Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

31 страница

456.00 ₽

Купить ГОСТ Р 51317.4.5-99 — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Настоящий стандарт распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и оборудования и устанавливает требования и методы испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к воздействию микросекундных импульсных помех большой энергии (МИП), вызываемых перенапряжениями, возникающими в результате коммутационных переходных процессов и молниевых разрядов.

Настоящий стандарт не применяют при испытаний прочности изоляции ТС в условиях воздействия высоковольтных напряжений

  Скачать PDF

Рекомендуется использовать вместо ГОСТ 30374-95 (ИУС 4-2000)

Оглавление

Введение

1 Область применения и цель

2 Нормативные ссылки

3 Общие положения

3.1 Коммутационные переходные процессы

3.2 Молниевые разряды

3.3 Имитация переходных процессов

4 Определения

5 Степени жесткости испытаний

6 Испытательное оборудование

6.1 Комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс - 6,4/16 мкс)

6.2 ИГ МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс) в соответствии с [1]

6.3 Устройство связи/развязки

7 Рабочее место для испытаний

7.1 Испытательное оборудование

7.2 Рабочее место для испытаний при подаче МИП на цепи электропитания

7.3 Рабочее место для испытаний при подаче МИП на неэкранированные несимметричные соединительные линии

7.4 Рабочее место для испытаний при подаче МИП на неэкранированные симметричные соединительные линии (линии связи) (рисунок 12)

7.5 Рабочее место для испытаний при подаче МИП на экранированные кабели

7.6 Рабочее место для испытаний при подаче МИП между корпусами ТС, входящих в систему

7.7 Другие схемы рабочих мест для испытаний

7.8 Общие условия испытаний

8 Методы испытаний

8.1 Условия испытаний в испытательной лаборатории

8.2 Проведение испытаний

9 Результаты испытаний и протокол испытаний

Таблицы

1 Степени жесткости испытаний

2 Определение временных параметров МИП (1/50 мкс -6,4/16 мкс)

3 Определение временных параметров МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс)

А1 Выбор степеней жесткости испытаний (в зависимости от условий эксплуатации)

Рисунки

1 Упрощенная схема комбинированного ИГ МИП (1/50 мкс -6,4/16 мкс)

2 Типовая форма импульса напряжения (1/50 мкс)

3 Типовая форма импульса тока (6,4/16 мкс)

4 Упрощенная схема ИГ МИП (6,5/700 мкс - 4/300 мкс)

5 Типовая форма импульса напряжения (6,5/700 мкс)

6 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-провод" с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока или сети постоянного тока (в соответствии с 7.2)

7 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-земля" с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока или сети постоянного тока (в соответствии с 7.2)

8 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-провод" с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от трехфазной сети переменного тока (в соответствии с 7.2)

9 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-земля" с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от трехфазной сети переменного тока (в соответствии с 7.2); выход ИГ МИП заземлен

10 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-провод/провод-земля" с использованием емкостной связи на неэкранированные соединительные линии (в соответствии с 7.3)

11 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-провод/провод-земля" с использованием связи через разрядники на неэкранированные несимметричные линии (в соответствии с 7.3)

12 Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме "провод-провод/провод-земля" с использованием связи через разрядники на неэкранированные симметричные линии (линии связи) (в соответствии с 7.4)

13 Схема рабочего места для испытаний при непосредственной подаче МИП на экранированные кабели (в соответствии с 7.5) и при подаче МИП между корпусами ТС (в соответствии с 7.6)

14 Схема рабочего места для испытаний при непосредственной подаче МИП на неэкранированные кабели и экранированные кабели для случая, когда экран кабеля соединен с корпусом ИТС на одном конце (в соответствии с 7.5) и при подаче МИП между корпусами ТС (в соответствии с 7.6)

Б.1 Схема защиты с использованием экранированного кабеля в зданиях с общей системой заземления

Б.2 Схема вторичной защиты в зданиях с раздельными системами заземления

Б.3 Схема первичной и вторичной защиты ТС, установленных в здании и вне здания

Приложение А Выбор степеней жесткости испытаний

Приложение Б Пояснения

Библиография

Показать даты введения Admin

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Совместимость технических средств электромагнитная

УСТОЙЧИВОСТЬ К МИКРОСЕКУНДНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПОМЕХАМ БОЛЬШОЙ ЭНЕРГИИ

Требования и методы испытаний

БЗ 9-99/356А


Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК 30)

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 декабря 1999 г. № 721-ст

3    Настоящий стандарт содержит аутентичный текст международного стандарта МЭК 61000-4-5 (1995—02), изд. 1 «Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4. Методы испытаний и измерений. Раздел 5. Испытания на устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии» с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны

4    ВЗАМЕН ГОСТ Р 50007-92

© И ПК Издательство стандартов, 2000

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

И

испытаний. Поэтому метод связи должен быть установлен в стандарте на ТС конкретного вида.

Примечание-^ на рисунках 10—12 обозначает активную часть полного сопротивления катушки индуктивности устройства развязки; величину RL выбирают из условия допустимого ослабления сигнала.

6.3.2.1    Емкостная связь для соединительных линий

Емкостная связь является предпочтительным методом связи при подаче МИП на несимметричные неэкранированные линии ввода-вывода при условии, что это не оказывает влияния на передачу сигнала по указанным линиям. Метод применяют в соответствии с рисунком 10 при подаче помехи по схеме «провод—провод» и «провод—земля».

