ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Электромагнитная совместимость Часть 4-2. Методы испытаний и измерений ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМ РАЗРЯДАМ

Электрамагштная сумяшчальнасць

Частка 4-2. Метады выпрабаванняу i вымярэнняу

(IEC 61000-4-2:2008, ЮТ)

Издание официальное

Г осстандарт Минск

УДК 621.391,827.08(083.74)(476) МКС 33.100.20    КП    03    ЮТ

Ключевые слова: совместимость электромагнитная, разряд электростатический, испытательные уровни, методы испытаний

Предисловие

Цели, основные принципы, положения по государственному регулированию и управлению в области технического нормирования и стандартизации установлены Законом Республики Беларусь «О техническом нормировании и стандартизации».

1    ПОДГОТОВЛЕН открытым акционерным обществом «Испытания и сертификация бытовой и промышленной продукции «БЕЛЛИС» (ОАО «БЕЛЛИС»)

ВНЕСЕН Госстандартом Республики Беларусь

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Госстандарта Республики Беларусь от 25 ноября 2011 г. № 83

3    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61000-4-2:2008 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test (Электромагнитная совместимость (EMC). Часть 4-2. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к электростатическому разряду).

Международный стандарт разработан подкомитетом 77В «Высокочастотные явления» технического комитета по стандартизации IEC/TC 77 «Электромагнитная совместимость» Международной электротехнической комиссии (IEC).

Перевод с английского языка (еп).

В стандарт внесено следующее редакционное изменение: наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта в связи с особенностями системы технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь.

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий государственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Национальном фонде ТИПА.

В разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылочные международные стандарты актуализированы.

Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочному международному стандарту приведены в дополнительном приложении Д.А.

Степень соответствия - идентичная (ЮТ)

4    Настоящий государственный стандарт взаимосвязан с техническим регламентом TP 2007/002/BY «Электромагнитная совместимость технических средств» и реализует его существенные требования безопасности.

Соответствие взаимосвязанному государственному стандарту обеспечивает выполнение существенных требований безопасности технического регламента TP 2007/002/BY «Электромагнитная совместимость технических средств»

5    ВЗАМЕН СТБ МЭК 61000-4-2-2006

© Госстандарт, 2011

Настоящий стандарт не может быть воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта Республики Беларусь

Издан на русском языке

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

Для испытания методом воздушного разряда используется тот же самый генератор, при этом разрядный ключ должен быть замкнут. Генератор должен быть снабжен закругленным наконечником, приведенным на рисунке За. Так как используется тот же самый генератор, никаких дополнительных характеристик для метода воздушного разряда не требуется.

Длина кабеля заземления испытательного генератора должна быть (2 ± 0,05) м, а его конструкция должна обеспечивать выполнение требований к форме генерируемых импульсов разрядного тока. Длина кабеля заземления измеряется от корпуса генератора ЭСР до точки соединения. Изоляция кабеля заземления генератора должна исключать утечку разрядного тока на обслуживающий персонал или через проводящие поверхности в течение испытаний на устойчивость к ЭСР.

При испытаниях должен использоваться тот же либо идентичный кабель, что и при калибровке.

В случаях, когда стандартной длины провода заземления генератора, равной 2 м, не хватает для обеспечения испытаний (например, при высоком ИО), допускается использовать провод заземления генератора длиной не более 3 м. При этом должна быть проверена форма импульса разрядного тока.

6.3 Верификация характеристик генератора электростатических разрядов

Цель верификации - убедиться в том, что организованное место для испытаний на устойчивость к ЭСР исправно функционирует. Организованное место испытаний на устойчивость к ЭСР включает:

-    генератор ЭСР;

-    провод заземления испытательного генератора;

-    стабилизирующие нагрузочные резисторы по 470 кОм;

-    эталонную пластину заземления;

-    все соединительные части, формирующие цепь разряда.

Примеры организованного места испытаний на устойчивость к ЭСР приведены на рисунке 4 для настольного оборудования и на рисунке 5 для напольного оборудования.

Для верификации организованного места для испытаний может использоваться следующий метод. При установке низких напряжений образуется небольшая искра при воздушном разряде на пластину связи, а при повышении напряжения образуется более крупная искра. Необходимо проверить соединение полосы заземления и ее расположение перед этой верификацией.

Обоснование^-, так как форма импульса тока генератора ЭСР, как правило, не отличается от нужной точной формы (например, время нарастания импульса и длительность не смещены), скорее всего произойдет сбой генератора ЭСР и напряжение на разрядный наконечник не будет подано либо будет отсутствовать регулировка напряжения. Любой из кабелей, резисторов или соединителей может быть поврежден или отсутствовать, в результате чего разряд не произойдет.

Рекомендуется проводить проверку организованного места для испытаний на устойчивость к ЭСР перед испытанием.

7 Организованное место для испытаний

7.1    Испытательное оборудование

Организованное место для испытаний состоит из испытательного генератора, ИО и вспомогательного оборудования, необходимого для воздействия прямыми и непрямыми разрядами на ИО в следующих случаях:

a)    контактными разрядами на проводящие поверхности и на пластины связи;

b)    воздушными разрядами на изолированные поверхности.

В зависимости от места проведения испытания разделяют на два типа:

-    проводимые в лабораториях;

-    проводимые на месте эксплуатации смонтированного оборудования.

