GB T 14598.9-1995 电气继电器 第22部分 量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第三篇 辐射电磁场干扰试验.pdf

1、中华人民共和国国家标准电气继电器第22部分:量度继电器和保护装置的电气干扰试验第三篇:辐射电磁场干扰试验Electrical relays Part 22: Electrical disturbance tests for measuring relays and protectlon equpment Sectlon three: Radiated electromagnetic field disturbance tests GB/T 14598.9-1995 IEC 255-22-3 1989 本标准等同采用国际标准IEC255-22-3电气继电器第22部分E量度继电器和保护装置的电气干

2、扰试验第三篇:辐射电磁场干扰试验以1989)。1 适用范围与目的本标准的目的是为了获得其所描叙的三种试验方法的经验，如有可能，在今后标准中确定一种适用的试验方法。本标准提出了有输出触点或无输出触点的静态量度继电器和保护装置的辐射电磁场干扰试验的一般要求。试验的目的是确认被试装置在被激励并受到来自某辐射源的电磁场，特别是在27MHz500 MHz 频率范围内工作的收发倍机的电磁场影响时不误动作。各项要求仅适用于新制造的继电器和保护装宵。本标准叙述的试验为型式试验。注g本标准也可适用于机电式继电器，例如快速或高灵敏度的机电式继电器。本标准规定了:1)所用术语的定义;2)试验严酷等级;3)试验方法$

3、4)试验条件;5)试验程序;6)合格判据。2 引用标准牛;标准号|月Hr列标准的存关条文GB/T 14047 电气继电器第6部分量度继电器和保护装置。dtIEC 255-6-1988) 国家技术监督局1995-07-24批准1996-08-01实施213 G/T 14598.9-1995 IEC 801 3 (1 984) 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性第3部分:辆射电磁场的要求U3 术语有关通用术语的定义，应参考IEC国际电工词典(lEV)CIEC 50) 0 对F专用术语，可以参考IEC801-3第4章(见本标准附录C叫。4 辐射电磁场干扰试验4.1 试验严酷等级本标准包含不同的严酷等

4、级，以反映各种电磁场条件。下面4.1.2条为选择严酷等级的一般准则。4. ,. 1 严酷等级试验严酷等级应从下表中选出。在本标准巾，试验场强以伏每米(V/m)表示级试验场强，V;m。1-3-m E E 4. ,. 2 选择严酷等级的准则在选择严酷等级时应使预计的干扰场强不超过所选等级的试验场强，下面是可能出现不同严酷等级场强的场所。级环境的电磁辐射可以忽略。I级低电磁辐射环境，例如，距当地无线电台、电视台1km以远处的典型场强及低功率收发信机附近的典型场强。E级中等电磁辐射环境，例如，中等功率的携带式收发信机比较靠近装置，但在相距不小于1m处工。tr i E级严酷电磁辐射环境，例如，高功率收发

5、信机靠近装置，但在相距不小于0.5m处工作。对于具有极端严酷电磁辐射环境的场所，按用户和制造厂间的协议，或者由制造厂规定，采用比E级规定更高的试验场强值。关于场强与发射源距离及辐射功率间的函数关系可参考IEC801-3的附录A(见本标准附录D川4.2 试验方法本标准中包括以F兰种可供选择的试验方法z8. 在屏蔽室中试验p采用说明=lJ等效采用IEC801-3(1984)的国家标准为GBjT13926.3工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求H.D为本标准增加的参考件。2J.t b. 在带状线中试验， 用步话机试验。GB/T 14598.9一1995这三种试验方法不能认为是直接等效的。