Характеристики устройств связи и развязки при емкостной связи должны быть следующими:

Емкость конденсатора связи С, мФ.............................. 0,5

Индуктивность развязки Lp, мГн................................ 20.

Примечание — При определении параметров источника сигнала должны быть учтены характеристики цепей, подвергаемых испытаниям.

6.3.2.2    Связь через разрядники

Связь через разрядники является предпочтительным методом связи при подаче МИП на неэкранированные симметричные линии (линии связи), как показано на рисунке 12. Данный метод может быть также применен в тех случаях, когда емкостная связь при подаче помехи на несимметричные линии является невозможной из-за нарушения функционирования ИТС при подключении конденсатора связи (см. рисунок 11).

Устройство связи должно обеспечить распределение токов помехи при ее подаче на кабели, содержащие значительное число проводников. Сопротивления Rm в устройстве связи, предназначенном для подачи испытательных импульсов на неэкранированные симметричные линии, состоящие из п объединенных проводников при п£2 (см. рисунок 12), должны быть равны п х 25 Ом при использовании ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс).

Пример: п = 4, 1^ = 4 х 25 Ом = 100 Ом. С учетом выходного сопротивления ИГ МИП общая величина составит приблизительно 40 Ом. Если рассчитанное значение Rjj, превышает 250 Ом, применяют резисторы сопротивлением 250 Ом.

Связь через газонаполненные разрядники может быть улучшена путем применения конденсаторов, подключаемых параллельно разрядникам.

Пример: при передаче по линии сигналов с частотами ниже 5 кГц применяют конденсаторы емкостью С < 0,1 мкФ. При более высоких частотах конденсаторы не применяют.

Характеристики устройств связи/развязки при связи через разрядники должны быть следующими:

Сопротивление связи Rm...................................... п х 25 Ом (при п>:2)

Напряжение зажигания газонаполненного разрядника, В............. 90

Индуктивность развязки Lp, мГн (кольцевой сердечник, ток компенсирован) 20

Примечания

1    Исходя из условий функционирования ИТС, могут быть применены разрядники с более высоким напряжением зажигания.

2    Применение разрядников других видов допускается, если это не влияет на условия функционирования

ИТС.

7 Рабочее место для испытаний

7.1 Испытательное оборудование

На рабочем месте для испытаний должно быть следующее оборудование:

-    ИТС;

-    вспомогательные ТС;

-    кабели (установленных типов и длин);

-    устройство связи (емкостного типа или с использованием разрядников);

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

-    комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс), ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс);

-    устройство развязки и защитные устройства;

-    дополнительные резисторы 10 и 40 Ом (см. раздел Б.1 приложения Б).

7.2    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на цепи электропитания

Испытательные импульсы подают на цепи электропитания ИТС с использованием емкостной связи (см. рисунки 6, 7, 8, 9). Устройства развязки необходимы для того, чтобы избежать возможного влияния помех на оборудование, не подлежащее испытаниям, которое может быть подключено к тем же линиям электропитания, что ИТС, а также для обеспечения достаточного нагрузочного сопротивления для МИП с тем, чтобы на испытуемые линии мог быть подан импульс установленной формы.

Длина силового кабеля между ИТС и устройством развязки должна быть не более 2 м, если в стандарте на ТС конкретного вида не установлены иные требования.

Для обеспечения соответствующего сопротивления связи в определенных случаях применяют дополнительные резисторы (см. пояснения в разделе Б.1 приложения Б).

7.3    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на неэкранированные несимметричные соединительные линии

Как правило, МИП подают на соединительные линии с использованием емкостной связи в соответствии с рисунком 10. Устройства связи/развязки не должны оказывать влияние на функционирование ИТС. Альтернативный метод подачи испытательных импульсов (через разрядники), приведенный на рисунке 11, применяют при большой скорости передачи данных. Метод подачи МИП выбирают с учетом допустимой величины емкостной нагрузки и скорости передачи.

Если в стандарте на ТС конкретного вида не установлены иные требования, длина линии между ИТС и устройством развязки должна быть не более 2 м.

7.4    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на неэкранированные симметричные соединительные линии (линии связи) (рисунок 12)

Для симметричных соединительных линий (линий связи) метод емкостной связи, как правило, не применяют. Подачу помех осуществляют через газовые разрядники. Испытательное напряжение не устанавливают ниже напряжения зажигания разрядника (около 300 В для газового разрядника напряжением 90 В).

Примечание — Рассматривают проведение испытаний на помехоустойчивость двух видов:

-    при проверке аппаратурного уровня помехоустойчивости испытания проводят только при наличии в составе ИТС средств вторичной защиты и при малых степенях жесткости испытаний, например, при испытательном напряжении 0,5 или 1 кВ;

-    при проверке системного уровня помехоустойчивости испытания проводят с дополнительной первичной защитой при более высоких степенях жесткости испытаний, например, при испытательном напряжении 2 или 4 кВ.

Длина соединительной линии между ИТС и устройством развязки должна быть не более 2 м, если в стандарте на ТС конкретного вида не установлены иные требования.

7.5    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на экранированные кабели

В случае экранированных кабелей устройства связи и развязки не применяют. Испытательный импульс подают непосредственно на экраны (металлические корпуса) ИТС и соединенные с ними экраны кабелей в соответствии с рисунком 13. Если экраны кабелей соединены с корпусами ИТС на одном конце, применяют схему, приведенную на рисунке 14. Для развязки защитного провода сети электропитания должен быть использован изолирующий трансформатор. При испытаниях применяют экранированный кабель максимальной длины, предусмотренный в технической документации на ИТС. Если длина экранированного кабеля не определена в технической документации на ИТС, применяют кабель установленного типа длиной 20 м, уложенный в бухту таким образом, чтобы была обеспечена его минимальная индуктивность.

