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1、电子元器件识别你现在浏览的是第一页，共36页v 浪涌浪涌浪涌浪涌是指超出正常工作电压的瞬时过电压，本质上讲，它是是指超出正常工作电压的瞬时过电压，本质上讲，它是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，也俗称尖发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，也俗称尖峰或者毛刺。峰或者毛刺。一个周期一个周期(16667 Sec)360270090180一次浪涌持续一次浪涌持续100nSec什么是浪 涌第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二页，共36页vv 雷击浪涌：雷击浪涌：雷击浪涌：雷击浪涌：云层与地之间的雷击放电。一个典型的雷电放电云层与地之间的雷击放电。一个典型的
2、雷电放电将包括两次或三次的闪电，间隔约将包括两次或三次的闪电，间隔约50ms,50ms,电流值约电流值约10000A10000A100000A,100000A,持续时间小于持续时间小于100100微秒。微秒。直接雷击：直接击中电力系统的部件，注入很大的脉冲直接雷击：直接击中电力系统的部件，注入很大的脉冲 电流。电流。间接雷击间接雷击：雷电击中设备附近的大地，在电力线上感雷电击中设备附近的大地，在电力线上感 应中等程度的电流和电压。应中等程度的电流和电压。vv 内生浪涌：内生浪涌：内生浪涌：内生浪涌：设备线路故障设备线路故障 系统内部设备的启停系统内部设备的启停 设备投切动作设备投切动作 变频设
3、备的运行变频设备的运行 浪涌的来源第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三页，共36页配电系统内部来源占80%配电系统外部来源占20%浪涌的来源第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第四页，共36页雷电雷电.变压器变压器.外部浪涌外部浪涌浪涌的来源第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第五页，共36页20 kv18kv雷击雷击.附近配电系附近配电系统统20kv外部浪涌外部浪涌浪涌的来源第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第六页，共36页内部浪涌瞬变现象的内因瞬变现象的内因敏感的用电敏感的用电设备设备敏感的用电敏
4、感的用电设备设备浪涌的来源第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第七页，共36页 雷电雷电雷电雷电是一种普遍的自然现象，寂静中往往酝酿着巨大的是一种普遍的自然现象，寂静中往往酝酿着巨大的危险。如果不采取适当的保护措施，雷击浪涌会危及家危险。如果不采取适当的保护措施，雷击浪涌会危及家用电器、电子设备和通信设施，造成无法弥补的损失。用电器、电子设备和通信设施，造成无法弥补的损失。世界各国对雷电灾害十分重视，进行了大量的测试和研世界各国对雷电灾害十分重视，进行了大量的测试和研究。据传，我国亦将在全国主要城市建立雷电灾害预报究。据传，我国亦将在全国主要城市建立雷电灾害预报系统。系统
5、。雷击浪涌第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第八页，共36页 雷电在瞬时间形成的能量是十分巨大的。每次雷击的峰雷电在瞬时间形成的能量是十分巨大的。每次雷击的峰值功率可在值功率可在10101212W W。在约。在约30ms 30ms 持续时间内，单个雷击可传输持续时间内，单个雷击可传输约约30MJ 30MJ 能量。肉眼所看到的每次闪电，实际上是由能量。肉眼所看到的每次闪电，实际上是由4 4个以上个以上快速连续雷击组成的。这种突发的、严重的电气事件会损坏邻快速连续雷击组成的。这种突发的、严重的电气事件会损坏邻近的电力传输电路，也就不足为奇了。近的电力传输电路，也就不足为奇了
6、。雷击浪涌第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第九页，共36页直接雷直接雷直接雷直接雷 雷云直接向架空电缆、建筑物或设备放电，产生的电压可高雷云直接向架空电缆、建筑物或设备放电，产生的电压可高达达500kV，具有绝对的破坏性，设备通常都无法经受直接雷具有绝对的破坏性，设备通常都无法经受直接雷击，所以应在建筑物等周围设置避雷等措施来预防直接雷。击，所以应在建筑物等周围设置避雷等措施来预防直接雷。感应雷感应雷感应雷感应雷 感应雷有击中户外线路的雷击，通过大地电阻或外部线路阻抗注感应雷有击中户外线路的雷击，通过大地电阻或外部线路阻抗注入浪涌电流，产生高电压；有间接击中附近能产生