Предпочтительным видом испытаний являются испытания, проводимые в лабораториях.

ИО должно быть установлено и смонтировано в соответствии с инструкциями по установке изготовителя (при наличии).

7.2    Организованное место для испытаний, проводимых в испытательных лабораториях

7.2.1 Испытательное оборудование

К испытаниям, проводимым в лабораториях при климатических условиях, указанных в 8.1, устанавливают следующие требования.

7

Эталонная пластина заземления должна находиться на полу лаборатории. Она должна представлять собой медный или алюминиевый металлический лист толщиной не менее 0,25 мм. Допускается использовать другие металлические материалы, при этом толщина листа должна быть не менее 0,65 мм.

Эталонная пластина заземления должна выступать за контур ИО или горизонтальной пластины связи (если применимо) с каждой стороны не менее чем на 0,5 м и должна быть соединена с системой защитного заземления.

Всегда должны соблюдаться правила техники безопасности.

ИО должно быть установлено и подключено в соответствии с функциональными требованиями. Расстояние между ИО и стенами лаборатории, а также между любыми металлическими предметами должно составлять не менее 0,8 м.

ИО и генератор ЭСР (включая любой внешний источник питания) должны быть подключены к системе заземления в соответствии с требованиями по эксплуатации, установленными изготовителем. Дополнительные соединения с заземлением не допускаются.

Расположение сигнальных кабелей и кабелей электропитания должно соответствовать принятой установке на практике.

Кабель заземления генератора ЭСР должен быть соединен с эталонной пластиной заземления. В случаях, когда длина кабеля заземления генератора превышает длину, необходимую для применения ЭСР к выбранным точкам, дополнительный кабель, если это возможно, должен располагаться так, чтобы исключить индуктивную наводку на эталонную пластину заземления. Провод заземления должен располагаться не ближе 0,2 м от других проводящих частей, кроме эталонной пластины заземления. Примечание 1 - Допускается соединять кабель заземления с металлической стеной испытательной лаборатории, если обеспечено соединение стены с эталонной пластиной заземления.

Соединения заземляющих кабелей с эталонной пластиной заземления, а также все другие соединения должны обладать возможно более низким сопротивлением, например, путем использования высокочастотных механических приборных зажимов.

Пластины связи, например при непрямом применении разряда, должны быть изготовлены из металлического листа (медного или алюминиевого) толщиной не менее 0,25 мм (допускается использовать другие металлические материалы, при этом толщина листа должна быть не менее 0,65 мм) и должны быть соединены с эталонной пластиной заземления с помощью кабеля, имеющего на каждом конце резисторы 470 кОм. Резисторы должны быть изолированы, чтобы избежать короткого замыкания, когда провод прикасается к пластине заземления, и должны выдерживать напряжение электростатического разряда.

Примечание 2 - Стабилизирующие нагрузочные резисторы по 470 кОм в составе заземляющих проводов горизонтальной и вертикальной пластин связи (см. рисунки 4-8) используются для предотвращения моментального исчезновения заряда после разряда генератора ЭСР на пластину. Это увеличивает влияние ЭСР на ИО. Резисторы должны выдерживать максимальное напряжение разряда, применяемое к плоскости ИО во время испытания. Они должны располагаться близко к обоим концам заземляющего кабеля для обеспечения распределенного сопротивления.

Дополнительные требования для различных типов оборудования приведены ниже.

7.2.2 Настольное оборудование

Организованное место для испытаний должно состоять из непроводящего стола высотой (0,8 ± 0,08) м, установленного на эталонную пластину заземления.

Горизонтальная пластина связи размером (1,6 ± 0,02) х (0,8 ± 0,02) м должна быть размещена на столе. ИО и кабели должны быть изолированы от пластины связи изоляционной прокладкой толщиной (0,5 ± 0,05) мм.

Примечание - Рекомендуется, чтобы изоляционные свойства были постоянными.

Если ИО слишком велико, чтобы быть расположенным на расстоянии не менее 0,1 м от всех сторон горизонтальной пластины связи, то должна быть использована дополнительная идентичная горизонтальная пластина связи, размещенная на расстоянии (0,3 ± 0,02) м от первой. В этом случае должен использоваться стол большего размера или могут использоваться два стола. Горизонтальные пластины связи не должны касаться друг друга и должны быть соединены с эталонной пластиной заземления кабелями с резисторами 470 кОм на каждом конце.

Съемные монтажные ножки ИО следует оставлять на местах.

Пример испытательной установки (организованного места для испытаний) настольного оборудования в условиях испытательной лаборатории приведен на рисунке 4.

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

Рисунок 4 - Пример организованного места для испытаний настольного оборудования в испытательной лаборатории

7.2.3 Напольное оборудование

ИО должно быть изолировано от эталонной пластины заземления изоляционной подставкой толщиной от 0,05 до 0,15 м. Кабели должны быть изолированы от эталонной пластины заземления изоляционной подставкой толщиной (0,5 ± 0,05) мм. Эта изоляционная пластина должна превышать размеры изоляционной подставки.

Пример организованного места для испытаний напольного оборудования приведен на рисунке 5.