При подаче МИП на экранированные кабели руководствуются следующими правилами:

а)    если экран кабеля соединен с корпусами ИТС на обоих концах, подачу помехи осуществляют в соответствии с рисунком 13.

б)    если экран кабеля соединен с корпусом ИТС на одном конце, испытания проводят в соответствии с рисунком 14. При этом конденсатор С0 представляет собой емкость экрана кабеля по отношению к земле. Указанную емкость рассчитывают, исходя из величины погонной емкости экрана 100 пФ/м. Если иные требования не установлены в стандартах на ТС конкретного вида, допускается при испытаниях применять конденсатор емкостью 10 нФ.

При испытаниях выходное сопротивление ИГ МИП должно составлять 2 Ом. Дополнительные резисторы не применяют.

7

7.6    Рабочее место для испытаний при подаче МИН между корпусами ТС, входящих в систему

Испытания при подаче МИП между корпусами ТС, входящих в систему, в условиях разности потенциалов, возникающей в системе, проводят в соответствии с рисунком 13 для систем с экранированными кабелями и в соответствии с рисунком 14 для систем с неэкранированными кабелями или экранированными кабелями, экраны которых заземлены на одном конце.

7.7    Другие схемы рабочих мест для испытаний

Если ни один из методов связи, установленных в настоящем стандарте, использованных в приведенных выше схемах рабочих мест для испытаний, не может быть применен по условиям функционирования ИТС, допускается применять альтернативные методы (приемлемые в определенных случаях). Указанные методы должны быть установлены в стандартах на ТС конкретного вида.

7.8    Общие условия испытаний

Условия функционирования и условия установки ТС при испытаниях на помехоустойчивость должны соответствовать требованиям стандартов на ТС конкретного вида и технической документации на ТС.

8 Методы испытаний

8.1    Условия испытаний в испытательной лаборатории

Чтобы минимизировать влияние окружающей среды на результаты испытаний, испытания должны быть проведены в климатических условиях и условиях электромагнитной обстановки, установленных в 8.1.1 и 8.1.2.

8.1.1    Климатические условия

Испытания проводят при нормальных климатических условиях:

-    температуре окружающего воздуха — (25±10) °С;

-    относительной влажности воздуха — 25—75 %;

-    атмосферном давлении — 84—106,7 (630—800) кПа (мм рт. ст.).

Примечание — Иные требования должны бьггь установлены в стандартах на ТС конкретного вида. Если ТС испытывают при климатических условиях, отличных от указанных выше, температуру и относительную влажность воздуха отражают в протоколе испытаний

8.1.2    Электромагнитная обстановка

Электромагнитная обстановка в испытательной лаборатории не должна влиять на результаты испытаний.

8.2    Проведение испытаний

Характеристики функционирования ИГ МИП должны соответствовать установленным в 6.1.1 и 6.2.1; проверка ИГ МИП должна быть выполнена в соответствии с 6.1.2 и 6.2.2.

Испытания проводят в соответствии с программой испытаний, в которой устанавливают состав оборудования рабочего места для испытаний и следующие сведения (см. также раздел Б.2 приложения Б):

-    тип ИГ МИП и другого испытательного оборудования;

-    степени жесткости испытаний (ток/напряжение) (см. приложение А);

-    выходное сопротивление ИГ МИП;

-    полярность МИП;

-    условия запуска ИГ МИП (внутренний, внешний);

-    число подаваемых импульсов (применяют пять импульсов положительной полярности и пять импульсов отрицательной полярности для каждого случая подачи помехи, если иные требования не установлены в стандартах на ТС конкретного вида)-,

-    частоту подачи импульсов (не более одного импульса в минуту).

Примечание — Большинство обычно применяемых устройств защиты имеет ограниченную мощность рассеивания, даже если их конструкция обеспечивает прохождение значительных токов. Поэтому частота повторения МИП должна быть установлена с учетом характеристик устройств защиты, встроенных в ИТС;

-    входные и выходные цепи, подлежащие испытаниям.

Примечание — В случаях нескольких одинаковых цепей испытания могут быть проведены на их ограниченном числе;

8

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

-    представительные режимы функционирования ИТС;

-    последовательность подачи испытательных импульсов на различные цепи;

-    сдвиг по фазе импульсов напряжения (тока) по отношению к переменному напряжению в сети электропитания (для цепей электропитания переменного тока);

-    условия установки ТС [для моделирования реальных условий заземления ТС может быть заземлено: при электропитании от сети переменного тока — нейтральный провод, при электропитании от источника постоянного напряжения — (+) или (—)].

Если иные требования не установлены в стандартах на ТС конкретного вида, МИП синхронизируют с частотой сетевого напряжения и подают в моменты прохождения кривой напряжения через нуль и амплитудные значения положительной и отрицательной полярности.

МИП подают по схеме «провод—провод» и «провод (провода)—земля». При испытаниях по схеме «провод—земля» импульсы подают поочередно между каждым из проводов и землей, если иные требования не установлены в стандарте на ТС конкретного вида.

Примечание — При использовании комбинированного ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс) для подачи помех по схеме «провод—земля» на соединительные линии (линии связи) при числе проводов более двух число подаваемых импульсов может быть уменьшено.

