⚡ 浪涌（surge）抗扰度——组合波发生器1.2/50 µs和8/20 µs，至4 kV
三句话速览
组合波发生器在开路时输出1.2/50 µs电压浪涌，在短路时输出8/20 µs电流浪涌。该检测依据 PN-EN 61000-4-5:2014-10；试验等级：开路电压±10 %：1级——0.5 kV，2级——1.0 kV，3级——2.0 kV，4级——4.0 kV；特殊等级“x”。整个程序共 8 个步骤（合计约 1 分钟）；主要用于：电源、控制器和工业设备对电网过电压的抗扰度试验、评价内置浪涌保护器的有效性、用10/700 µs发生器试验通信线路。
要点速览
- 标准: PN-EN 61000-4-5:2014-10
- 类别: 电子与电磁兼容
- 操作步骤数: 8
- 各步骤合计时间: 1 分钟
- 试验等级: 开路电压±10 %：1级——0.5 kV，2级——1.0 kV，3级——2.0 kV，4级——4.0 kV；特殊等级“x”
- 组合波发生器: 开路时1.2/50 µs电压浪涌，短路时8/20 µs电流浪涌；电压至少可从0.5 kV调至4.0 kV
- 短路电流: 开路电压0.5 kV时至少0.25 kA，4.0 kV时至少2.0 kA
概述
本标准涉及电气和电子设备对高能量浪涌的抗扰度试验，浪涌模拟雷击和供电网络开关操作的影响。推荐的开路电压试验等级（容差±10 %）为0.5 kV、1.0 kV、2.0 kV和4.0 kV；“x”等级未规定，可在产品技术要求中给出。等级根据安装条件选择，安装类别见本标准附录B。在所有较低试验等级的电压下也必须满足抗扰度要求。
本标准规定了两种发生器。组合波发生器（称为混合发生器）在开路条件下输出1.2/50 µs型电压浪涌，在短路条件下输出8/20 µs型电流浪涌，电压至少可在0.5 kV至4.0 kV范围内调节；短路电流在设定开路电压0.5 kV时至少为0.25 kA，4.0 kV时至少为2.0 kA。第二种发生器用于通信线路，在相同电压范围内输出10/700 µs型浪涌，开路电压4.0 kV时电流至少为100 A。
推荐的试验策略是先在低试验等级（例如0.5 kV或1 kV）下检查设备的运行，然后在较高等级（例如2 kV或4 kV）下试验。波兰认可实验室在单相和三相电源端口、直流电源端口以及输入和输出线上进行此项试验。
方法原理
组合波发生器产生的浪涌波形取决于负载阻抗：开路条件下为1.2/50 µs电压波形，短路条件下为8/20 µs电流波形；发生器具有规定的有效输出阻抗。浪涌施加于线与线之间或线与地之间；进行线–地试验时，除非另有规定，试验电压依次施加于每根线与地之间。在无其他要求时，浪涌与交流电压相位同步产生：在过零点和波形的正负峰值处。在所选点至少施加五次正极性和五次负极性浪涌，重复频率不大于每分钟一次，因为受试设备的保护元件平均耗散功率较小。
应用领域
- 电源、控制器和工业设备对电网过电压的抗扰度试验
- 评价内置浪涌保护器的有效性
- 用10/700 µs发生器试验通信线路
- 产品与电磁兼容指令的符合性试验
- 在认可实验室中对由低压电网供电的设备进行验收试验
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 试验等级 | 开路电压±10 %：1级——0.5 kV，2级——1.0 kV，3级——2.0 kV，4级——4.0 kV；特殊等级“x” |
| 组合波发生器 | 开路时1.2/50 µs电压浪涌，短路时8/20 µs电流浪涌；电压至少可从0.5 kV调至4.0 kV |
| 短路电流 | 开路电压0.5 kV时至少0.25 kA，4.0 kV时至少2.0 kA |
| 通信线路用发生器 | 10/700 µs型浪涌，电压至少可从0.5 kV调至4.0 kV，4.0 kV时电流至少100 A |
| 浪涌次数 | 在所选点至少五次正极性和五次负极性 |
| 重复频率 | 最多每分钟一次浪涌；取决于受试设备中的保护元件 |
| 相位角 | 无其他要求时，浪涌与交流电压相位同步：在过零点以及正负峰值处 |
| 施加方式 | 线与线之间或线与地之间，对每根线依次进行 |
标准
- 标准编号
- PN-EN 61000-4-5:2014-10
- 标准名称（波兰语）
- Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) — Część 4-5: Metody badań i pomiarów — Badanie odporności na udary
- 标准名称（英语）
- Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-5: Testing and measurement techniques — Surge immunity test