9

СТБ IEC 61000-4-2-2011

Типовое положение для прямого воздействия разрядами

Рисунок 5 - Пример организованного места для испытаний напольного оборудования в испытательной лаборатории

Съемные монтажные ножки ИО следует оставлять на местах.

7.2.4 Незаземленное оборудование

7.2.4.1 Общие положения

Организованное место для испытаний, описанное в настоящем пункте, применяется к оборудованию или части (частям) оборудования, для которого требования по установке или конструкции исключают какое-либо подсоединение к системе заземления. Таким оборудованием является портативное оборудование, с питанием от батарей (внутренним и внешним), с зарядным устройством или без него (незаземленный сетевой кабель), оборудование с двойной изоляцией (оборудование класса II).

Обоснование: незаземленное оборудование или незаземленная часть (части) оборудования не могут сами разрядиться подобно оборудованию класса I, питающемуся от сети. Если оборудование не разряжено прежде, чем применен следующий импульс, то ИО или часть (части) ИО могут подвергнуться удвоенному испытательному напряжению. Поэтому оборудование такого типа может быть заряжено необычно высоким зарядом при накоплении нескольких ЭСР на изоляции оборудования

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

класса II, и, следовательно, разряд с очень большой энергией достигает напряжения пробоя изоляционного материала.

В общем случае организованное место для испытаний должно соответствовать 7.2.2 и 7.2.3.

При имитации одиночного ЭСР (воздушного или контактного) после каждого предыдущего приложенного к ИО импульса ЭСР должен быть снят остаточный заряд.

Заряд, накопленный на металлической точке или части, к которой был применен ЭСР (например, корпуса разъемов, выводы аккумуляторов, металлические антенны), тоже должен быть снят после каждого предыдущего приложенного импульса ЭСР.

Когда одна или несколько доступных металлических частей подвергаются испытанию на устойчивость к ЭСР, заряд должен быть снят с точки, на которую будет применен импульс ЭСР, так как невозможно гарантировать наличие сопротивления между этой и другой доступными частями на изделии.

Должен быть использован кабель со стабилизирующими нагрузочными резисторами величиной 470 кОм, подобный кабелю, используемому с горизонтальной и вертикальной пластинами связи (см. 7.2).

Так как емкость между ИО и горизонтальной пластиной связи (настольной) и между ИО и эталонной пластиной заземления (напольной) определяется размером ИО, кабель со стабилизирующими нагрузочными резисторами может оставаться подключенным в течение применения ЭСР, если это функционально допускается. В разрядном кабеле один резистор должен быть подключен как можно ближе (насколько это возможно) к испытуемой точке ИО на расстоянии менее 20 мм от испытуемой точки. Второй резистор должен быть подключен около второго конца кабеля, подключенного к горизонтальной пластине связи для настольного оборудования (см. рисунок 6) или к эталонной пластине заземления для напольного оборудования(см.рисунок 7).

На результаты испытаний некоторого оборудования может повлиять наличие кабеля со стабилизирующими нагрузочными резисторами. В спорных случаях проведение испытаний с отключенным кабелем в течение применения ЭСР имеет преимущество перед испытаниями с подключенным кабелем при условии, что заряд между последовательными разрядами достаточно мал.

Как альтернатива могут использоваться следующие варианты:

-    временной интервал между последовательными разрядами должен быть увеличен на время, необходимое для естественного снятия заряда с ИО;

-    щеточки из углеродистого волокна со стабилизирующими нагрузочными резисторами (например, 2 х 470 кОм) в кабеле заземления.

Примечание - В спорных случаях относительно снятия заряда заряд на ИО может быть проверен неконтактным измерителем электрического поля. Если заряд уменьшился ниже 10 % от начального значения, то

ИО считается разряженным.

11

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

Защитный провод    Вертикальная    пластина    связи

Рисунок 7 — Пример организованного места для испытаний напольного незаземленного оборудования

7.2.4.2    Настольное оборудование

Настольное ИО без металлического соединения с эталонной пластиной заземления должно быть расположено так же, как указано в 7.2.2 и на рисунке 4.

Металлическую доступную часть ИО (при ее наличии), к которой должен быть применен импульс ЭСР, подключают к горизонтальной пластине связи кабелем со стабилизирующими нагрузочными резисторами (см. рисунок 6).

7.2.4.3    Напольное оборудование

Напольное оборудование без металлического соединения с эталонной пластиной заземления должно быть установлено согласно 7.2.3 и рисунку 5.

Кабель со стабилизирующими нагрузочными резисторами должен располагаться между металлической доступной частью, к которой применяют импульс ЭСР, и эталонной пластиной заземления (см. рисунок 7).

13

7.3 Организованное место для испытаний, проводимых на месте эксплуатации

Испытания на месте эксплуатации проводятся по согласованию между изготовителем и потребителем. Это означает, что другое совместно размещенное оборудование может быть подвергнуто нежелательному воздействию при испытаниях.

Примечание - В дополнение ИО может подвергаться значительному износу от испытаний на месте эксплуатации. Средняя наработка до отказа многих современных электронных цепей сильно уменьшается, если эти цепи однажды подвергались воздействию статического электричества. Неисправность не обязательно может проявиться сразу во время испытаний на устойчивость к ЭСР, но отказ устройства может наступить намного быстрее, чем устройство, которое никогда не подвергалось испытанию на устойчивость к ЭСР. Принимая это во внимание, может быть решено не проводить испытание на месте эксплуатации совсем.