Испытание ТС, электропитание которых может осуществляться от однофазной двухпроводной сети, проводят при подаче МИП на цепи электропитания по схеме «провод—провод».

Испытание ТС, электропитание которых осуществляется от однофазной трехпроводной сети, проводят при подаче МИП по схеме «провод—провод» и «провод—земля».

Испытание ТС, электропитание которых осуществляется от трехфазной трехпроводной или четырехпроводной сети, проводят при подаче МИП по схеме «провод—провод».

Испытание ТС, электропитание которых осуществляется от трехфазной пятипроводной сети, проводят при подаче МИП по схеме «провод—провод» и «провод—земля».

При проведении испытаний учитывают возможную нелинейность вольтамперной характеристики ИТС. Поэтому испытательное напряжение должно последовательно увеличиваться до достижения степени жесткости испытаний, установленной в стандарте на ТС конкретного вида или в плане испытаний.

Качество функционирования ИТС должно быть подтверждено для установленной и всех низших степеней жесткости испытаний. При проверке вторичной защиты напряжение ИГ МИП повышают до напряжения срабатывания первичной защиты.

При отсутствии источников сигналов, обеспечивающих функционирование ИТС, их заменяют имитаторами. Степени жесткости испытаний ни при каких условиях не должны превышать величин, установленных в стандартах на ТС конкретного вида. На цепи ИТС для выявления всех критических точек рабочего цикла подают достаточное число положительных и отрицательных испытательных импульсов. При проведении приемочных и сертификационных испытаний используют ТС, ранее не подвергавшиеся испытаниям на устойчивость к МИП, или заменяют в них встроенные устройства защиты.

9 Результаты испытаний и протокол испытаний

Данный раздел определяет порядок оценки результатов испытаний и подготовки протокола испытаний, относящихся к настоящему стандарту.

Многообразие и различия ТС и систем, подлежащих испытаниям, затрудняют установление результатов воздействия МИП на ТС и системы.

Результаты испытаний должны быть классифицированы на основе приведенных ниже критериев качества функционирования, если иные требования не установлены в стандартах на ТС конкретного вида или в технической документации на ТС.

Критерий А. Нормальное функционирование в соответствии с установленными требованиями.

Критерий В. Временное ухудшение качества функционирования или прекращение выполнения установленной функции с последующим восстановлением нормального функционирования, осуществляемым без вмешательства оператора.

Критерий С. Временное ухудшение качества функционирования или прекращение выполнения установленной функции, которые требуют вмешательства оператора или перезапуска системы.

Критерий D. Ухудшение качества функционирования или прекращение выполнения установленной функции, которые не подлежат восстановлению оператором из-за повреждения оборудова-

9

ния (компонентов), нарушения программного обеспечения или потери данных.

ИТС не должно становиться опасным или ненадежным в результате воздействия помех видов, регламентированных в настоящем стандарте.


Протокол испытаний должен включать условия проведения испытаний и результаты испытаний.

U — источник высокого напряжения; R3 — зарядный резистор; Сн — зарядный конденсатор; Ид], Лд2 — резисторы, определяющие длительность импульса; Rbh — резистор, определяющий выходное полное сопротивление ИГ; Ьф — индуктивность, определяющая время нарастания импульса

Рисунок 1 — Упрощенная схема комбинированного ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс)

Примечание — В публикациях МЭК длительность фронта импульса и длительность импульса определяется либо в соответствии с [2], либо в соответствии с [3].


В настоящем стандарте при определении временных параметров импульсов напряжения и тока и установлении требований к комбинированному ИГ МИП (1/50 мкс— 6,4/16 мкс) использована методика измерений в соответствии с [2] (рисунки 2, 3)


Таблица 2 — Определение временных параметров МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс)

При измерениях в соответствии с [2]

При измерениях в соответствии с [3]

Параметр импульса

Длительность фронта (время нарастания), мкс

Длительность импульса, мкс

Длительность фронта, мкс

Длительность импульса, мкс

Напряжение в режиме холостого хода

1

50

1,2

50

Ток в режиме короткого замыкания

6,4

16

8

20

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

Рисунок 2 — Типовая форма импульса напряжения (1/50 мкс)

Длительность фронта Tj = 6,4 мкс ±20 %; длительность импульса Т2 = 16мкс ±20 % Рисунок 3 — Типовая форма импульса тока (6,4/16 мкс)

П

U — источник высокого напряжения; Ra — зарядный резистор; Си — зарядный конденсатор (20 мкФ); Яд — резистор, определяющий длительность импульса (50 Ом); Rbhi, Rbh2 — резисторы, определяющие выходное сопротивление ИГ (Rbhi =15 Ом, Rbh2 — 25 Ом); Сф — конденсатор, определяющий длительность фронта импульса (0,2 мкФ); П — ключ, замыкаемый при использовании внешнего согласующего резистора

Рисунок 4 — Упрощенная схема ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс)

11

Таблица 3 — Определения временных параметров МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс)

Параметр импульса

В соответствии с [2]

В соответствии с [1]

Длительность фронта (время нарастания), мкс

Длительность импульса, мкс

Длительность фронта, мкс

Длительность импульса, мкс

Напряжение в режиме холостого хода

6,5

700

10

700

Ток в режиме короткого замыкания

4

300


Примечание — В публикациях МЭК и МСЭ-Т длительность фронта импульса и длительность импульса определяются либо в соответствии с [2], либо в соответствии с [1].