6、其理由在附录B中说明。4.3 试验条件4. 3- 1 试验电场参数I皮形:正弦波频率2对于试验方法A和B:在27MHz500 MHz的全部频率范围内扫频。对于试验方法B.必须考虑由带状线的几何尺寸所决定的可用的上限频率，见IEC801-3第6.3条(llP本标准附录E叮。对试验方法Cz用三个不连续的频率试验，所用频率分别选自下列频带之中sa. 68 MHz87 MHz; b. 146MHz174MHzl c. 420 MHz470 MHzo 亦可按用户与制造厂间的协议或按制造厂规定，采用规定频带之外的不连续频率进行试验。扫频速度:1.5X10-3十倍频/5或稍低(对试验方法A和剧。试盼场强值1

7、按4.1. 1条的规定。4. 3. 2 试验设备4. 3-2. 1 试验方法AC在屏蔽室中试验)屏蔽室的尺寸应足以保持辐射天线和被试装置之间的距离至少为1m。其他距离按图1的规定。采用说明-至脾砸草外的试瞌世矗，如撮葡器和功率植大帽0为本标准增加的参考件。最小O.5m绝雄主持鞠图1在屏蔽室中试验215 GB/T 14598.9-1995 倍号发生器所能覆盖所必需的频率范围并具有按规定的扫频速度进行扫频的能力。如果信号发生器输出功率不够，用功率放大器将信号增强后再供天线发射。覆盖27MHz500 MIIz频率范围的天线(例如，双锥偶极天线用于27MHz200 MHz.因锥对数螺旋天线用十200M

8、Hz500 MHz)。用于天线切换的同轴开关。测量场强的仪器。推荐在外部引线上装设滤波器，以减小传导发射对外部试验仪器的影响。激励和监视被试装置的设备。4. 3. 2.2 试驳方法趴在带状线中试验)带状线，按照IEC801-3 (见IEC801-3图2.3，4和5.即本标准附录E)。信号发生器应能覆盖所必需的频率范围并具有按规定的扫频速度进行扫频的能力。如果信号发生器输出功率不够，用功率放大器将信号增强后再传带状线发送。测量场强的仪器。远当的负荷阻抗，用作带状线的输入和输出。建议在外部引线k装没滤波器(铁氧体磁环)，以减小传导发射对外部试验仪器的影响。激励和监视被试装霞的设备。4. 3. 2.

9、3 试验方法C(用步话机试验)带天线的步话机(见图2)。测量场强的仪器。激励和监视被试装置的设备。4.4 试验程序辐射信号应为连续的正弦波。调制由制造厂和用户商定。当用步话机试验时(试验方法。，必须以低于每秒次的操作速率进行键控(接通和断开)。应使用相关标准(例如GB/T14047)中规定的基准条件下的设备进行试验。1E在适当电路中加额定辅助激励量和负荷进行试验输入激励垦的值应尽口I能接近临界状态，其值为临界动作值加或减)辐射场干扰所要求的变差(实例见附录A)。所用将定值和因辐射场干扰所要求的变差应由制造r规定。对r额定输入激励量远低于继电器动作值的继电器，仅可在长期耐热值下进行试验。t主0)

10、应考虑热耐受能力。UZJ网为射频干扰和故障巧合被认为是不大叮能的。因此不考虑辐射场对处于临界或动作状态的继电器的影响。但是，这种试验经制造F利用户协商可以作为特殊试验在装iT作试验之前，必须检沓使用的仪器不受产生辐射场的信号发生器的影响。被试装配应尽可能在接近安装条件下作试验。配线应符合制造厂的规定。装置应置于机箱内作试驹，ffJ盖(如果有)应装好。所有指定的接地部分都应接地。如果对接入装进和接州装I:的配线不作规定，应使用非屏蔽线，而且从接到j被试装旨之点起暴露1电磁辐射的导线长度.i:少为1rn l暴露的配线布置的形状实际上是模拟机架配线，就是走线至被试装置的边L.然后|blk或者向下(按