Если решено проводить испытания на месте эксплуатации, то ИО должно быть испытано после полной и окончательной установки.

Для того чтобы упростить подсоединение заземляющего кабеля, эталонную пластину заземления следует уложить на пол вблизи ИО на расстоянии около 0,1 м. Пластина заземления должна быть медной или алюминиевой, толщиной не менее 0,25 мм. Можно использовать пластину заземления из других металлов, при этом толщина листа должна быть не менее 0,65 мм. Пластина заземления должна быть шириной примерно 0,3 м и длиной 2 м, если это позволяет место размещения ИО.

Эталонная пластина заземления должна быть соединена с системой защитного заземления. Там, где это невозможно, эталонную пластину заземления следует соединять с клеммой заземления ИО, если она имеется.

Заземляющий провод генератора ЭСР должен быть соединен с эталонной пластиной заземления. Если ИО установлено на металлическом столе, стол должен быть соединен с пластиной заземления с помощью кабеля, имеющего на каждом конце резисторы 470 кОм, чтобы предотвратить накопление заряда.

Металлические незаземленные части должны испытываться согласно 7.2.4. Кабель со стабилизирующими нагрузочными резисторами должен быть присоединен к эталонной пластине заземления максимально близко к ИО.

Пример организованного места для испытаний оборудования на месте эксплуатации приведен на рисунке 8.

8 Методы испытаний

8.1    Испытания в лабораторных условиях

8.1.1    Условия окружающей среды

Испытания и калибровку следует проводить в климатических условиях и в условиях электромагнитной обстановки, установленных в 8.1.2 и 8.1.3, с целью уменьшения влияния параметров окружающей среды на результаты испытаний.

8.1.2    Климатические условия

Испытания следует проводить в климатических условиях, при которых ИО должно эксплуатироваться.

Для испытания ЭСР воздушным разрядом климатические условия должны быть следующими:

-    температура окружающей среды - 15 °С - 35 °С;

-    относительная влажность - 30 % - 60 %;

-    атмосферное давление - от 86,0 (860 мбар) до 106,0 кПа (1 060 мбар).

Примечание - Для оборудования, предназначенного для эксплуатации в особых климатических условиях, в технической документации могут быть установлены другие значения.

8.1.3    Электромагнитная обстановка

Электромагнитная обстановка в лаборатории должна обеспечивать нормальное функционирование ИО и не должна влиять на результаты испытаний.

8.2 Режимы работы испытуемого оборудования

Программа испытаний и программные средства должны быть составлены и подобраны так, чтобы обеспечивались все нормальные режимы работы ИО. Использование специальных программных средств допускается в тех случаях, когда необходимо проверить режимы работ ИО в полном объеме.

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

При проведении испытаний ИО должно работать непрерывно в наиболее чувствительном режиме (программном цикле), обеспечивающем наибольшую восприимчивость к воздействию электростатических разрядов.

Если требуется контрольная аппаратура, то она должна быть отделена от ИО, чтобы уменьшить вероятность ложных показаний.

Типовое положение для воздействия непрямыми разрядами на вертикальную пластину связи

Рисунок 8 - Пример организованного места для испытаний оборудования на месте эксплуатации

8.3 Проведение испытаний

8.3.1 Разряды на испытуемое оборудование

Испытания должны быть проведены при прямом и непрямом воздействии разрядов на ИО в соответствии с программой испытаний, которая должна включать:

-    типовые условия работы ИО;

-    испытания ИО как настольного либо напольного;

-    точки, к которым должны быть приложены разряды;

-    указание о том, какой разряд должен быть приложен (контактный или воздушный) к каждой точке;

-    испытательный уровень;

15

-    количество разрядов, которое должно быть приложено к каждой точке для полного выполнения испытания;

-    необходимость проведения испытаний на месте эксплуатации.

Для определения отдельных положений программы допускается проведение исследовательских испытаний.

Примечание 1 - В случае необходимости обеспечения неопределенности измерений примеры бюджета

неопределенностей приведены в приложении Е.

Примечание 2 - В случае разброса в результатах испытаний в приложении F приведена шкала ЭСР для

определения источников различий.

8.3.2 Прямое воздействие электростатического разряда на испытуемое оборудование

Если другое не установлено в общем стандарте, стандарте на изделие или группу изделий, то воздействию электростатического разряда должны подвергаться только те точки и поверхности ИО, которые являются доступными для персонала в течение нормальной эксплуатации. Воздействию разряда не подвергают:

a)    доступные точки и поверхности только при обслуживании. В этом случае специальные процедуры ослабления ЭСР должны быть приведены в сопроводительной документации;

b)    доступные точки и поверхности только при сервисном обслуживании пользователем. Примеры этих редко доступных точек следующие: выводы батарей при их замене, кассета в телефонном автоответчике и т. д.;

c)    недоступные точки и поверхности оборудования, которые являются недоступными после стационарной установки или в соответствии с инструкцией по эксплуатации, например поверхность оборудования со стороны дна и/или стороны стены или область смонтированных разъемов на задней стенке;

d)    контакты коаксиальных и многоштырьковых разъемов в металлической оболочке разъема. В этом случае контактные разряды должны быть применены к металлической оболочке разъема.