В настоящем стандарте при определении временных параметров импульсов напряжения и тока и установлении требований к ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс) использована методика измерений в соответствии с [2] (рисунок 5)



Длительность фронта Tj = 6,5 мкс ±30 %; длительность импульса Т2 = 700 мкс ±20 % Рисунок 5 — Типовая форма импульса напряжения (6,5/700 мкс)


Сеть

электропитания

переменного

(постоянного)

тока

Рисунок 6 — Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод» с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока или сети постоянного тока (в соответствии с 7.2)


L — фазный провод; N — нейтральный провод; РЕ — защитное заземление


ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)


Рисунок 7 — Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—земля» с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока или сети постоянного тока (в соответствии с 7.2)


J-

JL

Сеть l3

переменного тока ^

РЕ

L J—L РХХ-


X


Комбинированный

ИГ МИП

Устройство развязки

Ц, L^, Lj — фазные провода

Рисунок 8 — Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод» с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от трехфазной сети

переменного тока (в соответствии с 7.2)


13


ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)


Сеть электропитания переменного тока

Рисунок 9 — Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—земля» с использованием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от трехфазной сети переменного тока (в соответствии с 7.2); выход ИГ МИП заземлен


14


ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)


Рисунок 10 — Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод/провод—земля» с использованием емкостной связи на неэкранированные соединительные линии (в соответствии с 7.3)


15


ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

Содержание

Введение...................................................................Y

1    Область применения и цель.................................................. 1

2    Нормативные ссылки....................................................... 2

3    Общие положения.......................................................... 2

3.1    Коммутационные переходные процессы...................................... 2

3.2    Молниевые разряды..................................................... 2

3.3    Имитация переходных процессов........................................... 2

4    Определения.............................................................. 2

5    Степени жесткости испытаний................................................ 3

6    Испытательное оборудование................................................. 3

6.1    Комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс)........................... 3

6.2    ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс) в соответствии с [1]......................... 4

6.3    Устройства связи/развязки................................................ 5

7    Рабочее место для испытаний................................................. 6

7.1    Испытательное оборудование.............................................. 6

7.2    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на цепи электропитания............ 7

7.3    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на неэкранированные несимметричные

соединительные линии.................................................. 7

7.4    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на неэкранированные симметричные

соединительные линии (линии связи) (рисунок 12)............................. 7

7.5    Рабочее место для испытаний при подаче МИП на экранированные кабели.......... 7

7.6    Рабочее место для испытаний при подаче МИП между корпусами ТС, входящих в систему. . 8

7.7    Другие схемы рабочих мест для испытаний................................... 8

7.8    Общие условия испытаний................................................ 8

8    Методы испытаний......................................................... 8

8.1    Условия испытаний в испытательной лаборатории.............................. 8

8.2    Проведение испытаний.................................................. 8

9    Результаты испытаний и протокол испытаний..................................... 9

Таблицы

1    Степени жесткости испытаний............................................... 3

2    Определение временных параметров МИП (1/50 икс —    6,4/16 мкс)...................10

3    Определение временных параметров МИП (6,5/700 мкс    —    4/300 мкс)..................12

А1 Выбор степеней жесткости испытаний (в зависимости от условий эксплуатации).........19

Рисунки

1    Упрощенная схема комбинированного ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс)................10

2    Типовая форма импульса напряжения (1/50 мкс)....................................11

3    Типовая форма импульса тока (6,4/16 мкс)........................................11

4    Упрощенная схема ИГ МИП (6,5/700 икс — 4/300 икс).............................11

5    Типовая форма импульса напряжения (6,5/700 мкс).................................12

III

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)


X


Комбинированный

игмип

Вспомо

гательное

устрой

ство

Рисунок 11 — Схема рабочего места для испытаний 1фи подаче МИП по схеме «провод—провод/провод—земля» с использованием связи через разрядники на неэкранированные несимметричные линии (в соответствии с 7.3)


16


ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

6    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод» с использо

ванием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока или сети постоянного тока (в соответствии с 7.2)............................12

7    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—земля» с использо

ванием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока или сети постоянного тока (в соответствии с 7.2)............................13

8    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод» с использо

ванием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от трехфазной сети переменного тока (в соответствии с 7.2).................................................13

9    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—земля» с использо

ванием емкостной связи на ИТС, питание которого осуществляется от трехфазной сети переменного тока (в соответствии с 7.2); выход ИГ МИП заземлен.............................14

10    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод/провод—

земля» с использованием емкостной связи на неэкранированные соединительные линии (в соответствии с 7.3)...........................................................15

11    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод/провод—

земля» с использованием связи через разрядники на неэкранированные несимметричные линии (в соответствии с 7.3).........................................................16

12    Схема рабочего места для испытаний при подаче МИП по схеме «провод—провод/провод—

земля» с использованием связи через разрядники на неэкранированные симметричные линии (линии связи) (в соответствии с 7.4)..............................................17

13    Схема рабочего места для испытаний при непосредственной подаче МИП на экранированные кабели (в соответствии с 7.5) и при подаче МИП между корпусами ТС (в соответствии с 7.6) . . 18

7.6).......................................................................18

Б.1 Схема защиты с использованием экранированного кабеля в зданиях с общей системой заземления.................................................................22

Б.2 Схема вторичной защиты в зданиях с раздельными системами заземления..............22

Б.З Схема первичной и вторичной защиты ТС, установленных в здании и вне здания........23

Приложения

А Выбор степеней жесткости испытаний..........................................19

Б Пояснения...............................................................20

Библиография...............................................................24

14    Схема рабочего места для испытаний при непосредственной подаче МИП на неэкранированные кабели и экранированные кабели для случая, когда экран кабеля соединен с корпусом ИТС на одном конце (в соответствии с 7.5) и при подаче МИП между корпусами ТС (в соответствии с

