МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

IEC 61000-4-31-2019

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ (ЭМС)

Часть 4-31

Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к широкополосным кондуктивным помехам, воздействующим на порты электропитания переменного тока

(IEC 61000-4-31:2016, ЮТ)

Издание официальное

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1 0 «Межгосударственная система стандартизации Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом «Научно-испытательный центр «САМТЭС» (ЗАО НИЦ «САМТЭС») и Техническим комитетом по стандартизации ТК 030 «Электромагнитная совместимость технических средств» на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 октября 2019 г № 123-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны поМК<ИС0 3166) 004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстамдарт Россия RU Росстандарт Узбекистан U Z Узстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2019 г. № 1113-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61000-4-31-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2020 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61000-4-31:2016 «Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-31. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к широкополосным кондуктивным помехам, воздействующим на порты электропитания переменного тока» («Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-31: Testing and measurement techniques — AC mains ports broadband conducted disturbance immunity test», IDT],

Международный стандарт IEC 61000-4-31:2016 подготовлен Подкомитетом 77В «Высокочастотные электромагнитные явления» Технического комитета ТС 77 «Электромагнитная совместимость (ЭМС)» Международной электротехнической комиссии (IEC).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случав пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

© Стандартинформ, оформление, 2019

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Радиочастотный входной порт

6.2.3 УСР для кабелей, не подвергаемых испытаниям

6.2.3.1    Общие положения

В этих устройствах цепи связи и развязки размещены в одном корпусе. Пример устройства связи и развязки для подключения к порту электропитания (кроме сети переменного тока) показан на рисунке 5 В таблице 4 приведены сведения об использовании УСР различного типа по IEC 61000-4-6:2013. приложение D. Применяемые УСР не должны оказывать существенного влияния на функциональные сигналы. Нормы степени такого влияния могут быть установлены в стандартах на продукцию.

УСР по 6.2.3 для целей развязки или для создания полного сопротивления ИО должны соответствовать требованиям IEC 61000-4-6.

6.2.3.2    УСР для линий электропитания, кроме сети переменного тока

Устройства связи/развязки типов CDN-M1, CDN-M2 и CDN-M3 no IEC 61000-4-6 предназначены для использования во всех портах электропитания, за исключением сетевых портов переменного тока.

Таблица 4 — Использование УСР

Тип линии Примеры Тип УСР Порты электропитания (кроме сети переменного тока) и заземления 24 В постоянного тока в промышленных установках, подключение заземления CDN-Mx по IEC 61000-4-6 2013. рисунок D 2 Экранированные кабели Коаксиальные кабели, кабели для подключения по локальной сети и USB Кабели для аудиосистем CDN-Sx по IEC 61000-4-6 2013, рисунок D 1 Неэкранированные симметричные линии связи Цифровые абонентские линии, телефонные линии CDN-Tx по IEC 61000-4-6 2013, рисунки D 4. D.5, D 7 и приложение Н Неэкранированные несимметричные линии связи Любая линия связи, не относящаяся к другим группам CDN-AFx или CDN-Mx по IEC 61000-4-6 2013, рисунки D 3 и D 6

Радиочастотный входной порт

Рисунок 5 — Пример устройства связи и развязки для портов электропитания, кроме сети переменного тока

6.2.3.3    Неэкранированные симметричные линии

Для ввода сигналов в неэкранированные кабельные симметричные линии связи и развязки сигналов следует использовать УСР типов CDN-T2, CDN-T4 или CDN-T8 по IEC 61000-4-6:

-    CDN-T2 — для кабеля с одной симметричной парой (два провода);

-    CDN-T4 — для кабеля с двумя симметричными парами (четыре провода);

-    CDN-T8 — для кабеля с четырьмя симметричными парами (восемь проводов).

6.2.3.4    Ввод и развязка для неэкранированных несимметричных линий

Для ввода сигналов в неэкранированный кабель с несимметричными линиями и развязки сигналов может быть использовано подходящее УСР из группы CDN-X по IEC 61000-4-6, например типа CDN-AF2 для двухпроводной или типа CDN-AF8 для восьмипроводной линии.

6.2.3.5    Ввод и развязка для экранированных кабелей

Для ввода сигналов в экранированный кабель и развязки сигналов может быть использовано, например, УСР типа CDN-S1 по IEC 61000-4-6.

6.2.3.6    Цепи развязки

Устройство развязки обычно содержит несколько катушек индуктивности для того, чтобы обеспечить высокое значение полного сопротивления во всей полосе испытательных частот. Значение индуктивности. в зависимости от материала используемых ферритовых сердечников, должно составлять не менее 280 мкГн на частоте 150 кГц.

Индуктивное сопротивление устройства развязки должно быть достаточно высоким — не менее 260 Ом на частотах до 24 МГц и не менее 150 Ом на частотах свыше 24 МГц. Указанное значение индуктивности может быть достигнуто либо намоткой нескольких витков на ферритовые кольца, либо путем использования нескольких ферритовых колец, надетых на кабель (обычно в виде охватывающей трубки).

