⚡ Odporność na zapady napięcia, krótkie przerwy i zmiany napięcia zasilania — poziomy 0 %, 40 % i 70 % napięcia znamionowego

Elektronika i EMC PN-EN IEC 61000-4-11

Przegląd

Norma definiuje metody badania odporności i zakres zalecanych poziomów probierczych dla sprzętu elektrycznego i elektronicznego przyłączonego do sieci zasilających niskiego napięcia, w odniesieniu do zapadów napięcia, krótkich przerw i zmian napięcia. Dokument dotyczy sprzętu elektrycznego i elektronicznego o znamionowym prądzie wejściowym nieprzekraczającym 16 A na fazę, przyłączanego do sieci prądu przemiennego 50 Hz albo 60 Hz. Nie dotyczy sprzętu przyłączanego do sieci 400 Hz — badania dla takich sieci mają objąć przyszłe dokumenty IEC. Badania odporności na wahania napięcia opisuje osobno IEC 61000-4-14.

Zapad napięcia opisuje się dwoma wielkościami: poziomem probierczym wyrażonym w procentach napięcia znamionowego, do którego napięcie zostaje obniżone, oraz czasem trwania wyrażonym liczbą okresów napięcia sieci. Zalecane poziomy to 0 % napięcia znamionowego, co odpowiada redukcji o 100 %, czyli krótkiej przerwie, 40 % napięcia znamionowego przy redukcji o 60 % oraz 70 % przy redukcji o 30 %. Zalecane czasy trwania to 0,5 okresu, 1, 5, 10, 25 i 50 okresów, a także czas „x" podany w wymaganiach technicznych wyrobu. Każdy czas trwania jest dopuszczalny do każdego poziomu probierczego, a dopuszczalny jest wybór jednego lub kilku poziomów i czasów.

Norma zaznacza, że jeżeli sprzęt jest badany przy zapadach o poziomie 100 %, to zasadniczo nie ma potrzeby wykonywania badania przy innych poziomach dla tych samych czasów trwania, choć nie dotyczy to niektórych przypadków, takich jak systemy ochrony czy urządzenia elektromechaniczne. Jako tło praktyczne norma podaje, że dystrybutorzy energii w Europie mierzyli zapady i krótkie przerwy o czasie trwania od pół okresu do 3000 okresów, ale najbardziej powszechne są czasy krótsze niż 50 okresów.

Zasada metody

Napięcie zasilające sprzęt badany obniża się na zadany czas do zadanego poziomu, wyrażonego jako procent napięcia znamionowego, a następnie przywraca. Zapad napięcia charakteryzują dwa parametry: poziom, do którego napięcie zostaje obniżone, i czas trwania liczony w okresach napięcia sieci. Przy czasie trwania 0,5 okresu badanie wykonuje się przy obu polaryzacjach, to znaczy rozpoczynając odpowiednio od fazy 0° i 180°. Sprzęt badany poddaje się badaniom trzy razy w odstępach 10 s, dla najbardziej reprezentatywnych trybów pracy. Generator lub układ przełączający zapewnia zadaną dokładność napięcia, przy czym dokładność wynosi ±10 %. Osobną grupę stanowią zmiany napięcia zasilania, dla których norma podaje własną tablicę zalecanych poziomów i czasów trwania.

Zastosowania

• Badania odporności sprzętu zasilanego z sieci niskiego napięcia na zaniki i zapady zasilania
• Ocena zachowania zasilaczy impulsowych, sterowników i napędów przy krótkich przerwach
• Badania systemów ochrony i urządzeń elektromechanicznych, dla których poziom 100 % nie zastępuje poziomów pośrednich
• Badania zgodności wyrobów z dyrektywą kompatybilności elektromagnetycznej
• Badania wyrobów kolejowych, dla których wymagania odporności przyłączy zasilania prądem przemiennym powołują się na tę normę

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN IEC 61000-4-11:2020-11

Tytuł (PL)

Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Część 4-11: Metody badań i pomiarów — Badania odporności na zapady napięcia, krótkie przerwy i zmiany napięcia

Title (EN)

Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-11: Testing and measurement techniques — Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests

Procedura krok po kroku

1. Ustalenie zakresu badania

   Wybrać poziomy probiercze i czasy trwania spośród zalecanych, uwzględniając wymagania techniczne wyrobu; dopuszczalny jest wybór jednego lub kilku poziomów, a każdy czas trwania jest dopuszczalny do każdego poziomu.

2. Warunki pracy sprzętu

   Ustalić najbardziej reprezentatywne tryby pracy sprzętu badanego, w których zapad ma największe znaczenie dla jego działania.

3. Zestawienie stanowiska

   Połączyć sprzęt badany przez generator zapadów z zasilaniem o wydajności prądowej wystarczającej dla prądu rozruchowego, i podłączyć układ monitorujący działanie sprzętu.

4. Sprawdzenie parametrów

   Zweryfikować poziom i czas trwania zapadu oraz dokładność ±10 %; sprawdzić poprawność sterowania fazowego układu przełączającego.

5. Badanie zapadów o czasie 0,5 okresu

   Wykonać badanie przy obu polaryzacjach, rozpoczynając zapad odpowiednio od fazy 0° i od fazy 180°.

6. Badanie pozostałych czasów trwania

   Przeprowadzić zapady o czasach 1, 5, 10, 25 i 50 okresów przy wybranych poziomach 0 %, 40 % i 70 % napięcia znamionowego.

7. Powtórzenia

   Każdy przypadek badania zastosować trzy razy w odstępach 10 s, obserwując działanie sprzętu badanego w trakcie zapadu i po powrocie napięcia.

   ⏱ Czas: odstęp 10 s

8. Ocena i sprawozdanie

   Ocenić zachowanie sprzętu według kryteriów jakości działania z wymagań wyrobu. W sprawozdaniu podać poziomy, czasy trwania w okresach, kąty fazowe, liczbę powtórzeń, tryby pracy sprzętu i wynik.

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Sprzęt badany pozostaje pod napięciem sieciowym — ochrona przeciwporażeniowa stanowiska, wyłącznik awaryjny
• Duże prądy rozruchowe przy powrocie napięcia — dobór zasilania i zabezpieczeń, ryzyko przegrzania układu przełączającego
• Nagłe uruchomienie części ruchomych sprzętu badanego po powrocie zasilania — strefa bezpieczeństwa wokół stanowiska
• Powtarzane zapady mogą uszkodzić zasilacze i napędy sprzętu badanego — obserwacja stanu między próbami

Najczęstsze pytania