⚡ Odporność na serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych (burst) — impulsy 5/50 ns w wiązkach 15 ms co 300 ms

Elektronika i EMC PN-EN 61000-4-4

Przegląd

Norma dotyczy odporności sprzętu elektrycznego i elektronicznego na powtarzalne szybkie elektryczne stany przejściowe. Podaje wymagania odporności i procedury badania odnoszące się do szybkich stanów przejściowych i wiązek impulsów, dodatkowo definiuje zakresy poziomów probierczych i ustanawia procedury badania.

Poziomy probiercze odnoszą się do czterech rodzajów przyłączy sprzętu: zasilania elektrycznego, uziemienia ochronnego, sygnałowych i sterujących. Dla przyłączy zasilania i uziemienia ochronnego napięcia szczytowe wynoszą 0,5 kV, 1 kV, 2 kV i 4 kV, przy częstotliwości powtarzania 5 kHz dla poziomów 1–3 i 2,5 kHz dla poziomu 4. Dla przyłączy wejściowych i wyjściowych, danych i sterujących napięcia wynoszą 0,25 kV, 0,5 kV, 1 kV i 2 kV, przy częstotliwości 5 kHz. Napięcia probiercze podaje się z tolerancją ±10 %, a częstotliwości z tolerancją ±20 %. Poziom „x" nie jest określony i musi być podany w wymaganiach technicznych wyrobu.

Zjawisko odwzorowywane w badaniu odpowiada zakłóceniom powstającym przy przełączaniu obciążeń indukcyjnych i pracy styczników. Polskie laboratoria akredytowane wykonują to badanie na przyłączach zasilających jednofazowych i prądu stałego, na przyłączu uziomu oraz na liniach wejściowych i wyjściowych, przy poziomach do ±4 kV i częstotliwościach powtarzania 5 kHz oraz 100 kHz.

Zasada metody

Generator wytwarza wiązki impulsów o dużej stromości, doprowadzane do przyłączy sprzętu badanego bezpośrednio przez układ sprzęgająco-odsprzęgający albo pojemnościowo przez kleszcze sprzęgające. Pojedynczy impuls ma czas narastania 5 ns ± 30 % i czas trwania określony na poziomie 50 % wynoszący 50 ns ± 30 %. Impulsy powtarzają się z częstotliwością zależną od napięcia: 5 kHz ±20 % przy napięciach 0,125 kV, 0,25 kV, 0,5 kV i 1,0 kV oraz 2,5 kHz ±20 % przy 2,0 kV. Impulsy grupowane są w wiązki o czasie trwania 15 ms ± 20 %, powtarzane z okresem 300 ms ± 20 %. Napięcie wyjściowe obwodu otwartego, mierzone na zaciskach kondensatora gromadzącego energię, mieści się w zakresie od 0,25 kV minus 10 % do 4 kV plus 10 %, a energia maksymalna wynosi 4 mJ na impuls przy 2 kV na obciążeniu 50 Ω. Badanie wykonuje się przy obu polaryzacjach napięcia probierczego, przez czas nie mniejszy niż 1 minuta.

Zastosowania

• Badania zgodności z dyrektywą kompatybilności elektromagnetycznej przed wprowadzeniem wyrobu na rynek
• Ocena odporności zasilaczy, sterowników i układów automatyki na zakłócenia od łączenia obciążeń indukcyjnych
• Badania przyłączy zasilających jedno- i trójfazowych oraz prądu stałego
• Badania linii sygnałowych, danych i sterujących sprzętu przemysłowego
• Badania odbiorcze aparatury kolejowej, medycznej i przemysłowej w laboratoriach akredytowanych

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN 61000-4-4:2013-05

Tytuł (PL)

Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Część 4-4: Metody badań i pomiarów — Badanie odporności na serie szybkich elektrycznych stanów przejściowych

Title (EN)

Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-4: Testing and measurement techniques — Electrical fast transient/burst immunity test

Procedura krok po kroku

1. Plan badania

   Ustalić poziom probierczy dla każdego rodzaju przyłącza (zasilanie i uziemienie ochronne albo linie sygnałowe, danych i sterujące), sposób sprzęgania oraz warunki pracy sprzętu badanego.

2. Sprawdzenie generatora

   Zweryfikować kształt impulsu: czas narastania 5 ns ± 30 % i czas trwania na poziomie 50 % równy 50 ns ± 30 %, a także częstotliwość powtarzania odpowiadającą wybranemu napięciu i strukturę wiązki 15 ms co 300 ms.

3. Zestawienie stanowiska

   Umieścić sprzęt badany nad płaszczyzną odniesienia uziemienia, dołączyć układ sprzęgająco-odsprzęgający do przyłączy zasilania albo założyć kleszcze sprzęgające na badane linie sygnałowe.

4. Dobór częstotliwości powtarzania

   Przyjąć częstotliwość odpowiadającą napięciu: 5 kHz ±20 % przy 0,125 kV, 0,25 kV, 0,5 kV i 1,0 kV oraz 2,5 kHz ±20 % przy 2,0 kV; dla poziomu 4 na przyłączach zasilania stosuje się 2,5 kHz.

5. Ekspozycja — polaryzacja dodatnia

   Doprowadzić wiązki impulsów o wybranym napięciu przy polaryzacji dodatniej przez czas nie mniejszy niż 1 minuta, obserwując działanie sprzętu badanego.

   ⏱ Czas: min. 1 min

6. Ekspozycja — polaryzacja ujemna

   Powtórzyć ekspozycję przy polaryzacji ujemnej; wymagane są obie polaryzacje napięcia probierczego.

   ⏱ Czas: min. 1 min

7. Kolejne przyłącza

   Powtórzyć badanie dla wszystkich przewidzianych przyłączy: zasilających, uziemienia ochronnego oraz linii wejściowych i wyjściowych, stosując właściwe dla nich poziomy probiercze.

8. Ocena i sprawozdanie

   Ocenić działanie sprzętu badanego według kryteriów jakości działania z wymagań wyrobu. W sprawozdaniu podać poziomy probiercze, częstotliwości powtarzania, polaryzacje, badane przyłącza, sposób sprzęgania, czas badania i wynik.

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Napięcia do 4 kV na wyjściu generatora i w układach sprzęgających — osłony, blokady, brak dostępu do zacisków podczas ekspozycji
• Sprzęt badany zasilany z sieci podczas badania — ochrona przeciwporażeniowa stanowiska i wyłącznik awaryjny
• Układy sprzęgająco-odsprzęgające o wytrzymałości izolacji 5 kV — nie modyfikować połączeń pod napięciem
• Kleszcze sprzęgające zakładane na linie sygnałowe — montaż przy wyłączonym generatorze
• Ryzyko trwałego uszkodzenia sprzętu badanego przy poziomie wyższym niż przewidziany w wymaganiach wyrobu

Najczęstsze pytania