должны быть проверены.

Проверке соответствия значениям, указанным в 6.1.1 и 6.1.2, подлежат:

- время нарастания (напряжения и тока);

- частота колебаний;

- степень затухания;

- частота повторения;

- напряжение холостого хода;

- ток короткого замыкания.

Проверка может осуществляться с применением пробника напряжения или тока и осциллографа с полосой пропускания не менее 20 МГц, обеспечивающих необходимую погрешность измерения.

ИГ КЗП должен быть аттестован по ГОСТ 8.568. При аттестации определяют действительные значения всех характеристик ИГ КЗП, указанных в 6.1, включая напряжение и напряженность поля индустриальных радиопомех.

6.3 Устройство связи/развязки

Устройство связи/развязки, с одной стороны, обеспечивает возможность подачи испытательного напряжения по схеме "провод-провод" или "провод-земля" на порты электропитания, сигнальные порты и порты управления ИТС, и с другой стороны, исключает воздействие КЗП на вспомогательное оборудование, применяемое при проведении испытаний. Устройство связи/развязки не должно оказывать существенного влияния на установленные параметры ИГ, например, на параметры тока.

Требования, являющиеся общими для устройств связи/развязки при воздействии КЗП на порты электропитания, сигнальные порты и порты управления приведены ниже; дополнительные требования установлены в 6.3.1 и 6.3.2.

Устройство связи должно иметь следующие значения емкости связи в зависимости от выбранного при испытаниях выходного сопротивления ИГ КЗП:

- 0,5 мкФ для выходного сопротивления 200 Ом;

- не менее 3 мкФ для выходного сопротивления 30 Ом;

- не менее 10 мкФ для выходного сопротивления 12 Ом.

При указанных значениях емкости конденсатора связи ослабление КЗП в устройстве связи должно быть менее 1 дБ.

Примечание - Характеристики устройств связи при воздействии КЗП на сигнальные порты и порты управления (порты ввода-вывода) находятся на рассмотрении.

В некоторых случаях конденсатор связи заменяют устройствами связи иного типа, такими как газовые разрядники, кремниевые диоды и т.д.

Требования к применяемым при испытаниях на устойчивость к КЗП устройствам связи иным, чем устройство емкостной связи, устанавливают в стандарте на ТС конкретного вида.

Устройство связи/развязки должно иметь зажим заземления.

Проверка характеристик устройств связи/развязки, установленных в 6.3.1 и 6.3.2, должна осуществляться с применением пробника напряжения или тока и осциллографа с полосой пропускания не менее 20 МГц или других измерительных приборов, обеспечивающих необходимую погрешность аттестации.

Устройство связи/развязки должно быть аттестовано по ГОСТ 8.568. При аттестации определяют действительные значения всех характеристик устройства связи/развязки, указанных в 6.3.1, 6.3.2.

6.3.1 Устройство связи/развязки для портов электропитания переменного и постоянного тока

Характеристики устройства связи/развязки должны быть следующими:

6.3.2 Устройство связи/развязки для сигнальных портов и портов управления (портов ввода-вывода)

Устройство связи/развязки должно иметь те же характеристики, что указаны в 6.3.1, со следующим отличием:

Ослабление помехи в устройстве развязки при подаче

Затухание, вносимое устройством развязки при минимальном значении ослабления помехи, может быть недостаточным для защиты вспомогательных источников сигналов, в связи с чем могут быть необходимы дополнительные защитные устройства (см. 7.2).

Устройство связи/развязки может конструктивно состоять из отдельных блоков или представлять собой единую конструкцию.

      7 Рабочее место для испытаний

На рабочем месте для испытаний должно находиться следующее оборудование:

- пластина заземления, проводники заземления;

- ИТС;

- ИГ КЗП;

- измерительные приборы;

- устройство связи/развязки;

- вспомогательное оборудование.

Схемы рабочих мест для испытаний настольных ТС приведены на рисунке 5, напольных ТС - на рисунке 6.

7.1 Заземление

При проведении испытаний ИТС должно быть подключено к системе защитного заземления в соответствии с технической документацией на ИТС и требованиями к заземлению испытательного оборудования.

Защитное заземление ИГ КЗП, устройства связи/развязки, ИТС и вспомогательного оборудования на рабочем месте для испытаний осуществляют с использованием пластины заземления или проводников заземления.

Частные требования приведены в 7.1.1 и 7.1.2.

7.1.1 Пластина заземления

Если используется пластина заземления, она должна представлять собой медный или алюминиевый лист толщиной не менее 0,25 мм. Допускается использовать другие металлы, но при этом толщина листа должна быть не менее 0,65 мм. ИТС и вспомогательное оборудование размещают на пластине заземления и соединяют с ней.