Г/

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

Введение

Стандарт МЭК 61000-4-5—95 является частью стандартов МЭК серии 61000 «Электромагнитная совместимость» согласно следующей структуре:

Часть 1 Основы

Общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы)

Определения, терминология

Часть 2 Электромагнитная обстановка Описание электромагнитной обстановки Классификация электромагнитной обстановки Уровни электромагнитной совместимости

Часть 3 Нормы Нормы помехоэмиссии

Нормы помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию)

Часть 4 Методы испытаний и измерений Методы измерений Методы испытаний

Часть 5 Руководства по установке и помехоподавлению Руководства по установке Руководства по помехоподавлению

Часть 6 Общие стандарты

Часть 9 Разное

Каждая часть подразделяется на разделы, которые могут быть опубликованы как международные стандарты либо как технические отчеты.

Настоящая часть представляет собой международный стандарт, который устанавливает требования помехоустойчивости и методы испытаний применительно к напряжениям и токам микросе-кундных импульсных помех большой энергии.

V

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Совместимость технических средств электромагнитная

УСТОЙЧИВОСТЬ К МИКРОСЕКУНДНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПОМЕХАМ

БОЛЬШОЙ энергии

Требования и методы испытаний

Electromagnetic compatibility of technical equipment. Microsecond high energy pulse disturbance immunity.

Requirements and test methods

Дата введения 2001—01—01

1 Область применения и цель

Настоящий стандарт распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и оборудование (далее в тексте — технические средства) и устанавливает требования и методы испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к воздействию микросекундных импульсных помех большой энергии (МИП), вызываемых перенапряжениями, возникающими в результате коммутационных переходных процессов и молниевых разрядов. Степени жесткости испытаний на устойчивость к МИП определяются для различных условий электромагнитной обстановки и условий эксплуатации.

Целью стандарта является установление основы для оценки качества функционирования ТС при воздействии на них МИП в линиях электропитания и соединительных линиях.

Настоящий стандарт устанавливает:

-    степени жесткости испытаний;

-    требования к испытательному оборудованию;

-    состав рабочих мест для испытаний;

-    методы испытаний.

Установленные стандартом испытания предназначены для выявления реакции испытуемого ТС (ИТС) в определенных режимах функционирования на воздействие МИП, создаваемых коммутационными процессами и молниевыми разрядами.

Настоящий стандарт не применяют при испытаниях прочности изоляции ТС в условиях воздействия высоковольтных напряжений. Прямые молниевые разряды в стандарте не учитываются.

Стандарт не устанавливает испытаний, применяемых для конкретных ТС или систем. Его главной задачей является обеспечение всех заинтересованных технических комитетов по стандартизации, разрабатывающих стандарты на продукцию, общими ссылочными данными. Технические комитеты по стандартизации (или изготовители ТС) несут ответственность за выбор видов и степеней жесткости испытаний, применяемых для ТС.

Установленные настоящим стандартом требования должны быть приведены в стандартах на ТС конкретного вида и технической документации на ТС.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

Содержание стандарта МЭК 61000-4-5—95 набрано прямым шрифтом, дополнительные требования к стандарту МЭК 61000-4-5, отражающие потребности экономики страны, — курсивом.

Издание официальное

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТР 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ 14777-76 Радиопомехи индустриальные. Термины и определения

ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения

ГОСТ Р 51318.22-99 (СИСПР 22—97) Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от оборудования информационных технологий. Нормы и методы испытаний

3    Общие положения

3.1    Коммутационные переходные процессы

Коммутационные переходные процессы могут быть разделены на группы, связанные с:

а)    переключениями в мощных системах электроснабжения, например, коммутацией конденсаторных батарей;

б)    переключениями в системах электроснабжения малой мощности в непосредственной близости от ТС или с изменениями нагрузки в электрических распределительных системах;

в)    резонансными колебаниями напряжения в электрических сетях, обусловленными работой таких переключающих приборов, как тиристоры;

г)    повреждениями в системах, такими как короткие замыкания на землю и дуговые разряды в электрических установках.

3.2    Молниевые разряды

Процессы образования МИП при молниевых разрядах в основном сводятся к следующему:

а)    при непосредственном ударе молнии в наружную (вне здания) цепь напряжение МИП образуется вследствие протекания большого тока разряда по наружной цепи и цепи заземления;

б)    при косвенном ударе молнии (внутри облака, между облаками или в находящиеся вблизи объекты) образующиеся электромагнитные поля индуцируют напряжения или токи в проводниках наружных и (или) внутренних цепей;

в)    при ударе молнии в грунт разрядный ток, протекая по земле, может создать разность потенциалов в системе заземления ТС.

Быстрые изменения напряжения или тока при срабатывании защитных устройств могут также приводить к образованию МИП во внутренних цепях.

3.3    Имитация переходных процессов

а)    характеристики испытательного генератора (ИГ) МИП установлены таким образом, что ИГ МИП с максимальным подобием имитирует указанные выше явления;

б)    если источник помех и ИТС находятся в одной цепи, например, в цепи электропитания (непосредственная связь), ИГ МИП имитирует источник с низким внутренним сопротивлением, подключенный к ИТС;

б) если источник помех не находится в цепи, подключенной к ИТС (косвенная связь), ИГ МИП может имитировать источник с высоким внутренним сопротивлением.