Контакты, находящиеся внутри разъема из непроводящего материала (например, пластмассы) и являющиеся доступными, должны быть испытаны только воздушными ЭСР. Это испытание должно быть проведено с использованием закругленного наконечника генератора ЭСР.

В общем должно быть рассмотрено шесть случаев:

Таблица 4 - Случаи воздействия ЭСР на разъемы

Случай Оболочка разъема Материал покрытия Воздушный разряд на Контактный разряд на 1 Металлическая Нет - Оболочку 2 Металлическая Непроводящий Покрытие Оболочку (если доступна) 3 Металлическая Металл - Оболочку и покрытие 4 Непроводящая Нет а) - 5 Непроводящая Непроводящий Покрытие - 6 Непроводящая Металл - Покрытие а) Если стандарт на изделие или группу изделий требует проведения испытаний к отдельным штырькам (выводам) изолированного разъема, то в этом случае должны применяться воздушные разряды. Примечание - В случае, если покрытие применяется для обеспечения защиты штырьковых выводов разъема от ЭСР, то на таком покрытии или на оборудовании вблизи от такого разъема, в котором применено покрытие, должна быть маркировка с предупреждением об опасности ЭСР.

е) контакты разъемов или других доступных частей, чувствительных к ЭСР по функциональным причинам, имеют предупреждающую маркировку, например входы для измерения, приема или других функций связи.

Пояснение: многие разъемы портов разработаны для обработки высокочастотной информации или аналоговой или цифровой и, следовательно, не могут быть достаточно обеспечены устройствами защиты от перенапряжений. В случае аналоговых сигналов может быть разрешено применение полосовых фильтров. Защитные от перенапряжения диоды имеют слишком большую паразитную емкость, чтобы быть эффективными на рабочих частотах ИО.

Во всех предыдущих случаях в сопроводительной документации должны быть приведены особые методы уменьшения ЭСР.

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

Содержание

Введение................................................................................................................................................IV

1    Область применения............................................................................................................................1

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

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

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

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

6    Испытательный генератор...................................................................................................................4

6.1    Общие положения..........................................................................................................................4

6.2    Технические характеристики и параметры испытательного генератора

электростатических разрядов.......................................................................................................4

6.3    Верификация характеристик генератора электростатических разрядов..................................7

7    Организованное место для испытаний..............................................................................................7

7.1    Испытательное оборудование......................................................................................................7

7.2    Организованное место для испытаний, проводимых в испытательных лабораториях..........7

7.2.1    Испытательное оборудование................................................................................................7

7.2.2    Настольное оборудование......................................................................................................8

7.2.3    Напольные оборудование.......................................................................................................9

7.2.4    Незаземленное оборудование..............................................................................................10

7.3    Организованное место для испытаний, проводимых на месте эксплуатации.......................14

8    Методы испытаний.............................................................................................................................14

8.1    Испытания в лабораторных условиях........................................................................................14

8.1.1    Условия окружающей среды.................................................................................................14

8.1.2    Климатические условия.........................................................................................................14

8.1.3    Электромагнитная обстановка.............................................................................................14

8.2    Режимы работы испытуемого оборудования............................................................................14

8.3    Проведение испытаний...............................................................................................................15

8.3.1    Разряды на испытуемое оборудование...............................................................................15

8.3.2    Прямое воздействие электростатического разряда на испытуемое оборудование........16

8.3.3    Непрямое воздействие разрядом.........................................................................................17

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

10 Протокол испытаний...........................................................................................................................18

Приложение А (справочное) Пояснения................................................................................................19

Приложение В (обязательное) Калибровка системы измерения тока и измерение тока разряда..23

Приложение С (справочное) Пример калибровки датчика в соответствии с приложением В.........29

Приложение D (справочное) Излучаемые поля от разрядов человека на металл и генераторов

электростатических разрядов.......................................................................................35

Приложение Е (справочное) Анализ неопределенности измерений..................................................43

Приложение F (справочное) Различие в результатах испытаний    и    стратегия расширения............49

Библиография..........................................................................................................................................50

Приложение Д.А (справочное) Сведения о соответствии государственных стандартов

ссылочному международному стандарту................................................................51

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

Окончательный испытательный уровень не должен превышать значение, указанное в документации на ИО, чтобы не допустить повреждение оборудования.

Испытание должно осуществляться одиночными ЭСР. На каждую выбранную точку должно быть произведено не менее десяти одиночных разрядов с полярностью, соответствующей наибольшей восприимчивости ИО.

Примечание 1 - Минимальное количество разрядов зависит от ИО; для оборудования с синхронизированными цепями количество разрядов должно быть больше.

Рекомендуется выбирать временной интервал между последовательными одиночными разрядами длительностью 1 с. Более длительные интервалы используются для определения того, наступит ли отказ системы.

Примечание 2 - Точки, на которые должны подаваться разряды, могут выбираться с помощью исследования,

проводимого при частоте повторения 20 разрядов в секунду или более.

Наконечник разрядного электрода генератора ЭСР должен располагаться перпендикулярно к поверхности, на которую производят разряд. Это улучшает повторяемость результатов испытаний. Если невозможно расположить генератор ЭСР перпендикулярно, необходимо указать в отчете положение, в котором располагался генератор ЭСР.