7、电磁场的物体的入浪涌电流，产生高电压；有间接击中附近能产生电磁场的物体的雷击，在建筑物内雷击，在建筑物内/外导体上产生感应浪涌电压和电流；有对附近外导体上产生感应浪涌电压和电流；有对附近地直接放电的雷击，产生的地电流耦合到接地系统的公共接地路地直接放电的雷击，产生的地电流耦合到接地系统的公共接地路径。径。雷击浪涌分类第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十页，共36页v 雷电为放电路径长度为千米计的瞬时大电流，放电频谱雷电为放电路径长度为千米计的瞬时大电流，放电频谱较宽，为较宽，为1kHz-5MHz1kHz-5MHz；v 云地间的雷电区包括一个或多个断续的局部放电，每次雷
8、云地间的雷电区包括一个或多个断续的局部放电，每次雷电的总的放电称为一次电闪，每个局部放电称为一次闪击，电的总的放电称为一次电闪，每个局部放电称为一次闪击，通常每次电闪包括通常每次电闪包括3 34 4次闪击；次闪击；v 电闪时间持续时间约电闪时间持续时间约0.2s0.2s，闪击间隔时间约，闪击间隔时间约40ms40ms；v 云地间雷电可使云中负电荷区中约数千库仑的电荷转移到云地间雷电可使云中负电荷区中约数千库仑的电荷转移到大地；大地；v 云层中可以是正电荷放电，也可以是负电荷中心放电。云层中可以是正电荷放电，也可以是负电荷中心放电。雷电放电特性第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏
9、览的是第十一页，共36页 雷电波频谱中主要频谱分量集中在雷电波频谱中主要频谱分量集中在0-20kHz0-20kHz，而，而雷电能量主要集中在雷电能量主要集中在100Hz-1000kHz100Hz-1000kHz，工频附近，工频附近(0-(0-100Hz)100Hz)的能量只占总能量的的能量只占总能量的2.3%2.3%。雷电电磁辐射的。雷电电磁辐射的平均能谱在平均能谱在25-100MHz25-100MHz之间，辐射的频谱峰值集中之间，辐射的频谱峰值集中在在60-70MHz60-70MHz。雷电放电特性第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十二页，共36页C 由于系统的由于系
10、统的瞬态操作瞬态操作，如：主电网开关操作，如电容器组，如：主电网开关操作，如电容器组的切换；测量装置附近的开关动作或电网的负载变化；与的切换；测量装置附近的开关动作或电网的负载变化；与开关装置有关的谐振电路，如可控硅；各种系统故障，如开关装置有关的谐振电路，如可控硅；各种系统故障，如短路和对地的电弧放电等也会在线路上产生很大的浪涌电短路和对地的电弧放电等也会在线路上产生很大的浪涌电压。压。C 这两种浪涌的共同特点是这两种浪涌的共同特点是能量特别大能量特别大（用能量作比较，静（用能量作比较，静电为皮焦耳级，脉冲群为毫焦耳级，雷击浪涌则为几百焦耳电为皮焦耳级，脉冲群为毫焦耳级，雷击浪涌则为几百焦耳
11、级，是前两种干扰能量的百万倍），但波形较缓（微秒级，级，是前两种干扰能量的百万倍），但波形较缓（微秒级，而静电与脉冲群是纳秒级，甚至亚纳秒级），重复频率低。而静电与脉冲群是纳秒级，甚至亚纳秒级），重复频率低。内生浪涌第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十三页，共36页浪涌特性第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十四页，共36页C为了真实地模拟上述瞬变过电压引起的单为了真实地模拟上述瞬变过电压引起的单向浪涌现象，考核设备抗浪涌的能力，并向浪涌现象，考核设备抗浪涌的能力，并使试验结果具有重复性和可比性，有必要使试验结果具有重复性和可比性，有必要建立一
12、个浪涌抗扰度试验的共同依据。建立一个浪涌抗扰度试验的共同依据。C GB17626.5（IEC 61000-4-5）通过模拟雷击浪涌的试验，为电气和电子设备建立一个客观评价抗浪涌干扰能力的标准。浪涌模拟第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十五页，共36页结论结论：电子设备的信号电压越小，越容易受到瞬变现：电子设备的信号电压越小，越容易受到瞬变现象的干扰，并因此造成波形畸变，信号传输发生错误，象的干扰，并因此造成波形畸变，信号传输发生错误，使敏感的电子设备执行错误指令。使敏感的电子设备执行错误指令。计算机计算机计算速度计算速度信号电压信号电压（伏特）（伏特）100微秒微秒信
13、号数量信号数量每每 1/2周周期的数据期的数据传输数量传输数量4 MHz540033,33333 MHz53,300275,00066 MHz36,600550,000100 MHz310,000833,333160 MHz1.516,0001,333,333300 MHz1.530,0002,500,000浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十六页，共36页10 100101101正确指令：正确指令：正确指令：正确指令：01010010100101001010错误指令：错误指令：错误指令：错误指令：010101011 1 1 11 1 1 11 1 1 1浪