11、对试验操作者方便而定)。水平垂直的配线布置可保证获得最坏情况的条件。4.4.1 试验方法A(在屏蔽室中试验)被试装民安放在!m!到1所示的非金属支持物上。双锥发射天线安放在距离被试装段至少1m处。将场强i十放在被试装置的位白上代替被试装费以测定场强。用27MHz200MHz的连续i皮扫频，并通过室外的远方场强指示仪对场强计进行监视。GB/T 14598.9-1995 在该测定期间，测量的场强值不应降低至低于所远严酷等级的规定值。由于双锥天线产生的场的极化特性，必须将天线肯于垂直和水平两种位置上进行试验。发射夭线由双锥夭线改换为对数螺旋天线，并且在200MHz500MHz频率范围内重复其试验程序

12、。由于对数螺旋天线产生的场的圆极化特性，试验时不需改变天线位置。在某些情况下，例如由于谐振现象，对某些不连续的频率可能需要移动天线以得到k述规定的最低场强倍。然后由被试装暨替换场强计，并且朝着被试装置的正面和背面用上述的每一种天线重复扫频。作为另外一种方法，可以将场强计放在被试装置顶上或边上。可以在选定的严酷等级的场强强度下单独分析关键的频率或最有利害关系的频率。如果被试装置与发射天线相比过大，也可移动天线，以便使被试装置的整个表面能够按照选定的严酷等级陆续接受辐射。使用其他类型天线，应遵循相同的试验程序。4.4.2 试验方法以在带状线中试验)装置最大尺寸不超过250mm X 250 mm X

13、 250 mm时可放在按照IEC801-3图z(见附录E中图El)所示的带状线中试验.只有在装琶改变其正常垂直位置仍能工作时，才可使用这种方法进行充分试验。被试装冒应放在带状线方体部分的中心并置于非金属支持物上，例如泡沫塑料上。为避免反射带状线应放在距离墙壁和任何金属国栏至少2m的地方。电板和信号线通过滤波器接到被试装置。在带状线外，这些引线的垂直走线至少为0.5m，然后水平走线到辅助设备处。辅助设备放在距离带状线轴线至少为2m处。从接到带状线输入端的伏特计读出两平行板之间的电压，该电压值经校正后转化为场强。校正系数是通过将场强计代替被试装置放在试验位置上，并使带状线产生所需场强来测定。在整个

14、频率范围内对足够数茸的不连续频率下的带状线电压进行测量使得到校正曲线。装置应置于兰个不同的方向作试验。在每个方向仁，扫频范围从27MHz500MHz，如果必要，可暂停扫频以便切换信号发生器，并可在选定的严酷等级的场强下单独分析个或多个关键的频率4.4.3 试验方法C(用步话机试验)步话机的天线与被试装霞的距离由代替被试装置放置在被试装置处的场强计确定E在确定该距离时应将天线宜于正常使用步话机时所处的不同位置，见图2。采用说明$1)引用IEC自01-3中第9.1条规定的要求内容217 GB/T 14598.9-1995 幢试曹置电源相监视辈置t二3步话机绝辑直持楠.:.翩翩平面图2用步话机试验然

15、后用被试装置替换场强计并且接受来自事先确定好距离和处于不同位置的天线的辐射。被试装冒应在正面和背面接受辐射的影响。如果被试装置与发射天线相比过大，应当移动天线以便使被试装置整个表面能够按照选定的严酷等级陆续受到辐射影响。因为步话机电池的状况对辐射功率有影响，在试验后应再次将场强计放在被试装置位Tr.以测定场强。4.5 合格判据在试验期间，应当不发生误动作。允许由指示器发出的瞬时错误信号，例如发光二极管(LEDs)发亮等。试验后，继电器仍应符合有关的技术性能要求。21 8 GB/T 14598.9-1995 附录A在辐射场干扰试验期间确定动作和不动作条件的继电器定值和输入激励量的若干实例(补充件