Провод заземления ИГ должен располагаться на расстоянии не менее 0,2 м от ИО во время воздействия ЭСР и не должен контактировать с оператором.

При контактных ЭСР следует сначала прикоснуться наконечником разрядного электрода к ИО, а затем включить разрядный ключ.

В случае, если проводящие поверхности ИО окрашены, необходимо выполнять следующее требование: если изготовитель оборудования не указывает, что покрытие предназначено для изоляции, необходимо проколоть покрытие наконечником ИГ для осуществления контакта с проводящей поверхностью. Покрытие, указанное изготовителем как изолирующее, должно подвергаться только воздушными ЭСР. Испытания контактными ЭСР не должны проводиться на таких поверхностях.

При воздушных ЭСР круглый наконечник разрядного электрода следует по возможности быстрым движением (не вызывая механических повреждений поверхности) приблизить до прикосновения к ИО. После каждого ЭСР наконечник разрядного электрода ИГ необходимо удалять от ИО для подготовки к следующему разряду. Эта процедура должна повторяться необходимое количество раз. При испытаниях на воздушный ЭСР разрядный ключ, который используется для контактного ЭСР, должен быть постоянно замкнут.

8.3.3 Непрямое воздействие разрядом

8.3.3.1    Разряд на объекты вблизи испытуемого оборудования

Разряды на объекты, расположенные или установленные вблизи ИО, имитируют подачей разрядов от генератора ЭСР на пластины связи по методу контактного разряда.

В дополнение к испытаниям, описанным в 8.3.2, должны выполняться требования, установленные в

8.3.3.2 и 8.3.3.3.

8.3.3.2    Горизонтальная пластина связи под испытуемое оборудование

Разряд на горизонтальную пластину связи должен быть произведен горизонтально к ребру горизонтальной пластины связи.

Не менее десяти одиночных разрядов (с полярностью, к которой ИО наиболее чувствительно) должны быть поданы к каждому переднему фронту ребра горизонтальной пластины связи напротив центра каждого блока ИО (если применяется) на расстоянии 0,1 м от передней части ИО. В течение разряда наконечник разрядного электрода генератора ЭСР должен быть в плоскости горизонтальной пластины связи и располагаться перпендикулярно к ее переднему фронту.

Наконечник разрядного электрода должен касаться ребра горизонтальной пластины связи до включения разрядного ключа (см. рисунок 4).

В стандартах на изделие могут быть установлены требования, согласно которым испытания необходимо проводить со всех сторон ИО.

8.3.3.3    Вертикальная пластина связи

Не менее десяти одиночных разрядов (с полярностью, к которой ИО наиболее чувствительно) должны быть поданы на центр одного вертикального ребра пластины связи (см. рисунки 4 и 5). Пластина связи размерами 0,5 * 0,5 м устанавливается параллельно ИО и располагается на расстоянии 0,1 м от ИО.

_ГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ    РЕСПУБЛИКИ    БЕЛАРУСЬ_

Электромагнитная совместимость Часть 4-2. Методы испытаний и измерений ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМ РАЗРЯДАМ

Элекграмагштная сумяшчальнасць Частка 4-2. Метады выпрабаванняу i вымярэнняу ВЫПРАБАВАНН1 НА УСТОЙЛ1ВАСЦЬ ДА ЭЛЕКТРАСТАТЫЧНЫХ РАЗРАДАУ

Electromagnetic compatibility Part 4-2. Testing and measurement techniques Electrostatic discharge immunity test

Дата введения 2012-07-01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования помехоустойчивости и методы испытаний электрического и электронного оборудования, подвергаемого электростатическим разрядам (ЭСР) как при прямом воздействии от оператора, так и непрямом воздействии от персонала на расположенные вблизи объекты. Стандарт устанавливает испытательные уровни, которые относятся к различным условиям эксплуатации оборудования, а также методы испытаний.

Целью стандарта является установление общих и воспроизводимых правил оценки качества функционирования электрического и электронного оборудования, подвергнутого воздействию электростатических разрядов. Кроме того, это установление также включает электростатические разряды, которые могут произойти от персонала на объекты, находящиеся возле жизненно важного оборудования.

Настоящий стандарт устанавливает:

-    типовую форму тока разряда;

-    испытательные уровни;

-    испытательное оборудование;

-    организованное место для испытаний;

-    методы испытаний;

-    методы калибровки;

-    неопределенность измерений.

В стандарте приведены методы проведения испытаний в лабораторных условиях и испытаний на месте эксплуатации оборудования после его окончательной установки.

Настоящий стандарт не устанавливает испытаний к конкретному оборудованию или системам. Его главной задачей является обеспечение всех заинтересованных технических комитетов по стандартизации Международной электротехнической комиссии, разрабатывающих стандарты на продукцию, общими ссылочными данными. Технические комитеты по стандартизации (или пользователи и изготовители оборудования) несут ответственность за выбор подходящих видов испытаний и испытательных уровней, применяемых для испытуемого оборудования (ИО).

Чтобы не препятствовать задаче координации и стандартизации, техническим комитетам или пользователям и изготовителям рекомендуется рассмотреть (в их будущей работе или при пересмотре устаревших стандартов) принятие соответствующих испытаний на помехоустойчивость, приведенных в настоящем стандарте.

