電力機器人電磁兼容試驗檢測技術及可靠性提升.pdf

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1、電力機器人電磁兼容試驗檢測技術及可靠性提升中國電科院武漢檢測中心電磁兼容實驗室郭子君電力工業電氣設備質量檢驗測試中心（以下簡稱檢測中心）科學公正 專業規范 客觀準確 誠信服務 成立于1974年(原武漢高壓研究所)，自1986年起采用該名稱并一直沿用至今，依托法人單位為中國電力科學研究院有限公司。先后通過了國家計量認證（CMA）和實驗室國家認可(CNAS)，是國家市場監督管理總局和中國國家認證認可監督管理委員會授權的、具有社會第三方公正地位的權威檢測機構。1.電磁兼容基礎概述2.電磁兼容試驗檢測3.電磁兼容可靠性提升目 錄1-1 基本概念 電磁兼容一詞，源于英語 electromagnetic

2、compatibility，按直譯應為電磁兼容性。國標 GB/T 43651995 制定工作組經過認真討論達到以下共識，對一門學科、一個領域、一個工業或技術范圍來講，應譯為“電磁兼容”，以便反映整整一個領域，而不僅僅是一項技術指標；而對于設備、分系統、系統的性能參數來說，則應譯為“電磁兼容性”。電磁兼容是以電磁場理論為基礎，包括信息、電工、電子、通信、材料、結構等學科的邊緣科學；也是一門研究在有限的空間、時間和頻率資源條件下，各種電工、電子設備或系統在同一電磁環境中可以相互兼容，而不致引起其性能降低的應用科學技術。1-2 設備的電磁兼容性（EMC）設備的發射特性（EMI）設備向外部發射電磁騷擾

3、的特性。設備的抗擾度（IMUNITY）（）（敏感度 EMS）設備抵抗外部入侵的電磁騷擾的能力，設備越敏感，抗擾度越差。只有設備的 EMI 和 EMS 都符合要求了，才能說設備的 EMC 合格了。常見的 EMI 項（4項）1.輻射發射RE：通過空間以電磁波形式發射騷擾能量；2.傳導發射CE：通過導線以電壓電流形式發射騷擾能量；3.諧波：設備向交流供電電源注入的50Hz高次諧波；4.電壓波動和閃爍：設備引起交流供電電壓起伏波動。常見的 EMS 項（9項）1.靜電放電抗擾度；2.射頻電磁場輻射抗擾度（RS）；3.電快速瞬變脈沖群抗擾度；4.浪涌（沖擊）抗擾度；5.射頻場感應的傳導騷擾抗擾度；6.工頻

4、磁場抗擾度；7.脈沖磁場抗擾度；8.阻尼振蕩磁場抗擾度；9.電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗1-3 試驗項目電磁兼容性能試驗（標準要求）序號試驗項目試驗部位等級要求1靜電放電抗擾度試驗外殼4級2射頻電磁場輻射抗擾度試驗外殼3級3工頻磁場抗擾度試驗外殼5級4脈沖磁場抗擾度試驗外殼5級5浪涌（沖擊）抗擾度試驗充電樁/充電器電源端口4級變電站巡檢機器人出廠試驗指導手冊Q/GDW 115142021變電站智能機器人巡檢系統檢測規范1.電磁兼容基礎概述2.電磁兼容試驗檢測3.電磁兼容可靠性提升目 錄2-1 靜電放電抗擾度試驗 帶靜電的物體進行放電時產生放電電流，會產生短暫的強度很大的電磁場。放電時

5、產生短暫的放電電流和相應的電磁場可能引起電氣、電子設備（如計算機、終端設備、汽車電子設備等）的電路發生故障甚至損壞。靜電放電試驗的目的就是檢驗電氣、電子設備在遭受這類靜電放電騷擾時的性能。接觸放電空氣放電等級試驗電壓（kV）等級試驗電壓（kV）12122324363848415X1)特定X1)特定a）空氣放電b）接觸放電靜電放電抗擾度試驗等級2-1 靜電放電抗擾度試驗 符合 GB/T 17626.2 的規定，試驗等級為 4 級，即接觸放電試驗電壓為 8 kV，空氣放電電壓為 15 kV，試驗點選擇在操作人員可能接觸的各個位置。每個放電點放電次數為正、負極性各10次，放電間隔時間為1s。試驗配置