Примечание — Технические характеристики элементов развязки приведены в IEC 61000-4-6

УСР могут использоваться в качестве развязывающих цепей с радиочастотным ненагружен-ным входным портом. Предназначенные для этой цели УСР должны соответствовать требованиям IEC 61000-4-6.

6.3 Верификация испытательных систем

6.3.1    Общие положения

Испытательная система (включая испытательный генератор и УСРС) должна обеспечивать ввод стабильного широкополосного испытательного сигнала с равномерной частотной характеристикой (ЧХ) в сетевой порт переменного тока ИО в испытательной полосе частот.

Характеристики испытательного генератора и УСРС приведены в 6.1 и 6.2.2. параметры указаны в таблицах 2 и 3 соответственно.

Методика калибровки равномерности ЧХ и установки уровня широкополосного испытательного сигнала, подаваемого на ИО, приведена в 6.3.2—6.4.

6.3.2    Процедура проверки равномерности ЧХ испытательного генератора

Неравномерность ЧХ широкополосного сигнала, поступающего от испытательного генератора на

УСРС, должна быть не более ±3 дБ в испытательной полосе частот.

Калибровку равномерности ЧХ сигнала в испытательной полосе частот осуществляют с помощью анализатора спектра с полосой разрешения (100 ± 30) кГц. Измерительная установка показана на рисунке 6а), а типовая ЧХ выходного сигнала испытательного генератора приведена на рисунке 6Ь).

Примечание — Дополнительная информация о формировании испытательного сигнала приведена в приложении В.

Дополнительный аттенюатор применяют для предотвращения перегрузки или повреждения анализатора спектра.

а) Испытательная установка для калибровки выходного широкополосного сигнала испытательного генератора Испытательный уровень

Ь) Типовой спектр выходного широкополосного сигнала испытательного генератора Рисунок 6 — Испытательная установка для измерения неравномерности ЧХ и параметров испытательного сигнала

6.3.3 Процедура проверки вносимых потерь УСРС с использованием трансформаторных клещей связи

Трансформаторные клещи связи используют для калибровки уровня симметричного сигнала между фазным проводом и нейтралью, и проверки характеристик системы ввода (которая частично включает в себя УСРС). При вводе испытательного сигнала в радиочастотный входной порт УСРС трансформаторные клещи связи используют для калибровки уровня симметричного сигнала между зажимами L и N.

Трансформаторные клещи связи преобразуют полное входное сопротивление 50 Ом несимметричного входа/выхода в сопротивление 100 Ом симметричного входа/выхода во всей испытательной полосе частот. Пример электрической схемы трансформаторных клещей связи приведен на рисунке 7.

	Порт УСРС
Рисунок 7 — Типовая электрическая схема трансформаторных клещей связи, состоящих из переходного трансформатора 50—100 Ом и двух конденсаторов связи емкостью по 0.1 мкФ

Вносимые потери трансформаторных клещей связи измеряют по методике, приведенной на рисунках 8а)—8с). Для определения вносимых потерь трансформаторных клещей связи, а также УСРС должно быть проведено по три независимых измерения каждого образца.

Вначале осуществляют калибровку векторного анализатора электрических цепей на концах кабеля. используя полную двухпортовую калибровку по методу «прямое соединение-разрыв-короткое замыкание-согласованная нагрузка» (TOSM). Векторный анализатор, при отсутствии, может быть заменен генератором сигналов и приемником. Затем выполняют измерения в соответствии с методикой, показанной на рисунках 8а)—8с) (порт сети переменного тока УСРС симметрично нагружен на 100 Ом). Вносимые потери трансформаторных клещей связи и УСРС вычисляют следующим образом: трансформаторные клещи связи 1: Л, = 0.5 • (А_]2 + А₁₃ - А^; трансформаторные клещи связи 2: А₂ = 0.5 • (А₁₂ ♦ А₂₃- А₁₃);

УСРС. А₃ = 0.5 • (А₁₃ + А₂₃ - А₁₂), где А, — вносимые потери трансформаторных клещей связи 1;

А₂ — вносимые потери трансформаторных клещей связи 2;

А₃ — вносимые потери УСРС;

А, ₂—сумма вносимых потерь трансформаторных клещей связи 1 и трансформаторных клещей связи 2 (см. рисунок 8а)];

А,₃ — сумма вносимых потерь трансформаторных клещей связи 1 и УСРС [см. рисунок 8Ь)];

А₂₃ — сумма вносимых потерь трансформаторных клещей связи 2 и УСРС [см. рисунок 8с)].

Ю

Вносимые потери трансформаторных клещей связи не должны превышать 1 дБ в используемой полосе частот. Неравномерность вносимых потерь УСРС по частоте не должна превышать ±1 дБ. Типичные значения вносимых потерь УСРС находятся в пределах от 2 до 4 дБ.