2    Нормативные ссылки

Следующие стандарты, на которые даны ссылки, являются обязательными для применения в настоящем стандарте. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все изменения).

IEC 60050-161:1990 Международный электротехнический словарь. Глава 161. Электромагнитная совместимость

Издание официальное

IEC 60068-1:1988 Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 1. Общие положения и руководство

3 Термины и определения

Для целей настоящего стандарта используют следующие термины и определения, применяемые в области электростатического разряда (не все из них включены в IEC 60050-161).

3.1    метод воздушного разряда (air discharge method): Метод испытаний, при котором разрядный наконечник испытательного генератора приближают к испытуемому оборудованию, пока он не коснется его.

3.2    антистатический материал (antistatic material): Материал со свойствами, минимизирующими создание заряда при трении или отделении от такого же или другого аналогичного материала.

3.3    калибровка (calibration): Совокупность операций, которые устанавливают в соответствии со стандартами соотношение, которое существует при определенных условиях, между показаниями и результатом измерения.

Примечание 1 - Этот термин основан на понятии «неопределенность».

Примечание 2 - Соотношение между показаниями и результатом измерения может быть выражено в виде

калибровочной диаграммы [IEV 311-01-09].

3.4    испытание на соответствие (conformance test): Испытание типового образца оборудования с целью определения соответствия оборудования, разработанного и произведенного в заявленном виде, требованиям настоящего стандарта.

3.5    метод контактного разряда (contact discharge method): Метод испытаний, при котором разрядный наконечник испытательного генератора (ИГ) во время разряда удерживается в контакте с испытуемым оборудованием или пластиной связи и разряд производится при помощи разрядного ключа внутри испытательного генератора.

3.6    пластина связи (coupling plane): Металлический лист или пластина, которые подвергаются электростатическому разряду при имитации непрямого воздействия электростатического разряда на испытуемое оборудование; ГПС - горизонтальная пластина связи; ВПС - вертикальная пластина связи.

3.7    ухудшение качества функционирования (degradation (of performance): Нежелательное отклонение от установленных функциональных характеристик любого устройства, оборудования или системы.

Примечание - Настоящий термин может применяться к временной или постоянной неисправности

[IEV 161-01-19].

3.8    прямое воздействие (direct application): Применение электростатического разряда непосредственно на испытуемое оборудование.

3.9    электромагнитная совместимость; ЭМС (electromagnetic compatibility; ЕМС): Способность оборудования или системы удовлетворительно функционировать в окружающей электромагнитной обстановке без создания недопустимых электромагнитных помех какому-либо оборудованию в этой обстановке [IEV 161-01-07].

3.10    электростатический разряд; ЭСР (electrostatic discharge; ESD): Перенос электрического заряда между телами с разными электростатическими потенциалами через микрозазор или через прямой контакт [IEV 161-01-22].

3.11    накопительный конденсатор (energy storage capacitor): Конденсатор испытательного генератора, соответствующий электрической емкости тела человека, заряженного до значения испытательного напряжения.

Примечание - Это может быть обеспечено дискретным компонентом или распределенной емкостью.

3.12    ИО (EUT): Испытуемое оборудование.

3.13    эталонная пластина заземления (ground reference plane (GRP): Ровная проводящая поверхность, потенциал которой используется как общий нулевой потенциал [IEV 161-04-36].

3.14    время удержания заряда (holding time): Промежуток времени до разряда, в течение которого снижение выходного напряжения испытательного генератора, вызванное утечкой в накопительном конденсаторе, не превышает 10 %.

3.15    устойчивость к электромагнитной помехе; помехоустойчивость (immunity (to a disturbance): Способность устройства, оборудования или системы сохранять заданное качество функционирования при наличии электромагнитных помех [IEV 161-01-20].

3.16    непрямое воздействие (indirect application): Применение электростатического разряда на пластину связи, размещенную вблизи испытуемого оборудования и имитирующую разряд от обслуживающего персонала на объекты, расположенные вблизи испытуемого оборудования.

2

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

3.17    время нарастания (rise time): Интервал времени между моментами, при которых мгновенные значения импульса впервые достигают установленных минимальных и максимальных значений.

Примечание - Если не указано иное, минимальное и максимальное значения установлены на уровнях 10 % и 90 % от величины импульса [IEV 161-02-05, модифицированный].

3.18    верификация (verification): Комплекс операций, используемых для проверки системы испытательного оборудования (например, испытательный генератор и соединительные кабели) и для подтверждения функционирования испытательной системы.

Примечание 1 - Методы, применяемые при верификации, могут отличаться от методов, применяемых при калибровке.

Примечание 2 - Для целей настоящего стандарта настоящее определение отличается от определения, приведенного в IEV 311-01-13.

4    Общие положения

Настоящий стандарт распространяется на оборудование, системы, подсистемы и периферийные устройства, которые могут подвергаться ЭСР в реальных условиях окружающей среды и эксплуатации, таких как низкая относительная влажность, использование покрытий с низкой проводимостью (искусственное волокно), одежды из винила и т. п., которые могут быть в положениях, определенных в стандартах, имеющих отношение к электрическому или электронному оборудованию (более подробную информацию см. в А.1 приложения А).

