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技术文章

LST－ 6kVA /3kA混合波雷电电涌测试仪技术文章

LST－ 6kVA /3kA混合波雷电电涌测试仪技术文章
发布日期：2008-02-18
 
 
1.概述：
1.2/50μS－8/20μS波形是电磁兼容（EMC）领域中非常重要的一种试验波形,是IEC（国际电工委员会），ITU（国际电信联盟），等国际标准化的组织，以及各国，如美国IEEE（美国电气与电子工程师协会）、FCC（美国联邦通信委员会）、德国的VDE（德国电工协会）、英国BS（英国联邦通信委员会）、日本JBCD（日本电气标准）、中国GB（国家标准）等国家标准所采用雷电浪涌波形。           
2.混合波雷电电涌发生器的功能特点
2.1 混合波雷电电涌发生器输出开路时，产生1.2/50μS冲击电压波，输出短路时产生8/20μS冲击电流波，峰值比（虚拟阻抗）2欧姆。
2.2 混合波雷电电涌发生器能根据被测设备（EUT）的阻抗自动进行波形变换，对于高阻抗EUT，输出1.2/50μS冲击电压波对EUT进行绝缘试验。对低阻抗EUT或电气绝缘已击穿的状态，输出8/20μS冲击电流波，可以作为8/20μS冲击电流发生器，例如对SPD进行残压的测量。
2.3 混合波雷电电涌发生器波形自动转换的特性更好的反映了低压系统中雷击电磁脉冲，作用在SPD上的实际过程。而且虚拟阻抗2欧姆，用它来进行电源保护器和信号保护器的残压测量更加准确。
2.4 LST－6kV/3kA混合波雷电电涌测试仪除了上述功能之外还具有如下独特的功能：
2.4.1 输出的1.2/50μS，8/20μS波形参数精确度超过IEC和GB相关标准所提出的要求，而且波形纯净稳定，经长时间使用后能保持原来波形。
2.4.2 面板上浪涌幅度和残压指示，测量SPD残压的时候可以不用示波器，采用内置的采样保持电路直接显示残压。
    2.4.3 体积小、重量轻、携带方便，是目前国内同类产品中体积最小重量最轻的一种，很适合到现场使用。
2.4.4        配有去耦器，可以进行模拟在线测试，更能反映SPD在电网中运行时遭受雷电过电压的冲击的实际情况。
3.具体用途：
3.1  测量开关型SPD的性能
3.1.1 测量B级间隙型（开关型）SPD的点火电压（即保护电平Vp）。根据GB18802.1－2002（等同于IEC61643.1－1998），测量开关型SPD的点火（动作）电压要用1.2/50μs波形。本仪器在输出开路状态下可产生1.2/50μs冲击电压波形，因此可以测量B级间隙型SPD的点火电压（即保护电压水平）。
测量时浪涌电平调在间隙型SPD的所标称的Vp上进行冲击，这时间隙型     SPD应该点火放电，在示波器上可以看到间隙型SPD的冲击放电波形
    3.1.2 检查间隙型SPD阻断工频续流的能力
间隙型SPD最大的问题是存在工频续流。正常的间隙型SPD在响应雷电过电压后应立即回复断开（高阻状态），不正常的间隙型SPD在响应雷电过电压后不能立即回复到阻断状态，使工频电流流过SPD，使电网的跳闸，造成停电事故，这是绝对不允许的。所以检查间隙型SPD阻断工频续流的能力非常重要。
本仪器在测量间隙型SPD时，若出现工频续流，本仪器能自动切断工频电流。
3.1.3 使用本仪器和数字示波器通过观察波形便可以分析未知SPD内部结构，判别SPD是否包含开关元件。是否是复合型SPD。
3.1.4 测量气体放电管的特性：
气体放电管在信号保护器，保安单元中得到广泛的应用。本仪器可以通过测量波形，检查含有气体放电管的各种浪涌保护器的性能。
3.2 测量限压型SPD的劣化
3.2.1 残压（限制电压）的测量
残压（限制电压）是当雷电电流流过SPD，在SPD两端呈现的电压。在电网中长期运行的限压型SPD，由于长期受到电网电压波动或处于恶劣(高温、高湿)环境中，尤其是频繁受到雷电或操作过电压的冲击，造成性能下降，甚至劣化失效。因此测量在用SPD的残压，可以检查SPD的劣化程度，及时代换失效的产品，才能确保备被保护设备的安全。
3.2.2  为此，通信行业标准YD/T1429－2006《通信局（站）在用防雷系统的技术和检测方法》第5.6.4条：电源SPD的混合波限制电压值测量，用1.2/50μs­－8/20μs 6kV/3kA混合波，对网上营运的防雷设备可插拔部件限制电压测量，要求其测量值小于SPD保护水平[Vp(3kA)]的1.1倍。
