雷擊（主要模擬間接雷）：例如,雷電擊中戶外線路,有大量電流流入外部線路或接地電阻,因而產生的干擾電壓;又如,間接雷擊（如雲層間或雲層內的雷擊）線上路上感應出的電壓或電流;再如,雷電擊中了鄰近物體,在其周圍建立了電磁場,當戶外線路穿過電磁場時,線上路上感應出了電壓和電流。切換瞬變：例如,主電源系統切換時（例如補償電容組的切換）產生的干擾;又如,同一電網中,在靠近設備附近有一些較大型的開關在跳動時所形成的干擾; 再如,切換有諧振線路的晶閘管設備;還如,各種系統性的故障,例如設備接地網路或接地系統間產生的短路或飛弧故障。
基本介紹
- 中文名：雷擊試驗
- 類型：主要模擬間接雷
- 目的：建立一個共同標準
- 短路電流波：8/20μs
- 開路電壓波：1.2/50μs
試驗的目的,浪涌的模擬,試驗方法,試驗的嚴酷度等級,標準的評述,
試驗的目的
通過模擬試驗的方法來建立一個評價電氣和電子設備抗浪涌干擾能力的共同標準。
浪涌的模擬
按照IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標準的要求,要能分別模擬在電源線上和通信線路上的浪涌試驗。由於線路的阻抗不一樣,浪涌在這兩種線路上的波形也不一樣,要分別模擬。
（1）主要用於電源線路試驗的1.2/50μs（電壓波）和8/20μs（電流波）的綜合波發生器
圖6是綜合波發生器的簡圖。發生器的波形則見圖7所示。
對試驗發生器的基本性能要求是：
開路電壓波：1.2/50μs;
短路電流波：8/20μs。
開路輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV
短路輸出電流（峰值）：0.25kA～2kA
發生器內阻：2Ω（可附加電阻10或40Ω,以便形成12或42Ω的發生器內阻）
浪涌輸出極性：正/負
浪涌移相範圍：0°～360°
最大重複率：至少每分鐘1次
（2）用於通信線路試驗的10/700μs浪涌電壓發生器
發生器的基本線路見圖8所示。相應的電壓浪波形見圖9所示。
發生器的基本性能要求是：
開路峰值輸出電壓（峰值）：0.5kV～4kV
動態內阻：40Ω
輸出極性：正/負
試驗方法
由於浪涌試驗的電壓和電流波形相對較緩,因此對試驗室的配置比較簡單。對於電源線上的試驗,都是通過耦合/去耦網路來完成的。圖10給出了單相電路的試驗線路。對於通信線路上的試驗,則和被試電路有關,不一一列出。
試驗中要注意以下幾點：
●試驗前務必按照製造商的要求加接保護措施。
●試驗速率每分種1次,不宜太快,以便給保護器件有一個性能恢復的過程。事實上,自然界的雷擊現象和開關站大型開關的切換也不可能有非常高的重複率現象存在。
●試驗,一般正/負極性各做5次。
●試驗電壓要由低到高逐漸升高,避免試品由於伏安非線性特性出現的假象。另外,要注意試驗電壓不要超出產品標準的要求,以免帶來不必要的損壞。
試驗的嚴酷度等級
各等級電源線路的試驗電壓值見表5。
表5 嚴酷度等級
等級 | 線－線（kV） | 線－地（kV） |
1 | － | 0.5 |
2 | 0.5 | 1.0 |
3 | 1.0 | 2.0 |
4 | 2.0 | 4.0 |
X | 待定 |
試驗的嚴酷度等級取決於環境及安裝條件,下面是一般的分級情況：
1級 較好的保護環境,浪涌電壓不超過500V,如工廠或電站中的控制室;
2級 保護環境比1級稍差,浪涌電壓不超過1kV,如無強幹擾的工廠;
3級 一般性的電磁騷擾環境,無特殊安裝要求,浪涌不超過2kV,如普通安裝的電纜網路,工業性的工作場所和變電所等;
4級 受嚴重騷擾的環境,浪涌電壓可以達到4kV,如民用架空線,未加保護的高壓變電所等;
X級 為特殊等級,應根據用戶的特殊要求,由製造商和用戶協商後確定。
標準的評述
有不少標準都提到要用1.2/50μs的雷擊波做試驗的情況,但是標準不同,做試驗的目的也不同,例如高壓試驗（IECpub5260270）也提到了雷擊試驗,但用於做脈衝耐壓試驗,所以用到的發生器是高電壓和高阻抗的。亦即,發生器的電壓較高,但能量並不算大。反之,對IEC61000－4－5（GB/T17626.5）標準來說,強調的是做線上設備的抗浪涌性能試驗,由於線路的阻抗比較低,因此發生器的輸出阻抗也要求低,這樣看來,適用於做這個標準的發生器,除了要有足夠高的輸出電壓外,還要求發生器有輸出阻抗低和輸出能量大的特點。也就是說,這是兩種截然不同的試驗,絕對不能混為一談。
雷擊實驗室蘇州電器科學研究院（國家電器產品質量監督檢驗中心）