Минимальные размеры пластины заземления должны составлять 1х1 м. Фактические размеры зависят от размеров ИТС. Пластина заземления должна выступать за контур ИТС и вспомогательного оборудования не менее чем на 0,1 м с каждой стороны.

Пластина заземления должна быть соединена с системой защитного заземления испытательной лаборатории (см. рисунки 7а-14а).

7.1.2 Проводники заземления

Испытания настольных ИТС могут быть проведены без применения пластины заземления, если это необходимо по требованиям безопасности, установленным для ИТС. В этом случае необходимо обеспечить, чтобы токи, возникающие при воздействии КЗП, не проходили бы по проводникам (включая проводники защитного заземления), общим с другим оборудованием, применяемым при испытаниях. Для выполнения этого требования три устройства - ИГ КЗП, устройство связи/развязки и ИТС должны быть подключены к системе защитного заземления в общей точке, а именно, в точке подключения проводника заземления к зажиму заземления устройства связи/развязки (рисунки 7б-14б). Необходимо также, чтобы при подключенном к системе защитного заземления корпусе ИГ КЗП выход ИГ был незаземленным.

7.2 ИТС

ИТС должно быть установлено и подключено к сети электропитания и линиям управления и сигнализации в соответствии с технической документацией на ИТС. Расстояние между ИТС и любыми проводящими предметами (например, стенами экранированного помещения), исключая пластину заземления, должно составлять не менее 0,5 м. Цепи электропитания и ввода-вывода ИТС должны быть подключены к электрической сети, линиям управления и сигнализации через устройство связи/развязки. В качестве источников сигналов, обеспечивающих функционирование ИТС, допускается применение имитаторов.

Для ослабления влияния помех на источники сигналов, при необходимости, применяют фильтры.

При испытаниях используют силовые и сигнальные кабели, имеющиеся в составе ИТС или предусмотренные технической документацией на ИТС. При отсутствии требований к кабелям применяют неэкранированные кабели, пригодные по условиям прохождения сигналов.

Устройство связи/развязки должно быть соединено с ИТС кабелем длиной 1 м.

Линии связи (передачи данных) должны быть подключены к ИТС с использованием предназначенных для этого кабелей, предусмотренных технической документацией на ИТС; указанные кабели прокладывают над пластиной заземления с применением изоляционных опор толщиной 0,1 м на длине не менее 1 м от ИТС.

Частные требования при испытаниях настольных и напольных ИТС приведены ниже.

а) Настольные ИТС

Настольные ИТС устанавливают на деревянном столе высотой 0,8 м. ИТС и кабели должны быть изолированы от пластины заземления (при ее использовании) изоляционной прокладкой толщиной 0,5 мм. ИТС, подключаемые к системе защитного заземления кабелем электропитания (например, терминалы, мониторы и т.д.), должны быть заземлены с помощью проводника, подключаемого к зажиму заземления устройства связи/развязки.

Схема рабочего места для испытаний настольных ТС с использованием пластины заземления приведена на рисунке 5.

б) Напольные ИТС

При использовании пластины заземления напольные ИТС и кабели должны быть изолированы от нее изоляционной опорой толщиной (0,1±0,01) м. Изоляционная опора может быть выполнена из сухого дерева. ИТС должно быть подключено к системе защитного заземления в соответствии с технической документацией на ИТС. Корпус ИТС должен быть подключен к системе защитного заземления проводником заземления минимальной длины, соединяющим зажим заземления ИТС с зажимом на пластине заземления.

Дополнительное заземление ИТС не допускается.

Схема рабочего места для испытаний напольных ИТС с использованием пластины заземления приведена на рисунке 6.

7.3 Устройство связи/развязки

Устройство связи/развязки должно быть размещено в непосредственной близости от ИТС и соединено с ИТС проводниками длиной 1 м. Устройство связи/развязки должно быть подключено к пластине заземления проводником заземления минимальной длины.

ИТС испытывают с кабелем электропитания длиной 1 м. Если длина кабеля превышает 1 м, допускается излишек длины кабеля размещать в виде плоской катушки диаметром 0,2 м на высоте 0,1 м над плоскостью заземления.

ИТС, снабженные несъемными кабелями, испытывают с имеющимися кабелями.

ИТС, снабженные съемными кабелями, имеющими разъемы на концах, предусмотренными технической документацией на ТС, испытывают с кабелями, указанными в технической документации. Если в технической документации на ТС предусмотрено применение кабелей различной длины, применяют кабели минимальной длины.