分步操作程序
-
选择试验等级
根据安装条件选择等级，参考本标准附录B中的安装类别；在所有较低等级的电压下也必须满足抗扰度要求。
-
试验计划
在计划中规定试验布置、发生器和其他设备、电压和电流试验等级、发生器内阻抗、浪涌极性、触发方式、试验次数、重复频率、受试输入和输出、设备具有代表性的工作条件、浪涌顺序、相位角以及实际安装条件，例如交流电网中性线接地或直流电网正极或负极接地。
-
发生器校准
检查发生器的特性和技术参数，并按本标准相应条款进行校准：开路电压波形和短路电流波形。
-
搭建试验台
按照受试端口和浪涌施加方式，通过耦合/去耦网络将发生器与受试设备连接。
-
低等级预试验
在低试验等级（例如0.5 kV或1 kV）下检查受试设备的运行，以在施加全等级之前确认试验布置的正确性和设备的表现。
-
施加浪涌
在每个所选点至少施加五次正极性和五次负极性浪涌，频率不大于每分钟一次。交流供电时，在过零点以及正负峰值处触发浪涌。
-
线–地试验
进行线与地之间的试验时，除非另有规定，将试验电压依次施加于每根线与地之间。
-
评定和报告
按产品要求中的性能判据评定设备运行情况。报告中注明发生器、等级、极性、相位角、浪涌次数和频率、受试端口以及结果。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 组合波（混合）发生器 | 开路时产生1.2/50 µs、短路时产生8/20 µs，具有规定的有效输出阻抗 | — |
| 10/700 µs发生器 | 用于试验通信线路；参数校验条件与组合波发生器相同 | — |
| 耦合/去耦网络 | 将浪涌施加到电源端口，并保护供电网络免受干扰 | — |
| 相位同步装置 | 在交流电压过零点和峰值处触发浪涌 | — |
| 带高压探头和电流互感器的示波器 | 发生器校准：检查1.2/50 µs和8/20 µs波形 | — |
| EUT运行监测设备 | 观察受试设备在每次浪涌期间和之后的表现 | — |
职业健康与安全
- 电压高达4 kV、短路电流高达2 kA的浪涌——封闭试验台、联锁，施加期间不得接触端子
- 浪涌能量足以损坏设备并造成电击——仅限经培训人员操作
- 试验期间受试设备保持在市电电压下——防触电保护和急停开关
- 浪涌过于频繁时受试设备中的保护元件可能过热——保持至少一分钟的间隔
- 在对连接进行任何操作之前，对发生器的电容电路放电
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 61000-4-5:2014-10 — 《Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-5: Testing and measurement techniques — Surge immunity test》。
该方法的原理是什么？
组合波发生器产生的浪涌波形取决于负载阻抗：开路条件下为1.2/50 µs电压波形，短路条件下为8/20 µs电流波形；发生器具有规定的有效输出阻抗。
测量范围和准确度是多少？
试验等级：开路电压±10 %：1级——0.5 kV，2级——1.0 kV，3级——2.0 kV，4级——4.0 kV；特殊等级“x”；组合波发生器：开路时1.2/50 µs电压浪涌，短路时8/20 µs电流浪涌；电压至少可从0.5 kV调至4.0 kV；短路电流：开路电压0.5 kV时至少0.25 kA，4.0 kV时至少2.0 kA；通信线路用发生器：10/700 µs型浪涌，电压至少可从0.5 kV调至4.0 kV，4.0 kV时电流至少100 A。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 1 分钟。整个程序共 8 个步骤。
需要哪些设备？
组合波（混合）发生器、10/700 µs发生器、耦合/去耦网络、相位同步装置、带高压探头和电流互感器的示波器、EUT运行监测设备。
该检测用于哪些场景？
电源、控制器和工业设备对电网过电压的抗扰度试验；评价内置浪涌保护器的有效性；用10/700 µs发生器试验通信线路；产品与电磁兼容指令的符合性试验；在认可实验室中对由低压电网供电的设备进行验收试验。
需要采取哪些安全防护措施？
电压高达4 kV、短路电流高达2 kA的浪涌——封闭试验台、联锁，施加期间不得接触端子；浪涌能量足以损坏设备并造成电击——仅限经培训人员操作；试验期间受试设备保持在市电电压下——防触电保护和急停开关；浪涌过于频繁时受试设备中的保护元件可能过热——保持至少一分钟的间隔；在对连接进行任何操作之前，对发生器的电容电路放电。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 61000-4-5。