16、)本试验的目的是确认当被试装置被激励并受到来自辐射场，特别是步话机的辐射场影响时不会误动作。下面实例指明试验时应采用的原则。制造厂应规定试验值。Al 自定时限过电流继电器A.1 继电器技术规范额定电流:5A电流整定范围:2A10A极限长期耐受电流:10A时间整定范围:O. 3 s3 s 因辐射场干扰而要求的变差z整定电流的10，%A 1.2 试验程序对于继电器应选择下列电流和延时的整定值:电流:5A延时:0.3 s 用等于实际动作值减去对应于要求的变差量的电流激励继电器。试验期间，检查继电器不误动作。A2 踊时欠电压继电器A2.1 继电器技术规范额定电压:100V 整定范围:50V100V极限

17、长期耐受电压:120V 因辐射场干扰而要求的变差z整定电压的10，%A2.2 试验程序对于继电器应选择下列整定电压值2电压:100 V 用等于实际动作值加七对应于要求的变差蠢的电压激励继电器。试验期间，检查继电器不误动作。A3 欠阻抗(自定延时)继电器A3. 1 继电器技术规范额定电压:100V 额定电流:5A极限长期耐受电流，10A 极限长期耐受电压，130V 阻抗整定范围，50-200延时整定范围:0.3s3s因辐射场干扰而要求的变差:整定阻抗的15，%219 GB/T 14598. 9-1995 A 3. 2 试验程序对于继电器应选择FJU阻抗和延时整定值:F且占亿z200延时，0.3

18、s 用5A电流和功率l刘数为统一规定值的电压激励继电器，此电流和电压得出的阻抗值等于实际动作值加上要求的变差量。试验期间，检奇继电器不误动作。附录B对于量度继电器和保护莓量的辐射电磁场干扰试验的注挥(补充件)大多数电子设备均以某种方式受电磁辐射的影响，这种辐射常常由维修和安全人员所用的小型手握式成携带式无线电收发信机(步话机)产生。木标准主要关心静态垦度继电器及保护装责对步话机辐射的敏感性。但是，这些试验也包括其他电磁辐射源，洁如固定的无线电台和电视台的影响。预计后者产生的场强强度低于t:耍的辐射源一步话机。电磁环境由电磁场的强度决定。没有先进的测量仪器，场强是不易测量的，也不容易用经典的方程

19、式和公式汁算出来，因为周围的建筑物结构或附近其他装置的影响都会使电磁波畸变和(或)电磁波反射。为F测量作用在有关装贵仁的电磁辐射的影响.在本标准中规定了试验方法。但用这些试验方法对电俄辐射影响进行的模拟和定量测量是不够精确的。规定试验方法的主要目的是为了作定性分析时确立在不同的试验设施k试验结果的再现性。在不同的试验设施七作相同的试验，可能得出稍有不同的试验结呆。本标准中规定的程序要求建立电磁场并将被试装胃置于电磁场中以观察其动作。真实情况的模拟要求布足够大的天线激励功率和高的场强强度。为了遵守国家和国际k禁止干扰无线电通信的规定并防止对试验人员生理上的危害，牛;标准规定在屏蔽室或带状线中试验

20、，或用步话机以不连续的频率试验。屏蔽室还能保护试验仪器免受辐射影响。需要保证装在贯穿屏蔽室的连接电缆上的滤波器足以减弱传导发射，并保持送入和来自被试装置的信号的完整性。但是，由于屏蔽室墙壁反射电磁能量，在建立和维持所要求的场强方面时能产生困难。这些反射将i.J1起室内波节增强或抵消。为了易f主控制所建证的场强，屏蔽宰的尺寸应与被试装贵的尺寸相称。附录c与本标准有关的专用术语(摘自IEC801-3第4章的有关部分，1984年)(参考件)C1 传导发射conducted emission 沿导体传送的有用或元用的电磁能。这种发射如果是无用的则称作传导干扰C2 连续波contmuus wave 在稳