6.3.4 Вносимые потери системы ввода помехи

Для измерения вносимых потерь системы ввода используют испытательную установку, показанную на рисунке 9.

Радиочастотный входной порт

Рисунок 9 — Пример конфигурации установки для измерения вносимых потерь системы ввода сигнала

Опорная пластина заземления должна перекрывать не менее чем на 0.2 м границы контура установки. Высоту изолирующей подставки под трансформаторными клещами связи подбирают по критерию минимальной длины кабеля между трансформаторными клещами связи и УСРС.

Неравномерность частотной характеристики вносимых потерь системы ввода (в составе: коаксиальные кабели, аттенюатор. УСРС. трансформаторные клещи связи), используемой для испытаний, проверяют с помощью векторного анализатора электрических цепей, как показано на рисунке 10; она должна быть в пределах ±3,0 дБ.

Примечание — Векторный анализатор электрических цепей может быть заменен генератором сигналов и приемником

L и N - зажимы сети электропитания Рисунок 10 — Испытательная установка для оценки полных вносимых потерь системы ввода сигнала

6.4 Процедура установки испытательного уровня

6.4.1    Общие положения

Для правильной установки уровня широкополосного сигнала, подаваемого от испытательного генератора на радиочастотный входной порт УСРС, применяют процедуру, приведенную в 6.4.2. Предполагается, что испытательный генератор, УСРС и трансформаторные клещи связи соответствуют требованиям 6.2 и 6 3.

6.4.2    Настройка уровня выходного сигнала на порте ИО УСРС

Установка для настройки требуемого испытательного уровня мощности выходного широкополосного сигнала приведена на рисунке 11.

Испытательный генератор подключают к радиочастотному входному порту УСРС. Порт ИО УСРС соединяют через трансформаторные клещи связи с измерительным оборудованием, имеющим входное сопротивление 50 Ом. Сетевой порт УСРС также нагружают трансформаторными клещами связи с оконечной нагрузкой 50 Ом.

Измерения мощности широкополосного испытательного сигнала рекомендуется проводить с использованием термоэлектрического измерителя мощности. Могут использоваться другие типы измерителя мощности, если подтверждена их пригодность для данного применения (особенно линейность характеристики).

Используя эту установку и приведенную ниже методику измерений, осуществляют настройку испытательного генератора, наблюдая за показаниями измерительного оборудования.

Выполняют следующие действия:

a)    Требуемый уровень полной мощности прямой волны вычисляют по формуле (1) раздела 5 в соответствии с выбранным из таблицы 1 испытательным уровнем и заданной полосой частот для испытаний ИО.

b)    Выходной сигнал испытательного генератора настраивают таким образом, чтобы полная мощность прямой волны, измеренная измерителем мощности на выходе трансформаторных клещей связи, подключенных к порту ИО УСРС, была равна значению, определенному на этапе перечисления а) (см. рисунок 11). Настройки генератора, необходимые для достижения этого испытательного уровня, регистрируют и затем используют при испытаниях ИО.

А2 - дополнительный аттенюатор мощности Рисунок 11 — Установка для настройки уровня сигнала

7 Испытательная установка и методы ввода помехи

7.1    Испытательная установка

ИО должно быть помещено на изолирующую подставку высотой (0.1 ± 0.05) м над опорной пластиной заземления. Изолирующая подставка может быть заменена непроводящими роликами/колеса-ми. возвышающимися на (0.1 ± 0,05) м над опорной пластиной заземления. Все кабели, выходящие из ИО. должны располагаться на высоте не менее 30 мм над опорной пластиной заземления.

Если оборудование предназначено для монтажа на щите, в стойке или шкафу, то оно должно быть проверено в этой конфигурации. Если требуется опора для поддержания испытуемого образца, такая опора должна быть изготовлена из неметаллического непроводящего материала.

Кабель, подключенный к испытуемому порту сети переменного тока ИО. должен быть соединен с портом УСРС ИО для подачи широкополосного испытательного сигнала. В случае наличия нескольких портов сети переменного тока каждый кабель должен быть подключен к УСРС. Все остальные кабели должны быть подключены к УСР и/или развязывающим устройствам. Они должны быть локализованы на расстоянии 0.1—0.3 м от ИО (расстояние L в настоящем стандарте). Это расстояние измеряют по горизонтали от проекции испытуемого устройства на опорной пластине заземления до УСРС. УСР и/ или развязывающих устройств. Дополнительная информация приведена на рисунке 13.

Примечание — Расстояние L необязательно должно быть одинаковым со всех сторон ИО. но должно находиться в пределах 0,1—0.3 м

7.2    ИО, представляющее собой отдельное изделие

ИО устанавливают на изолирующую подставку над опорной пластиной заземления. В случае настольного оборудования опорную пластину заземления размещают на столе (см. рисунок 12). Только одно УСР или УСРС должно быть подключено к оконечной нагрузке (см. 7.4).