4    Определения

В настоящем стандарте использованы термины, установленные в ГОСТ 14777, ГОСТ30372/ТОСТ Р 50397, а также следующие:

4.1    Устройство связи — электрическое устройство, предназначенное для передачи МИП из одной цепи в другую.

4.2    Устройство развязки — электрическое устройство, предназначенное для предотвращения воздействия МИП, подаваемых на ИТС, на устройства, оборудование или системы, не подвергаемые испытаниям.

4.3    Соединительные линии — линии ввода-вывода, линии связи, симметричные линии.

4.4    Первичная защита — средства, предотвращающие распространение большей части энергии помехи за установленные границы.

4.5    Вторичная защита — средства, с помощью которых подавляется энергия помехи, прошед-

2

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

шей через первичную защиту. Вторичной защитой может служить отдельно применяемое устройство или элементы, входящие в состав ТС, обладающие заданными характеристиками.

4.6    Импульс тока, напряжения или мощности при распространении волны — волна тока, напряжения или мощности переходного процесса, распространяющаяся вдоль линии или цепи и характеризующаяся быстрым нарастанием и медленным снижением.

4.7    Длительность фронта (время нарастания) импульса — интервал времени между моментами, когда мгновенное значение импульса впервые достигает 10 и 90 % его пиковой величины.

4.8    Длительность импульса — интервал времени между моментами, когда мгновенные значения переднего и заднего фронтов импульса составляют 0,5 от пикового значения.

4.9    Система — совокупность взаимосвязанных ТС, созданная для выполнения установленной функции.

Примечание — Предполагается, что система отделена от окружающей электромагнитной обстановки и других систем воображаемой поверхностью, пересекаемой соединительными линиями между данной системой и другими системами. Через эти линии окружающая электромагнитная обстановка и внешние системы воздействуют на данную систему и, с другой стороны, данная система воздействует на окружающую электромагнитную обстановку и внешние системы.

5 Степени жесткости испытаний

Степени жесткости испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Степени жесткости испытаний

Степень жесткости испытаний

Значение импульса напряжения на ненагруженном выходе ИГ, кВ ±10 %

1

2

3

4 X

0,5

1,0

2,0

4,0

Специальное

Примечание — X представляет собой открытую степень жесткости испытаний, которая может быть установлена в стандартах на ТС конкретного вида и в технической документации на ТС

Рекомендации по выбору степеней жесткости испытаний при подаче МИП на различные цепи ТС приведены в приложении А.

Степени жесткости испытаний выбирают в соответствии с условиями эксплуатации ТС. Классы условий эксплуатации приведены в разделе Б.З приложения Б.

При проведении испытаний качество функционирования ТС должно быть подтверждено для каждой степени жесткости испытаний от первой до установленной включительно.

6 Испытательное оборудование

6.1 Комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс)

Упрощенная схема комбинированного ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 икс) приведена на рисунке 1. Значения ЯД1, Rfl2, R„H, Ьф и Сн должны быть выбраны таким образом, чтобы в режиме холостого хода длительность фронта импульса напряжения на выходе ИГ составляла 1 мкс, длительность импульса — 50 мкс; в режиме короткого замыкания длительность фронта импульса тока ИГ составляла 6,4 мкс, длительность импульса — 16 мкс. ИГ должен иметь эффективное выходное сопротивление не более 2 Ом.

Эффективное выходное сопротивление ИГ МИП определяют для удобства как отношение пикового значения импульса напряжения на выходе ИГ в режиме холостого хода к пиковому значению импульса тока в режиме короткого замыкания.

На ИГ такого рода с временными параметрами напряжения в режиме холостого хода 1/50 мкс и тока в режиме короткого замыкания 6,4/16 мкс ссылаются в дальнейшем как на комбинированный ИГ МИП (1/50 икс - 6,4/16 икс).

3

6.1.1 Характеристики комбинированного ИГ МИП (1/50мкс — 6,4/16мкс)

В диапазоне от 0,5 до 4,0 (не менее)

См. рисунок 2 и таблицу 2 ±10

В диапазоне от 0,2 до 2,0 (не менее)

См. рисунок 3 и таблицу 2 ±10

Положительная/отрица-

тельная

Должен изменяться от 0 до 360

Должен составлять не менее 1 мин.

Выходное напряжение в режиме холостого хода:

пиковое значение, кВ.....................................

типовая форма импульса напряжения.........................

погрешность установки выходного напряжения, %, не более........

Выходной ток в режиме короткого замыкания:

пиковое значение, кА.....................................

типовая форма импульса тока...............................

погрешность установки выходного тока, %, не более..............

Полярность.............................................

Спщг по фазе импульсов гапряжшия (тока) по отношению к переменному

напряжению в сети питания, град............................

Интервал между импульсами................................

Выход ИГ МИП должен быть незаземленным.

В конструкции ИГ МИП должны быть предусмотрены дополнительные резисторы (10 или 40 Ом) для увеличения значения выходного сопротивления ИГ при определенных условиях испытаний (см. разделы 7 и Б.1 приложения Б). При их применении и подключенных устройствах связи/развязки форма импульса напряжения в режиме холостого хода и форма импульса тока в режиме короткого замыкания не будут удовлетворять параметрам 1/50 мкс и 6,4/16 мкс соответственно.