6、包括靜電放電發生器、受試設備和使受試設備在試驗期間能正常工作及對其參數進行測量的所需輔助儀器組成。輔助設備在受試設備經受靜電放電試驗時工作正常，不應額外增加對受試設備騷擾。靜電放電發生器輸出電流的典型波形2-2 射頻電磁場輻射抗擾度試驗 電磁輻射來自于有意產生的電磁輻射源（如固定的無線電廣播電視臺的發射機和各種工業電磁源）和一些無意產生的寄生輻射源（電焊機、晶閘管整流器、感性負載的開關操作等），其使用頻率在 0.8GHz3GHz 之間。射頻電磁場輻射抗擾度試驗等級等級試驗場強（V/m）1123310430X特定 等級1：低電平電磁輻射環境。位于1km以外的地方廣播臺所發射的電平為典型的低電平。

7、等級2：中等的電磁輻射環境。低功率便攜收發機設備附近使用，是一種典型的商業環境。等級3：嚴重電磁輻射環境。便攜收發機接近設備使用，是一種典型的工業環境。2-2 射頻電磁場輻射抗擾度試驗 符合 GB/T 17626.3 的規定，試驗等級為 3 級，即試驗場強為 10 V/m。試驗波形為 1 kHz 正弦波對信號波進行 80%的幅度調制，設置駐留時間為 1 s，掃描步長為 1%，發射天線水平、垂直極化與受試設備距離為 3 m。2-3 工頻磁場抗擾度試驗 符合 GB/T 17626.8 的規定，試驗等級為 5 級，即穩定持續磁場強度為 100 A/m，短時磁場強度為 1000 A/m。采用浸入法，將

8、 EUT 置于邊長為 1 m 的正方形感應線圈中進行試驗。工頻磁場是由導體中的工頻電流產生的，包括由附近的其他裝置（如變壓器的漏磁通）所產生的磁場。處于正常運行條件下的電流產生穩定磁場，幅值相對較??；故障條件下產生的幅值相對較高、但持續時間較短的磁場。等級穩定持續磁場強度（A/m）1s3s短時磁場強度（A/m）112331043030051001000X特定特定2-4 脈沖磁場抗擾度試驗脈沖磁場是由雷擊建筑物和其他金屬構架，以及由低壓、中壓和高壓電力系統中故障的起始暫態電流產生的。磁場強度的范圍從幾百 A/m（峰值）到 1kA/m（峰值）符合 GB/T 17626.9 的規定，試驗等級為 5

9、級，即試驗磁場強度為 1000 A/m，試驗磁場波形為 6.4/16 ms。采用浸入法，將 EUT 置于邊長為 1 m 的正方形感應線圈中進行試驗。等級脈沖磁場強度（A/m）（峰值）123100430051000X特定脈沖磁場抗擾度試驗等級2-5 浪涌（沖擊）抗擾度試驗 開關操作可以在電網或通信上產生暫態過電壓或過電流。通常這種過電壓或過電流稱作浪涌。浪涌波前時間為數微秒，半峰時間從幾十微秒到幾百微秒，脈沖幅度從幾百伏到幾萬伏，或從幾百安到上百千安，是一種能量較大的騷擾。在雷雨多發地區或者電網負載經常突變地區，如果措施不當，浪涌經常會燒毀電子元器件，破壞通信設備，使網絡異常。浪涌（沖擊）抗擾度

10、試驗等級等級開路試驗電壓（kV）10.521.032.044.0X特定2-5 浪涌（沖擊）抗擾度試驗線-線耦合試驗布置示意圖線-地耦合試驗布置示意圖 符合 GB/T 17626.5 的規定，試驗等級為 4 級，即開路試驗電壓峰值為 4 kV。在試驗端口施加試驗波形為 1.2/50m ms 電壓波和 8/20m ms 電流波構成的組合波，正、負極性試驗電壓各 5 次，試驗間隔 1 min。1.電磁兼容基礎概述2.電磁兼容試驗檢測3.電磁兼容可靠性提升目 錄3 抑制技術基礎通常從電路設計、屏蔽、接地、濾波技術四個方面來抑制干擾。解決電磁兼容適應性是個復雜的問題，長期以來一直是工程設計人員關注的重點。針對設備或系統中電磁騷擾產生、傳播及耦合的機理，可以采取種種電磁騷擾控制技術來提高設備或系統的電磁兼容性（EMC）水平。中國電力科學研究院（武漢）檢測中心中國電力科學研究院（武漢）檢測中心 謝謝！THANK YOU!中國電科院武漢檢測中心電磁兼容實驗室謝謝！