Устройства связи и развязки размещают на опорной пластине заземления, обеспечивая прямой контакт с ней. на расстоянии от 0.1 до 0.3 м от ИО. Кабели между устройствами связи и развязки и ИО должны быть максимально короткими и не должны быть объединены в пучок или скручены. Кабели прокладывают на высоте не менее 0.03 м над опорной пластиной заземления. Если ИО имеет другие зажимы заземления, они должны быть соединены, если это допустимо, с опорной пластиной заземления через устройство связи/развязки типа CDN-M1.

Если в состав ИО входит клавиатура или другое вспомогательное устройство, которое при эксплуатации держат в руках, применяют эквивалент руки, который размещают на клавиатуре или обертывают вокруг вспомогательного устройства и соединяют с опорной пластиной заземления.

Вспомогательныое оборудование (ВО) (средства связи, модемы и т. д.), необходимое для обеспечения функционирования ИО в соответствии с спецификациями технического комитета, разрабатывающего стандарты на продукцию, а также вспомогательное оборудование, необходимое для передачи данных и оценки качества функционирования ИО. должны быть подключены к ИО через устройства связи/развязки. По крайней мере один из физических портов каждого типа должен быть подключен к кабелю, а также к устройству развязки в соответствии с 7.1.

Расстояние от ИО до любых металлических предметов, кроме испытательного оборудования, не должно превышать 0.5 м Только одно из числа УСР не используемых для ввода, должно быть нагружено на сопротивление 50 Ом, обеспечивающее единственный обратный путь тока Все другие УСР должны быть настроены как устройства развязки

Рисунок 12 — Пример испытательной установки для ИО. состоящего из одного блока (вид сверху)

7.3 ИО, состоящее из нескольких блоков

При испытаниях оборудования, состоящего из нескольких взаимосвязанных между собой блоков, применяют один из следующих двух методов:

-    основной метод. Каждое изделие, входящее в состав ИО. должно быть подготовлено к испытаниям и испытано, как отдельное ИО (см. 7.2). Остальные изделия при этом рассматривают, как вспомогательное ИО. Устройства связи/развязки подключают к кабелям изделий, рассматриваемых как ИО. Сетевые порты переменного тока всех изделий испытывают поочередно:

-    альтернативный метод: Изделия, входящие в состав ИО. постоянно соединенные друг с другом короткими кабелями, т. е. имеющими длину менее 1 м. рассматривают, в совокупности, как единое ИО. Эти межблоковые соединения затем рассматривают как внутренние кабели системы. См. рисунок 13.

Все блоки, входящие в состав такого ИО. должны быть размещены как можно ближе друг к другу, исключая прямой контакт между ними, на изолирующей подставке. Кабели, соединяющие указанные блоки, также размещают на изолирующей подставке.

Расстояние от ИО до любых металлических предметов, кроме испытательного оборудования, должно быть не менее 0.5 м.

Расстояние от ИО до любых металлических предметов, кроме испытательного оборудования, не должно превышать 0,5 м Только одно из числа УСР не используемых для ввода, должно быть нагружено на сопротивление 50 Ом, обеспечивающее единственный обратный путь тока Все другие УСР должны быть настроены как устройства развязки Соединительные кабели (менее 1 м). входящие в комплект ИО, должны располагаться на изолирующей подставке

Рисунок 13 — Пример испытательной установки для ИО, состоящего из нескольких блоков (вид сверху)

7.4 Применение оконечной нагрузки УСР и УСРС

Только одно из числа УСР или УСРС. подключенных через кабели к портам, которые не подвергаются испытаниям, должно быть нагружено на сопротивление 50 Ом. Все другие кабели, соединяющие порты, не подвергаемые испытаниям, должны быть развязаны через устройства связи и/или развязки (см. IEC 61000-4-6).

УСР или УСРС, которое нагружают на сопротивление 50 Ом, выбирают, руководствуясь следующими приоритетами:

1)    УСРС, используемое для подключения к сетевому порту (не подвергаемому испытаниям);

2)    УСР типа CDN-M1, используемое для подключения к зажиму заземления;

3)    УСР типа CDN-S_n (п = 1.2.3 ...): если ИО имеет несколько портов типа CDN-Sn. должен использоваться порт, ближайший к порту, выбранному для ввода (кратчайшее расстояние по прямой);

4)    УСР типа CDN-M2. используемое для подключения к порту электропитания постоянного тока;

5)    Другие УСР, подключенные к порту, расположенному ближе всего к порту, выбранному для ввода (кратчайшее расстояние по прямой).

Если ВО подсоединено непосредственно к ИО (например, отсутствует промежуточная цепь развязки, как показано на рисунке 14а)], то оно должно быть помещено на изолирующую подставку высотой (0.1 ± 0,05) м над опорной пластиной заземления и заземлено через нагруженное УСР.

Если ВО подсоединено к ИО через УСР. то его расположение обычно не критично, и его можно соединять с опорной пластиной заземления в соответствии с указаниями изготовителя.