14、涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十七页，共36页“电子锈斑电子锈斑”日积月累的浪涌日积月累的浪涌冲击将会产生电冲击将会产生电子芯片上的子芯片上的“电电子锈斑子锈斑”，将导，将导致设备运行不良致设备运行不良甚至设备报废。甚至设备报废。（局部放大图）（局部放大图）浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十八页，共36页C电线绝缘材料的承受能力一般为：电线绝缘材料的承受能力一般为：电路额定电压电路额定电压X2+1000VX2+1000V然而，负载为然而，负载为220V220V的线路上出现的线路上出现的瞬变电压可能超出这个数值几的瞬变电
15、压可能超出这个数值几千伏以上。千伏以上。结论结论:浪涌可能破坏绝缘材料从而造成设浪涌可能破坏绝缘材料从而造成设备报废。备报废。损坏的电机损坏的电机浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第十九页，共36页浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十页，共36页建筑物被烧毁浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十一页，共36页电路板及元电路板及元器件损坏器件损坏浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十二页，共36页配电柜被损坏浪涌的危害第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗
16、扰度测试你现在浏览的是第二十三页，共36页直击雷或邻近雷击直击雷或邻近雷击:击在外部防雷系统，如保护框架（工业装置上击在外部防雷系统，如保护框架（工业装置上.）电缆上等。）电缆上等。浪涌电流在接地电阻浪涌电流在接地电阻Rst上引起电压降。上引起电压降。闭合环路感应产生过电压闭合环路感应产生过电压信息系统信息系统电源系统电源系统L1L2L3PEN20 kVRst2c1a1b12a2b11a1b远处雷击远处雷击:击在远处架空输送线击在远处架空输送线缆上缆上雷云之间的放电通过雷云之间的放电通过架空线缆引起感应雷架空线缆引起感应雷电波及过电压。电波及过电压。在野外在野外,雷电击中通雷电击中通信线缆信线
17、缆2a2b2c雷暴引起感应雷击主过电压第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十四页，共36页几几 100 kA几几 10 kV几几 100 kV几几 kA几几 10 kA几几 10 kV通信通信线缆线缆OV230 V几几 10 kA几几 kAWater/Gas几几 kA几几 几几 kA几几 几几 kA几几 230V邻近建筑物之间危险的浪涌雷击第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十五页，共36页信号电缆用的耦信号电缆用的耦合解耦网络合解耦网络接电网接电网接辅助设备接辅助设备EUT发生器或耦合器之发生器或耦合器之间的电缆小于间的电缆小于2米米保护地
18、线要能够承保护地线要能够承受浪涌电流受浪涌电流浪涌(模拟雷电干扰)试验装置第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十六页，共36页电压 t 10 s0.5 s50 s1.2 s8 s20 s电流 t t 电压 浪涌敏感度试验波形第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十七页，共36页C GB/T 17626.5GB/T 17626.5（IEC 61000-4-5IEC 61000-4-5）根据设备不同的）根据设备不同的安装与使用环境的条件，对设备的浪涌（安装与使用环境的条件，对设备的浪涌（SURGESURGE）抗扰）抗扰度要求划成了不同的试验等级：度
19、要求划成了不同的试验等级：等级开路实验电压，kV10%10.521.032.044.0 x待定注：X是未定等级，在产品规范中加以规定浪涌试验等级第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十八页，共36页C 依据依据GB4343.2/CISPR 14-2GB4343.2/CISPR 14-2的规定，家用电器、的规定，家用电器、电动工具及其类似产品浪涌电动工具及其类似产品浪涌(SURGE)(SURGE)抗扰度试验等抗扰度试验等级级:电源端口线电源端口线电源端口线电源端口线-线之间为线之间为线之间为线之间为2 2 2 2级级级级(1.0kV)(1.0kV)(1.0kV)(1.0k