6.1.2 Проверка характеристик ИГ МИП

Для обеспечения воспроизводимости результатов испытаний, проводимых с применением различных ИГ, характеристики ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс) должны быть проверены. С этой целью необходима следующая процедура измерений наиболее существенных характеристик ИГ МИП. Выход ИГ МИП подключают к измерительной системе, обладающей достаточной полосой частот и линейностью для измерения параметров импульсов. Характеристики ИГ МИП измеряют в режиме холостого хода (нагрузка не менее 10 кОм) и в режиме короткого замыкания (нагрузка не более 0,1 Ом) при одних и тех же заданных напряжениях.

Примечание — Ток короткого замыкания должен быть не менее 0,25 кА при напряжении холостого хода 0,5 кВ и не менее 2 кА при напряжении холостого хода 4 кВ.

6.2 ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс) в соответствии с [1]

Упрощенная схема ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300 мкс) приведена на рисунке 4. Значения R3, Сн, Яд, Rj,h1, R^, Сф должны быть выбраны таким образом, чтобы ИГ обеспечивал параметры импульса напряжения 6,5/700 мкс и импульса тока 4/300 мкс.

6.2.1 Характеристики ИГ МИП (6,5/700мкс — 4/300мкс)

Выходное напряжение в режиме холостого хода:

пиковое значение, кВ........................................ В диапазоне от 0,5 до 4,0

(не менее)

типовая форма импульса напряжения............................ См. рисунок 5 и таблицу 3

погрешность установки выходного напряжения, %, не более........... ±10

Выход ной ток в режиме короткого замыкания:

пиковое значение, А......................................... В диапазоне от 12 до 100

(не менее)

типовая форма импульса тока.................................. См. таблицу 3

погрешность установки выходного тока, %, не более................. ±10

Полярность................................................ Положительная/отрица-

Должен составлять не менее 1 мин.

тельная

Интервал между импульсами............

Выход ИГ должен быть незаземленным.

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

6.2.2 Проверка характеристик ИГ МИП

Условия проверки должны соответствовать установленным в 6.1.2 с учетом примечания, приведенного ниже.

Примечание — Ток короткого замыкания должен быть не менее 12,5 А при напряжении холостого хода 0,5 кВ и не менее 100 А при напряжении холостого хода 4 кВ.

Уровни индустриальных радиопомех, создаваемых включенными комбинированным ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс) и ИГ МИП (6,5/700 мкс — 4/300мкс) при отсутствии генерации импульсов, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51318.22 для оборудования класса Б.

Комбинированный ИГ МИП (1/50 мкс — 6,4/16 мкс) и ИГ МИП (6,5/700мкс — 4/300 мкс) должны быть аттестованы по ГОСТ Р 8.568. При аттестации определяют действительные значения всех характеристик ИГ МИП, установленных в 6.1.1, 6.1.2, 6.2.1 и 6.2.2.

6.3 Устройства связи/развязки

Устройства связи/развязки не должны оказывать существенного влияния на параметры ИГ, например, допустимые отклонения выходного напряжения и тока, установленные в 6.1.1 и 6.2.1.

Исключением является связь через разрядники.

Примечание — Для уменьшения ударного возбуждения применяют материалы, вносящие потери в катушки индуктивности.

При увеличении выходного сопротивления ИГ МИП с 2 Ом до 12 или 42 Ом в соответствии с требованиями к составу рабочих мест для испытаний длительность испытательных импульсов на выходе устройства связи может существенно изменяться.

Каждое устройство связи/развязки должно удовлетворять требованиям, установленным в 6.3.1,

6.3.2.

6.3.1    У с тр о й с тв а связи/развязки, применяемые при подаче МИП на цепи электропитания переменного и постоянного тока (применяют только с ко м б и н и р о в ан н ы м ИГ МИП {1/50 мкс — 6,4/16 икс)

6.3.1.1    Емкостная связь для цепей электропитания

Емкостная связь для цепей электропитания обеспечивает подачу испытательного напряжения по схеме «провод—провод» или «провод—земля» с одновременным подключением устройства развязки.

Схемы рабочих мест для испытаний ТС, питание которых осуществляется от однофазной сети переменного тока или от сети постоянного тока, приведены на рисунках 6, 7; от трехфазной сети — на рисунках 8, 9.

Характеристики устройств связи/развязки должны быть следующими:

Емкость конденсатора связи С, мкФ............................. 9    или    18    (см.    схемы    рабо

чих мест для испытаний)

Индуктивность развязки для сети электропитания Lp, мГн............ 1,5.

Напряжение перекрестной помехи от испытательного импульса на сетевых входах устройства развязки для цепей, не подвергаемых воздействию, не должно превышать 15 % максимального значения импульса применяемого испытательного напряжения. Напряжение помехи от испытательного импульса на сетевых входах устройства развязки для цепей, подвергаемых воздействию, не должно превышать большего из двух значений: либо 15 % максимального значения импульса применяемого испытательного напряжения, либо двойного амплитудного значения напряжения сети. При этом сеть питания и ИТС должны быть отсоединены от устройства развязки.

Указанные выше требования для однофазных сетей электропитания (фазного, нейтрального и защитного проводников) должны удовлетворяться также для трехфазных систем электропитания.

6.3.1.2    И н д у кт и в н ая связь для цепей электропитания

На рассмотрении.

6.3.2    Устройства связи/развязки для соединительных линий

При подаче МИП на соединительные линии должны учитываться особенности функционирования ТС и условия его применения.

Примерами методов связи являются емкостная связь и связь через разрядники.

Испытания ТС при подаче МИП на соединительные линии с использованием различных методов связи (рисунки 10—12) могут в отдельных случаях приводить к различиям в результатах

5