Содержание

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

2    Нормативные ссылки ................................................................1

3    Термины и определения..............................................................2

4    Общие положения...................................................................3

5    Испытательные уровни...............................................................3

6    Испытательное оборудование и методы установки уровня .................................5

6.1    Испытательный генератор.........................................................5

6.2    Устройства связи/развязки ........................................................6

6.3    Верификация испытательных систем................................................9

6.4    Процедура установки испытательного уровня.........................................13

7    Испытательная установка и методы ввода помехи........................................14

7.1    Испытательная установка.........................................................14

7.2    ИО, представляющее собой отдельное изделие.......................................14

7.3    ИО. состоящее из нескольких блоков................................................15

7.4    Применение оконечной нагрузки УСР и УСРС.........................................16

8    Методы испытаний..................................................................17

9    Оценка результатов испытаний........................................................18

10 Отчет об испытаниях ...............................................................18

Приложение А (справочное) Неопределенность измерения испытательного уровня спектральной

плотности мощности....................................................20

Приложение В (справочное) Обоснование выбора подходящего источника широкополосного

помехового сигнала Информация о генерации испытательного сигнала ..........23

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

межгосударственным стандартам .........................................32

Библиография........................................................................33

Если ИО имеет только один порт (т. е. один сетевой порт), этот порт подключают к УСРС. используемому для ввода.

Если ИО имеет два порта и только одно УСРС может быть подключено к ИО. другой порт должен быть соединен с ВО, имеющим один из других портов, подключенным к УСРС (порт сети переменного тока) или УСР, нагруженное на 50 Ом в соответствии с указанным выше приоритетом [см. рисунок 14а)). Все другие соединения ВО должны быть развязаны. Если в работе ВО, подключенного к ИО. наблюдаются нарушения во время испытаний, между ИО и ВО должно быть включено устройство развязки (предпочтительно нагруженные электромагнитные клещи) [см. рисунок 14 Ь)].

Если ИО имеет более двух портов, и только одно УСР может быть подключено к ИО. оно должно быть испытано, как описано выше для двух портов, но при этом все другие порты ИО должны быть развязаны. Если в работе ВО, подключенного к ИО, обнаруживаются ошибки во время испытаний, между ИО и ВО должно быть включено устройство развязки (предпочтительно нагруженные электромагнитные клещи связи), как указано выше.

Длина интерфейсного кабеля должна составлять 1 м, если это возможно а) Схема установки для двухпортового ИО. подключенного только к одному УСРС

Сеть переменного тока

Опорная пластина заземления L — расстояние от 0.1 до 0.3 м; L2 — расстояние s 0.3 м; А2 — дополнительный аттенюатор мощности; Т —- оконечная нагрузка 50 Ом

Ь) Схема установки, когда в работе ВО обнаруживаются ошибки во время испытаний

Рисунок 14 — Испытания на помехоустойчивость двухпортового ИО (при использовании только УСРС)

8 Методы испытаний

Испытания следует проводить в соответствии с планом испытаний.

ИО во время испытаний должно функционировать по возможности в полном объеме, при испытаниях выбирают режимы функционирования ИО. обеспечивающие наименьшую устойчивость к помехе.

Может потребоваться предварительный анализ всех аспектов испытаний и разработка специальной программы функционирования ИО.

ИО должно быть испытано при климатических условиях, соответствующих назначению ИО.

Введение

Стандарты серии IEC 61000 публикуются отдельными частями в соответствии со следующей структурой:

-    часть 1. Общие положения: общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы), определения, терминология;

-    часть 2. Электромагнитная обстановка: описание электромагнитной обстановки, классификация электромагнитной обстановки, уровни электромагнитной совместимости:

-    часть 3. Нормы: нормы электромагнитной эмиссии, 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, методы и устройства помехоподавления;

-    часть 6. Общие стандарты;

-    часть 9. Разное.

Каждая часть далее подразделяется на несколько частей, которые могут быть опубликованы в качестве международных стандартов или технических отчетов/требований, некоторые из которых были уже опубликованы как разделы. Другие будут опубликованы с указанием номера части, за которым следует дефис, а затем номер раздела (например. IEC 61000-6-1).

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний электрического и электронного оборудования на устойчивость к широкополосным кондуктивным помехам.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ (ЭМС)

Часть 4-31

Методы испытаний и измерений.

Испытание на устойчивость к широкополосным кондуктивным помехам, воздействующим на порты электропитания переменного тока

Electromagnetic compatibility (EMC) Part 4-31 Testing and measurement techniques AC mams ports broadband conducted disturbance immunity test

Дата введения — 2020—06—01

1    Область применения и цель

Настоящий стандарт распространяется на электрическое и электронное оборудование в отношении помехоустойчивости при воздействии кондуктивных электромагнитных помех, поступающих от преднамеренных и/или непреднамеренных источников широкополосных сигналов в полосе частот от 150 кГц до 80 МГц.