信息产业部《关于通信网防御雷电安全保护管理办法》第24条：电源用第一级SPD在每年雷雨季节前，应检测其各项性能和显示是否正常，开关电源的模块应每年用混合波雷电测试仪检测其性能和老化程度，信号、数据网SPD应检查其接地是否可靠。
3.3   去耦器的功能和用途：
本去耦器是专为LST－6kV/3kA混合波雷电电涌测试仪进行SPD的模拟在线测试而设计的，其功能：一是对SPD进行工频220V的供电，使SPD处于电网工作状态，二是对SPD在进行浪涌冲击时，防止高能量浪涌进入市电系统，干扰邻近设备的正常运行。
主要用途：
3.3.1  在对SPD进行模拟在线试验时，检测SPD在加市电电压下的残压值。更能反映在电网中运行的SPD抑制雷电浪涌的能力。
3.3.2  对装置设备或系统进行抗扰度试验时，必须使用去耦器，对待测设备（EUT）进行交流或直流供电，并防止浪涌进入它设备。
3.3.3  检测SPD是否存在工频续流，当出现续流时去耦网络即自动关断设备的供电。
由上可见，不管是对电涌保护器的防雷性能的测试或是电气和电子设备抗扰度性能的测量都要用到去耦器。
3.4 LD－2A、 2B、2D防雷元件直流参数测试仪的用途
3.4.1 直流参数的测量：
限压型SPD的直流参数是压敏电压和漏电电流，它是SPD能否在电网上安全运行的重要参数。利用本公司产生的LD－2A LD－2B 或LD－2D，可以很方便的测量直流参数
（测量方法见说明书）
合格判别标准：
a、U1mA是交流电压U0（U0交流电压有效值）的1.86－2.2倍，直流电路中直流电压的1.33－1.6倍，或变化率小于标准值的±10％
b、老化试验（或使用一段时间）后，漏电流的变化量不超过
200％，漏电流不超过20μA。
 3.4.2 放电管直流放电电压的测量：
     LD－2D直流测试仪还可以产生100V/S斜波，用于测量气体放电管的直流放电电压。
4. 通信设备抗扰度试验：
自然界的雷击和配电系统的投切（开/关）都会产生瞬态过电压，对电气、电子设备产生瞬态干扰。装置、设备或系统面临这种电磁干扰不降低性能的能力就叫抗扰度（immunity）
GB/T17626.5－1999(等同于IEC61000－4－51995)标准规定了浪涌抗扰度试验的波形、试验等级、试验设备、试验方法以及性能判别依据等。
LST－6kV/3kA混合波雷电电涌测试仪（也叫混合波抗扰度测试仪）完全符合上述标准，可以用来进行上述测量：YD/T1429－2006附录C提出通信设备抗扰度的技术要求和测试方法。
4.1 具体试验方法是：
a.按图做好测试系统的连接。
b.按设备要求通过去耦网络供给220V交流电压或－48V直流电压。
c.按浪涌的级别要求施加浪涌电平。
d.对交流口施加6kV/3kA ，1.2/50μs­－8/20μs，混合波正向负向各5次。
e.对－48V直流电源口施加0.5kV或1kV混合波正负各5次。
f.对RS232串口，Rx和Tx之间施加0.5kV浪涌，Rx、Tx和公共点C之间施加1kV浪涌，正负各5次。
g.对2048kb/s口施加1kV正负浪涌各5次。
h.对以太网口施加0.5kV正负浪涌各5次。
每次冲击间隔1分钟以上。
4.2 合格判据 在上述浪涌冲击下合格的判据为：
判据A：设备能够承受规定等级的测试，且没有损坏以及出其它紊乱（例如：软件无法正常运行或故障部件的误动作）。
判据B：长度为1500字节的数据包能正常且五分钟不出现丢包。
判据C：试验后五分钟内不出现误码现象或通话恢复清晰。
详见YD/T1429－2006标准附录C。
 4.3  不合格判据
4.3.1 在试验中加上述幅度的浪涌冲击时，如：有些产品当场出现元件炸裂、冒烟、燃烧现象，
4.3.2 有些产品试验后在RS232串口接笔记本电脑不能按协议进行通信,表现为数据不能返回。
4.3.3 试验后传输设备用比特误码测试仪进行检查出现误码。
以上这些都属于不合格产品。
通过上述抗扰度冲击测试可以客观的评估设备对雷电等瞬态过电压的耐受度即抗扰度。
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