21、态条件F，其连续振荡是恒定的电磁波，为了传递信息，可以将它中断或调制。C3 偶极天线dipole 二二1)G/T 14598.9-1995 由一根直导体(其长度通常不大于半个波长)形成的天线，在其电中心处对开以连接馈线。 发射emlSS lOn 从一个源经辐射或传导而传播出的电磁能。C5 远场far ficld 天线发出的功率通量密度大致与距离的平方成反比变化的那个区域。对于偶极天线来说，这相当于大于/仰的距离，其中是辐射波的波长。C6 场强(ield strength 场强一词仅适用于远场中的测量。这种测量可以是测量场中的电分量或者磁分量，并可表示为V/m、A/m或W/m。其中任何一种都可以

22、转换成其他表示形式。注，在近场测量中，应根据测量的是合成电场还是合成磁场，分别使用电场强度或磁场强度一词。在近场区内，电场和磁场的强度与距离之间的关系是相当复杂且难以预测的。通常由于不呵能确定复杂场中各种分量的时间和空间相位的关系，因此同样不能确定场的功率通量密度。C7 感应场induction field 存在于d)./2距离内的主要电场和(或)磁场，为波长。C8 极化polar旧tlon用以表示辐射电场矢量的方向。C9 辐射radiation 信号或干扰以非传导的方式从源向外的传播。C10 带状线stripline 产生试验用电磁场的平行板传输线。C11 敏感性susceptibility

23、 电子设备在受到电磁能时产生不希望有的响应特性。C12 扫顿sweep 在整个频率范围内频率连续地来回地变动。C13 收发借机transcelver it于同一机壳内的元线电发射和接收设备的组合体。附录D场强与发射源距离及辐射功率间的一些关系(摘自IEC801-3附录A，1984年)(参考f牛)。1携带式收发信机(步话机)11人们经常提出要估i十商品型携带式收发倍机的场强问题。问题的根本在于这些通信设备是影响电子设备的主要辐射干扰源。步话机可看作是个偶极，其外壳为第2极臂。英国电气研究协会(ERA)和法国电气公司(EdF)研究部对六个厂家生产的功率为o.5 W12 W 的甚高频(VHF)和超高

24、频(UHF)步话机作了测量，分析测量结果可以看出下面的场强计算公式中系数来用说明:1 J )和D2章分别对应于IEC801-3附录A的A5和A6章。221 GB/T 1459B. 9-1995 分布范围为K口=0.453. 35，中值为K二1.60 因而统计平均值可表示为=(见图D1)E 兰旦JP一d 式中zF一一制造厂注明的收发信机额定功率值，W0 由于实验是在屏蔽室内进行的除英国电气研究协会(ERA)进行的实验外J，可以设想参考地平面是较理想的。但在实际使用中，步话机是由操作人员手握并键控的，因此预计还有附加的损耗。根据以上所述，统计平均值是估计场强的更实用的准则。E字叫围望 a 节1问世

25、巳植101 10 -o AEv晴曲10 距天线的距离(ml非接地单极(步话机)的远场d关，12场强近似值J-:话机额定功率值(EC 801-3附5J!:A中的图A3，1984年)图01近场与远场(见图D2)D2 我们所讨论的场是那些从天线发出，远距离传播的电磁波的场。这些场就是辐射场。它们的特点是场强号距离成反比，电和磁的分量虽然在波前是互相垂直的，但是在时间上是同相的。在距离天线若干波长后，辐射场是唯一需要考虑的场。但在靠近天线处，情况要复杂得多。在一个具有电感和电容的普采用说明z)i!算公式中的系数K己修改为3.0 (见JEC801-3的1990及1991年修吹草案)，因f)J仪适用于K=