Цель настоящего стандарта — установление общих методов оценки помехоустойчивости электрического и электронного оборудования при воздействии на его порты помех, создаваемых преднамеренными и/или непреднамеренными источниками широкополосных сигналов. Метод испытаний, установленный в настоящем стандарте, рассматривается как последовательный метод оценки помехоустойчивости оборудования или системы к воздействию определенного явления.

Стандарт не распространяется на оборудование, не имеющее ни одного сетевого порта. Порты электропитания, не предназначенные для подключения к сети переменного тока, не считаются портами электропитания переменного тока и поэтому исключены из рассмотрения.

Настоящий стандарт распространяется только на однофазное оборудование с номинальным потребляемым током менее 16 А; включение в стандарт широкополосных помех применительно к многофазному оборудованию и/или к оборудованию с номинальным потребляемым током более 16 А находится на рассмотрении.

Примечание — В соответствии с Руководством IEC 107 настоящий стандарт представляет собой основополагающую публикацию ЭМС, предназначенную для использования техническими комитетами IEC по видам продукции В Руководстве IEC 107 также установлено, что комитеты IEC по видам продукции несут ответственность за оценку применимости методов испытаний на помехоустойчивость настоящего стандарта, и если они применимы, эти комитеты несут ответственность за определение соответствующих испытательных уровней и критериев качества функционирования. Технический комитет ТС 77 IEC и его подкомитеты готовы сотрудничать с техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию, в оценке эффективности конкретных испытаний на помехоустойчивость для определенной продукции

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).

IEC 60050-161. International Electrotechnical Vocabulary (IEV) — Part 161: Electromagnetic compatibility (Международный электротехнический словарь. Часть 161. Электромагнитная совместимость)

Издание официальное

IEC 61000-4-6:2013. Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-6: Testing and measurement techniques — Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields (Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-6. Методы испытаний и измерений. Устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными полями)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по IEC 60050-161. а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1    эквивалент руки (artificial hand): Электрическая цепь, имитирующая полное сопротивление человеческого тела в типичных условиях работы между электрическим прибором, который держат в руках, и землей.

Примечание — Конструкция должна соответствовать CISPR 16-1-2

(IEC 60050-161:1990. 161-04-27, модифицировано— добавлено примечание)

3.2    вспомогательное оборудование; ВО (auxiliary equipment; АЕ): Оборудование, предназначенное для обеспечения испытуемого оборудования (ИО) сигналами, необходимыми для нормальной работы, а также оборудование для проверки характеристик ИО.

3.3    общее несимметричное полное сопротивление (common mode impedance): Общее несимметричное полное сопротивление между кабелем, подключенным к порту, и опорной пластиной заземления.

3 4 устройство связи (coupling network): Электрическое устройство, имеющее определенное полное сопротивление, предназначенное для передачи энергии от одной цепи в другую.

Примечание 1 — Устройства связи и развязки могут быть объединены в одном корпусе (устройство связи/развяэки (УСР)) или могут представлять собой отдельные устройства

3.5    устройство связи/развязки; УСР (coupling/decoupling network; CDN): Электрическое устройство. выполняющее функции как устройства связи, так и устройства развязки.

3.6    устройство связи/развязки для связи в симметричном режиме; УСРС (coupling/decoupling network for differential mode coupling; CDND): Электрическое устройство, выполняющее функции как устройства связи, так и устройства развязки, предназначенное для инжекции сигналов в изначально симметричном режиме.

3.7    устройство развязки (decoupling network; decoupling device): Электрическое устройство, предназначенное для предотвращения воздействия испытательных сигналов, подаваемых на ИО. на другие устройства, оборудование или системы, не подвергаемые испытаниям.

3.8    симметричное полное сопротивление (differential mode impedance): Симметричное полное сопротивление между зажимами L и N сетевого порта переменного тока.

3.9    затухание продольного преобразования; ЗПП (longitudinal conversion loss: LCL): В одно-или двухпортовой схеме уровень нежелательного симметричного (поперечного) сигнала, создаваемого на зажимах схемы из-за наличия общего несимметричного (продольного) сигнала в соединительных проводах.

Примечание — ЗПП — относительная величина, выраженная в дБ

(ITU-T 0.9:1999. 4.1, модифицировано — изменена редакция определения и добавлены слова в скобках)

3.10    ортогональное частотное разделение каналов; ОЧРК (orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM): Метод цифровой модуляции с несколькими несущими, в котором используется большое число близко расположенных ортогональных поднесущих.

Примечание —См ITU-R ВТ 1306-7:2015

3.11    испытательный генератор (test generator): Генератор, предназначенный для формирования требуемого испытательного сигнала.

Примечание 1— Генератор может включать в себя следующие устройства: источник белого шума, источник сигнала модуляции, аттенюаторы, широкополосный усилитель мощности и фильтры

Примечание 2 — См рисунок3.

3.12 коэффициент стоячей волны по напряжению; КСВН (voltage standing wave ratio; VS\MR): Отношение значения напряжения в максимуме к значению напряжения в соседнем минимуме вдоль линии передачи.