20、V)线线线线-地地地地(保护地保护地保护地保护地)之间为之间为之间为之间为3 3 3 3级级级级(2.0kV)(2.0kV)(2.0kV)(2.0kV)低于这两个等级的试验电压的试验是不需要的低于这两个等级的试验电压的试验是不需要的,其他端口和线路不需要进行浪涌抗扰度试验。其他端口和线路不需要进行浪涌抗扰度试验。浪涌试验等级第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第二十九页，共36页C C 对对对对EUTEUTEUTEUT供电电源试验配置供电电源试验配置供电电源试验配置供电电源试验配置(线线线线线之间线之间线之间线之间)浪涌信号经电容耦合网络施加到浪涌信号经电容耦合网络施加到
21、EUTEUT电源线上。发生器源电源线上。发生器源阻抗选择阻抗选择22，22的阻抗代表了低压公共电源网络的源阻抗，的阻抗代表了低压公共电源网络的源阻抗，由试验发生器的等效输出阻抗来代替。由试验发生器的等效输出阻抗来代替。线与线之间线与线之间线与线之间线与线之间(差模干扰差模干扰差模干扰差模干扰)试验配置试验配置试验配置试验配置浪涌试验配置第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十页，共36页C 对对EUTEUT供电电源试验配置供电电源试验配置(线线地之间地之间)试验设备源阻抗选择试验设备源阻抗选择12(2+10)12(2+10)的阻抗代表了低压公共电源的阻抗代表了低压公共电
22、源网络与地之间的阻抗，由试验发生器的等效输出阻抗再附加一个网络与地之间的阻抗，由试验发生器的等效输出阻抗再附加一个1010的电阻来代替。的电阻来代替。线与地之间线与地之间线与地之间线与地之间(共模干扰共模干扰共模干扰共模干扰)试验配置试验配置试验配置试验配置浪涌试验等级第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十一页，共36页 对于型式试验，对于型式试验，EUTEUT应是以前未受过浪涌试验的应是以前未受过浪涌试验的器具，或者必须更换保护装置。器具，或者必须更换保护装置。依据依据GB4343.2/CISPR 14-2GB4343.2/CISPR 14-2和和GB/17626.
23、5(IEC GB/17626.5(IEC 61000-4-5)61000-4-5)的规定，对家用电器类似产品的电源端口应的规定，对家用电器类似产品的电源端口应进行如下试验：进行如下试验：l 试验信号采用混合波形试验信号采用混合波形，发生器的特性应予以校，发生器的特性应予以校验，并满足规定的要求。验，并满足规定的要求。l EUT EUT的布置遵照说明书要求。的布置遵照说明书要求。l EUT EUT和耦合和耦合/去耦网络之间的电源线应为去耦网络之间的电源线应为2m2m长长(或更短或更短)。浪涌试验方法第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十二页，共36页l 在线在线线线(相
24、线与零线之间相线与零线之间)之间的试验电压为之间的试验电压为1kV1kV，发，发生器输出阻抗应用其等效阻抗生器输出阻抗应用其等效阻抗22。l 在线在线地地(相线、零线与保护地相线、零线与保护地)之间的试验电压之间的试验电压为为2kV2kV，发生器输出阻抗应选，发生器输出阻抗应选1212。l 试验信号应与电源同步试验信号应与电源同步，最大重复率为，最大重复率为1 1次次/分钟的频分钟的频率，分别在试验电源电压过零率，分别在试验电源电压过零(0(0o o和和180180o o)和峰值和峰值(90(90o o和和270270o o)处连续地施加正、负极性的试验电压各处连续地施加正、负极性的试验电压各
25、5 5次。次。浪涌试验等级第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十三页，共36页a.a.将器具通过耦合将器具通过耦合/去耦网络连接到电源上。去耦网络连接到电源上。b.b.选择选择EUTEUT的运行模式的运行模式(典型最敏感的预期运行模式、典型最敏感的预期运行模式、待机状态等待机状态等)，并运行，并运行EUT(EUT(或待机或待机)。c.c.选择被耦合的线路选择被耦合的线路(相线与零线之间，相线、零线相线与零线之间，相线、零线与保护地之间与保护地之间)。浪涌试验程序第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十四页，共36页d.d.选择试验等级，设置试验参数选择试验等级，设置试验参数(试验电压、极性、试验电压、极性、重复频率、同步相位重复频率、同步相位)。e.e.分别在试验电源电压过零分别在试验电源电压过零(0 0o o和和180180o o)和峰值和峰值(9090o o和和270270o o)处连续地施加正、负极性的试验电压各处连续地施加正、负极性的试验电压各5 5次。次。f.f.试验过程中，观察试验过程中，观察EUTEUT的运行情况。的运行情况。浪涌试验程序第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十五页，共36页第十讲第十讲 结束结束第十讲：浪涌抗扰度测试第十讲：浪涌抗扰度测试你现在浏览的是第三十六页，共36页