26、I.6。2J d为距离(太子A怂刑，阳。.) .) .) GB/T 14598.9-1995 通电路中，磁场(在时juJt:)与电场相位中H差1/4周期。它们的强度以复杂的形式随着离开源的距离增加而降低，这就是感应场。感l茧场与辐射j动起布在于夭线的周围。但是当离天线的距离增加时，感应场就会迅速消失。在相当f波长除以2rrP梢小i二1/6波民的距离处，辐射场和感应场的强度相等。在天线附近测量场强时，必须牢记近场的存在。如果测量设备太靠近天线系统，就有可能产生显著的误差。其他考虑事项:使用收发信机时天线与电子设备靠得很近，这是伞个十分重耍的问题。图D2可作为估计远场与近场应界的指南。本标准强烈建

27、议夭线与电子设备之间保持2m的问距。此外，降低携带式收发信机的额定Z作功率，将大大减少使用时产牛的辐射干扰的影响。d去队、to. 队L远场二日近属.p. 飞子飞10 0.1 I 0(1。EEEV峙瞿。i 10 距天线的距离(m)l I智D2近/远场的关系(lEC 801-3附录A中的网A4，1984年)附录E有关带状线的资料(lEC 801-3，1984年)(参考牛)带状线电路1)E1 平行带状线两板条之间产生的均匀场具有进行电磁敏感性测量的理想特性。MIL-STD-461和162标准规定的平行带状线，因其带状线板条的问距(50cm，最大物体高度25223 *用现明:11 F.I对吨rTEl、

28、8013的第6.3 在(198.l年)。GB/T 14598.9-1995 cm)和最大I:作频率35MHz的限制，故使用范围有限。另种结构(Groenvelrland de Jong)的尺寸为80 cmX 80 cmX 80 cm，据英国电气研究协会(ERA)报道可用于高达500MHz的频率(参阅电气研究协会报告NO.80-135)。本标准仅考虑第2种装置。这种装置可能适用于较小的物体(约为带状线尺寸的1/3)，对于尺寸较大的物体，场可能会不均匀。把较大的装置放在较小的屏蔽室或电波暗室口内作试验也会出现类似的问题。见闺E2统告电描高帽搁置电植融、蛐入和输出电缆(导线蛐3+2+2)地面采用说明

29、.泡捧塑料端F板炮悻塑斗支持物800 图E1带状线电路试验配置(IEC 801-3中的图2)I J电i皮暗宝A种衬有吸波材料，以减小内表面反射的屏蔽寞。吵。1 , 剖面固见固E的裴谴幢嚣的盘属童本匾见回E4)( 9个接头木快(4(lX21l0X125)尺寸单位:mmN型直接嚣噩四.乙烯圆盘2只并联曲270Q电阻( !4W) GB/T 14598. 9 1995 50U宜生嚣的四只并联电阻(2201. 220Q、2700、33Q)焊接共发生据曲工只井联电阻Cl80日、2700)带状线电路章囚.z.蜡刷盘焊接头因E2带状线电路详图所有电阻均为元感碳电阻(2W)J(IEC 801-3巾的图3)2:

30、辑氧悻环咱子植(九个接共):2G GB/T 14598. 9-1995 100 曹心电事器lOOOpF连接寻钱连撞撞试装置的单根导线图E3带状线电路详图(lEC 801-3中的图4)隔植撞撞或幢楼到带植线电路上s 木植X lO) XIO) 尺寸单位;mffi附加说明:电源地面GB/T 14598. 9 1995 隔植输出所有导线的直往均助。.8mm各撞撞辑部分等同于罔E3所示的撞撞器共计7个曹心融事器lOOOpF导线分3帽2帽和2植组锺古妓告节匣z每50mm一鲍相穿心电曹嚣的盒于换(400X200X125) 尺寸单位，mm图E4带状线电路详图OEC801-3中的图5)本标准由中华人民共和国电力工业部提出。本标准由全国继电器、继电保护及自动装置标准化技术委员会归门。本标准由南京自动化研究所负责起草，南京电力自动化设备总、许昌继电器研究所参加。本标准主要起草人何彬、程渝生、张锦华、温韧钢、沈佩娟、蒋金华、韩天行。227