4 Общие положения

Источниками помех, рассматриваемых в настоящем стандарте, являются преднамеренные и/или непреднамеренные кондуктивные широкополосные помехи, воздействующие по проводам электропитания на порт сети переменного тока ИО.

Например, сигналы, генерируемые системами связи по линиям электропередач (ЛЭП), образуют преднамеренные широкополосные помехи, тогда как другое электрическое и электронное оборудование. подключенное к сети переменного тока, может создавать непреднамеренные широкополосные помехи.

Примечание — Связь по ЛЭП также известна как широкополосная линия электропитания (ШЛЭ) или как связь по электросети (СЭС).

Даже изначально симметричный широкополосный сигнал вследствие несимметрии сети электропитания частично преобразуется в несимметричный сигнал. Учитывая это явление, сигнал помехи вводят через симметричное устройство связи/развязки (УСРС), которое по значению ЗПП эквивалентно типовой электросети (см. рисунок 1).

Характеристики УСРС приведены в 6.2.

А2 — дополнительный аттенюатор мощности. Т — оконечная нагрузка 50 Ом. L — расстояние от 0.1 до 0.3 м. УСРС — устройство связи/развязки для инжекции испытательного сигнала изначально в симметричном режиме; УСР — устройство связи/рззеязки no IEC 61000-4-6. ВО — вспомогательное оборудование. ИО — испытуемое оборудование

Рисунок 1 — Испытание на устойчивость к широкополосным кондуктивным помехам

Поскольку из-за рассогласования между испытательным генератором и УСРС значение КСВН может составлять 2 и более, для его снижения между УСРС. подсоединенным к ИО. и испытательным генератором может быть установлен аттенюатор мощности (А2 на рисунке 1) с вносимым затуханием 3 дБ или более.

5 Испытательные уровни

Уровень широкополосного испытательного сигнала, подводимого к портам сети переменного тока при проведении испытаний в требуемой полосе частот, определяется спектральной плотностью мощности, выраженной в дБмУГц; ее значение выбирают из графы 2 таблицы 1.

Для удобства в этой таблице приведены также испытательные уровни для всей полосы частот от 150 кГц до 80 МГц в виде эквивалентного спектра напряжения, выраженного в дБ (мкВ)/100 кГц (см. графа 3 таблицы 1). и в виде полной мощности прямой волны, выраженной в дБм (см. графа 4 таблицы 1).

Эти значения были получены для нагрузки 50 Ом с использованием формулы (1). и должны быть пересчитаны, если для испытаний выбрана другая или уменьшенная полоса частот.

Дополнительная информация о проверке испытательных уровней приведена также на рисунке 11.

3

Таблица 1 — Испытательные уровни

Полоса частот от 150 кГц до 80 МГц Уровень Спектральная плотность мощности, дБм/Гц Эквивалентная спектральная плотность напряжения, дЕЦмкВуЮО кГц Полная мощность прямой волны, дБм 1 -60 97 19 2 -50 107 29 3 -40 117 39 х«> Особый уровень Особый уровень Особый уровень Примечание — Требования приведены в графе 2. графы 3 и 4 добавлены для справок а> «х» может быть любым уровнем — выше, ниже или между приведенными значениями Этот уровень должен быть указан в спецификации конкретного оборудования

Пример широкополосного испытательного сигнала приведен на рисунке 2.

Для отдельных случаев воздействия преднамеренных широкополосных помех технические комитеты. разрабатывающие стандарты на продукцию, могут специально устанавливать надлежащую ограниченную полосу частот для испытаний ИО.

Полную мощность прямой волны для заданной спектральной плотности мощности и выбранной полосы частот вычисляют ло формуле

(1)

где P_TF — полная мощность прямой волны. дБм;

^SD — спектральная плотность мощности. дБм/Гц;

^stop — верхняя частота испытательного частотного диапазона. Гц;

— нижняя частота испытательного частотного диапазона. Гц.

Процедура настройки испытательных уровней на порте ИО устройства связи (УСРС) приведена

в 6.4.

ypoi 120 по 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 >емь дБ (мкВ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1C

Рисунок 2 — Пример спектра напряжения широкополосного испытательного сигнала, измеренного при полосе разрешения 120 кГц

Частота. Гц

6 Испытательное оборудование и методы установки уровня

6.1 Испытательный генератор

Испытательный генератор (рисунок 3) должен включать элементы, обеспечивающие создание на широкополосном входе «ИО» УСРС требуемого испытательного сигнала, обладающего надлежащим уровнем, полосой частот, модуляцией и т. п.

