PFMF 工频磁场抗扰度

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       工频电场指按50Hz或60Hz随时间正弦变化的电荷产生的电场。其特点包括:电力线呈现为始于正电荷、终于负电荷的非闭合曲线;由电荷产生,而几乎与磁场无关;其变化产生的磁场几乎为零;波长为6000千米或5000千米,其系统的最大尺度远远小于波长,不产生电磁辐射;可以采用静电场的计算方法进行计算;“点”结构的电场强度随距离平方的倒数衰减,“线”结构的电场强度随距离的倒数衰减。

PFMF骚扰特点

       工频磁场的特点是频率低(50Hz),V为恒定值,自然波长长,在正常情况下,工频电流所产生的磁场相对稳定,磁场强度较小,但在故障或突发状态下,电流所产生的磁场不稳定,磁场迁都也相对较大,不过,持续时间比较短。这也是下述试验等级划分的一个依据之一。

       通有电流的导体周围存在着磁场,该磁场强度与电流大小及与导体的相对距离有关。工频磁场是由导体中的工频电流产生的,少量由邻近的其他装置(如变压器的漏磁)所产生。工频磁场的影响,应当区分以下两种不同情况:

a) 处于正常条件下的电流产生稳定的磁场,具有相对小的幅值;

b) 故障条件下的电流,产生一个相对较高的幅值,但持续时间较短的磁场,直到保护装置断开电路时磁场消失。

目的:此项检验的目的就是为了检验电子、电气设备在遭受这类磁场扰动影响时的性能。

试验等级

稳定持续和短时作用的磁场试验等级的优先选用范围如下:

稳定持续磁场试验等级

磁感应强度用A/m表示,1A/m相当于自由空间的磁感应强度为1.26μT。(1s-3s的短时试验等级)

通常依据实际的安装和环境条件来选择PFMF试验等级:
第一级:以监视器、电子显微镜为代表的有电子束的敏感装置能使用的环境水平。

第二级:工业区、医院和办公室为代表的保护良好的环境。

第三级:商业区、控制楼及高压变电所的计算机房为代表的保护的环境

第四级:重工业厂矿及高压变电所的控制室等为代表的典型的工业环境

第五级:重工业厂矿的开关站、电厂为代表的严酷的工业环境

3.测试布局

        PFMF试验的基本配置包括接地参考平面(GRP)、受试设备(EUT)、感应线圈和工频磁场发生器。

       几乎所有的电磁兼容试验用到的GRP都是如下要求:材料为0.25mm以上的铜板或者铝板,如果采用其他金属板,最小厚度为0.65mm,GRP最小尺寸为1m*1m,但如果EUT长或宽大于这个数值,那么至少应该调整为相应数值,即GRP最终尺寸取决于EUT的大小,同时GRP要与实验室的安全地相连;

       EUT应放置于GRP之上,其间用0.1m厚的绝缘物支撑,EUT外壳通过自身的接地端子与GRP相连,所有电缆(如满足)应有1m的长度暴露在磁场中,如果采用滤波器,则应接在距离EUT1m远的电缆上,滤波器与GRP相连。

       感应线圈应放置在距离实验室墙壁和其他磁性物体至少1m远处,感应线圈在做水平极化场试验时,GRP可作为线圈的底边而成为线圈的一部分。

       试验用的电流发生器应放置在距离线圈不超过3m远的位置,其一端应与GRP相连。

       测试时,线圈应能包围受试设备,其大小应使得线圈的一遍到受试设备外壳的最小距离等于所考虑受试设备尺寸的 1/3。对于大型设备,本身体积比较庞大,感应线圈可由“ C”形截面或“ T”形截面的导体制成,以便有足够的机械稳定性。试验体积由线圈的试验面积(每条边的 60%╳ 60%)乘以高度(对应于线圈较短一边的 50%)来决定。

试验结果评价

      试验结果应依据受试设备的功能丧失或性能降低等级进行分类。相关的性能水平由设备的制造商或实验的需求方确定,GB17626.8建议按如下要求分类:

在制造商、委托方或购买方规定的限值内性能正常;
功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预;
功能或性能暂时丧失或降低,但需操作人员干预才能恢复;
因设备硬件或软件损坏,或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
一般来讲a项是合格的,c、d项是不合格的,b项需要根据设备使用情况&客户协商判断是否合格。
YY0505的符合性准则如下:

测试设备 

        PFMF试验仪器包括一个用来产生磁场的感应线圈和一台用以供给感应线圈电流的工频励磁电源和一个GRP(参考接地版)及一些其他辅助装置如磁场探头、电子电度表等组成。

要求技术参数如下:

稳定持续方式工作时的输出电流范围:1A-100A,除以线圈因数;

短时方式工作时的输出电流范围:300A-1000A,除以线圈因数;

输出电流总畸变率小于8%;

输出电流波形为正弦波;

短时工作时整定时间:1-3s;

感应线圈有三种形式:

(1)、方形感应线圈,标准边长为1m,场强允差在±3.0dB以内,可容EUT尺寸为0.6m*0.6m*0.5m(l*w*h);

(2)、方形双感应线圈又称赫姆霍兹线圈,标准边长为1m,两线圈距离0.8m,场强均匀度优于±0.2dB;

(3)、对于大型柜式设备,根据EUT定制线圈,为了保证均匀度,线圈每边到EUT外壳的最小距离在水平和垂直方向分别为0.2m和0.3m。

举例

以某三类医疗器械为例,那么工频磁场试验等级依据实际的安装和环境条件可判断为第2级,即采用3A/m的磁场强度,这是依据目前YY0505-2012进行的判断,最新的IEC60601已经规定采用30A/m的磁场强度进行试验,国内还未及时进行转换,测试布置如下:

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