Примечание - С технической точки зрения более точным термином, отражающим этот процесс, является термин «разряд статического электричества». Однако термин «электростатический разряд» широко используется в технической практике и в технической литературе. Поэтому было принято решение сохранить термин «электростатический разряд» в названии настоящего стандарта.

5    Испытательные уровни

Предпочтительные испытательные уровни при воздействии ЭСР приведены в таблице 1. Предпочтительным методом испытаний является метод контактного разряда. Метод воздушного разряда используют в случаях, когда невозможно применить контактный разряд. Напряжения для каждого метода проведения испытаний указаны в таблице 1. Указанные напряжения различны для каждого метода из-за их особенностей. Но это не значит, что испытательные уровни эквивалентны между методами испытаний.

Более подробная информация относительно различных параметров, которые могут влиять на уровень напряжения, до которого может быть заряжено тело человека, приведена в разделе А.2. Раздел А.4 также содержит примеры по выбору испытательных уровней, соответствующих различным условиям эксплуатации оборудования.

Для испытаний методом воздушного разряда испытание должно проводиться для всех испытательных уровней, указанных в таблице 1, вплоть до и включая указанный испытательный уровень. Для испытаний методом контактного разряда испытание должно проводиться только для указанного испытательного уровня, если иное не указано комитетом по продукции.

Дополнительная информация приведена в разделах А.З, А.4 и А.5.

Таблица 1 - Испытательные уровни

Контактный разряд Воздушный разряд Испытательный Испытательное Испытательный Испытательное уровень напряжение, кВ уровень напряжение, кВ 1 2 1 2 2 4 2 4 3 6 3 8 4 8 4 15 ха) Специальное ха) Специальное а) х - любой уровень со значением испытательного напряжения до, свыше или между значениями других испытательных уровней. Испытательное напряжение должно быть указано в технической документации на конкретное оборудование. Если установлено более высокое испытательное напряжение, чем указано для испытательных уровней 1-4, необходимо использовать специальное испытательное оборудование.

6 Испытательный генератор

6.1 Общие положения

Основными элементами ИГ являются:

-    зарядный резистор R₀;

-    накопительный конденсатор C_s;

-    распределенная емкость C_d;

-    разрядный резистор R_d;

-    индикатор напряжения;

-    разрядный ключ;

-    зарядный ключ;

-    сменные наконечники разрядного электрода (см. рисунок 3);

-    провод заземления генератора ЭСР;

-    источник электропитания.

Упрощенная схема генератора ЭСР приведена на рисунке 1. Детальная конструкция не приводится.

Примечание 1 - Cd представляет собой распределенную емкость между генератором и окружающими предметами. Примечание 2 - Типичная емкость Cd + Cs 150 пФ. Примечание 3 - Типичное сопротивление Rd 330 Ом.

Рисунок 1 - Упрощенная схема генератора электростатических разрядов

При оценке генератор ЭСР по процедурам, установленным в приложении В, генератор ЭСР должен соответствовать требованиям, установленным в 6.2. Поэтому ни схема на рисунке 1, ни номиналы элементов не определены точно.

6.2 Технические характеристики и параметры испытательного генератора электростатических разрядов

Испытательный генератор должен соответствовать требованиям, установленным в таблицах 2 и 3. На рисунке 2 отражена идеальная форма импульса разрядного тока и измерительные точки, соответствующие параметрам импульса, приведенным в таблицах 2 и 3. Соответствие этим требованиям должно быть проверено методами, установленными в приложении В.

СТБ1ЕС 61000-4-2-2011

Таблица 2 - Общие характеристики

Параметр Значение Выходное напряжение, контактный разряд (см. примечание 1) От 1 до 8 кВ (номинальное значение) Выходное напряжение, воздушный разряд (см. примечание 1) От 2 до 15 кВ (номинальное значение) (см. примечание 3) Погрешность выходного напряжения ±5% Полярность выходного напряжения Положительная и отрицательная Время удержания заряда Не менее 5 с Вид разряда Одиночный разряд (см. примечание 2) Примечание 1 - Напряжение разомкнутой цепи измеряется на разрядном наконечнике ИГ. Примечание 2 - Для исследовательских целей генератор должен обеспечивать частоту повторения разрядов последовательных импульсов не менее 20 разрядов в секунду. Примечание 3 - Нет необходимости использовать генератор с возможностью производить воздушные разряды 15 кВ, если максимальное используемое испытательное напряжение меньше.

Таблица 3 - Параметры импульса разрядного тока при контактном разряде

Испытательный уровень Испытательное напряжение, кВ Ток первого пика разряда ±15 %, А Время нарастания tr ±25 %, нс Ток разряда ±30 % при 30 нс, А Ток разряда ±30 % при 60 нс, А 1 2 7,5 0,8 4 2 2 4 15 0,8 8 4 3 6 22,5 0,8 12 6 4 8 30 0,8 16 8 Точка отсчета измерения времени для тока при 30 и 60 нс - в момент времени, когда ток достигает значения 10 % от тока первого пика разряда. Примечание 1 разряда. - Время нарастания t, - время интервала между значениями 10 % и 90 % от тока первого пика

Рисунок 2 - Идеальная форма импульса разрядного тока при контактном разряде 4 кВ

5