Типовая компоновка испытательного генератора включает следующие элементы, которые могут быть выполнены в виде отдельных частей или объединены в один или несколько испытательных приборов:

-    источник белого шума G1, вырабатывающий широкополосный сигнал в требуемой полосе частот. Параметры (например, полоса частот, амплитуда) могут быть заданы с помощью ручного или программного управления. Дополнительная информация приведена в приложении В:

-    средства импульсной модуляции частотой 1 Гц и 2 Гц (коэффициент заполнения равен 50 % периода);

-    переменный аттенюатор А1 (обычно от 0 до 40 дБ), предназначенный для управления уровнем выходного сигнала, генерируемого источником помехи (его наличие не обязательно);

-    радиочастотный переключатель S1. позволяющий коммутировать широкополосный помеховый сигнал при оценке помехоустойчивости ИО. S1 может быть включен в состав G1. и его наличие не обязательно;

-    широкополосный усилитель мощности РА, который может потребоваться для усиления сигнала, если выходная мощность G1 недостаточна;

-    фильтр низких частот (ФНЧ) и/или фильтр высоких частот (ФВЧ), применение которых может быть необходимо для исключения воздействия гармоник (субгармоник) на некоторые типы ИО. например радиоприемники. При необходимости фильтры включают между широкополосным усилителем мощности РА и устройством связи УСРС

Характеристики испытательного генератора приведены в таблице 2.

Таблица 2— Характеристики испытательного генератора

Выходное сопротивление Типовое значение 50 Ом. КСВН < 2 Неравномерность характеристики широкополосного сигнала В пределах 150 кГц—80 МГц или в установленной полосе частот неравномерность частотной характеристики выходного сигнала не должна превышать ±3 дБ Внеполосные излучения на частотах выше 80 МГц Мощность на выходе испытательного генератора на всех частотах свыше 100 МГц должна быть не менее чем на 20 дБ ниже заданного испытательного уровня В полосе частот от 80 до 100 МГц уровень на выходе испытательного генератора не должен более чем на 3 дБ превышать номинальный уровень сигнала Внеполосные излучения на частотах ниже 150 кГц Уровень не регламентируется Если технический комитет, разрабатывающий стандарты на продукцию, выбирает специальную полосу частот, отличную от 150 кГц—80 МГц, то должны быть соответствующим образом скорректированы и нормы внеполосных составляющих Например, уровень внеполосных составляющих на выходе испытательного генератора на частоте 37.5 МГц должен быть не менее чем на 20 дБ ниже относительно уровня испытательного сигнала, если максимальная частота рассматриваемого испытательного сигнала выбрана равной 30 МГц

1-- G1 Т1 S1 РА ФНЧ/ФВЧ (дополнительный) Источник V- Радиочастотный \/ГмпитМ1к белого шума мощности

G1 — источник белого шума. Т1 — переменный аттенюатор, S1 — радиочастотный переключатель: РА — радиочастотный усилитель мощности; ФНЧ/ФВЧ — фильтр низких частот и/или фильтр высоких частот (дополнительный)

Рисунок 3 — Схема испытательного генератора

6.2 Устройства связи/развязки

6.2.1    Общие положения

Устройства связи с требуемым общим полным сопротивлением и симметричным полным сопротивлением применяют для ввода широкополосного испытательного сигнала в заданной полосе частот в испытуемый порт ИО.

Устройства развязки используют для предотвращения влияния испытательного сигнала на функционирование других устройств, оборудования и систем, которые не относятся к испытуемому оборудованию.

Устройства связи и развязки могут быть объединены в одном корпусе (устройство связи/развязки) или могут состоять из нескольких частей. Предпочтительными устройствами связи и развязки являются УСРС для портов переменного тока и УСР для всех других портов, они позволяют обеспечить воспроизводимость испытаний и защиту вспомогательного оборудования.

Устройства связи и развязки используют для достижения следующих целей:

-    УСРС используют для ввода широкополосного испытательного сигнала в сетевой порт переменного тока испытуемого ИО и. где это применимо, для развязки или в качестве оконечной нагрузки кабелей сети переменного тока, которые не подвергаются испытаниям;

-    УСР применяют в целях развязки или в качестве оконечной нагрузки всех других кабелей (кроме кабелей сети переменного тока), которые не подвергаются испытаниям.

6.2.2    УСРС для испытуемого порта

В УСРС функции связи и развязки объединены в одном блоке, его используют для ввода широкополосного испытательного сигнала в сетевой порт ИО. УСРС должен иметь затухание продольного преобразования (LCL) 16 дБ для ввода как общего сигнала, так и симметричного сигнала. В таблице 3 приведены основные параметры УСРС. а на рисунке 4 показана упрощенная электрическая схема устройства.

Таблица 3 — Основные характеристики УСРС для оборудования с потребляемым током не более 16 А

Параметр Общий несимметричный режим (между L ♦ N и РЕ) Симметричный режим (между L и N) Полоса частот От 150 кГцдо 80 МГц От 150 кГцдо 80 МГц Полное сопротивление (порт ИО) (25 ± 3)Ом 0е ± 25° (100 ±25) Ом 0° ± 25° Вносимые потери (радиочастотный входной порт — ИО) — (3 ± 1) дБ Развязка (порт сети переменного тока — порт ИО) > 15 дБ > 15 дБ Затухание продольного преобразования (порт ИО) (16 ± 3) дБ