IEC 61000-4-9:2016电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验

一、IEC 61000-4-9:2016标准基本信息

• 标准名称: 电磁兼容性(EMC) - 第4-9部分:试验和测量技术 - 脉冲磁场抗扰度试验

• 标准号: IEC 61000-4-9:2016

• 发布机构: 国际电工委员会

• 发布日期: 2016年

• 实施状态: 现行有效

• 标准性质: 国际标准

• 标准类型: 基础抗扰度测试方法标准

二、IEC 61000-4-9:2016适用范围与关键内容

• 适用范围:

• 本标准适用于对脉冲磁场敏感的电气和电子设备。

• 它规定了在运行过程中,设备对由诸如雷击、故障电流切换等事件引起的脉冲磁场的抗扰度要求、试验方法和推荐的试验等级。

• 关键内容概述:

• 本标准是一个具体的测试方法标准。其核心目的是统一脉冲磁场抗扰度的试验方法,确保测试结果的一致性、可比性和可重复性。

• 它模拟由瞬态大电流(例如雷击电流、变电站开关操作电流)产生的高强度、短持续时间的磁场,检验设备在此类环境下的运行稳定性。

三、IEC 61000-4-9:2016配套与引用标准

• 上级标准:

• IEC 61000-6-2 (工业环境中的抗扰度通用标准)

• IEC 61000-6-5 (发电厂和变电站环境的抗扰度通用标准)

• IEC 61326-1 (测量、控制和实验室设备EMC,针对工业环境)

• 本标准主要被那些针对在严酷电磁环境(尤其是电力系统周边)中使用的设备的EMC标准所引用,例如:

• 引用标准:

• IEC 61000-4-10: 阻尼振荡磁场抗扰度试验(模拟另一种类型的磁场干扰)。

• IEC 61000-4-8: 工频磁场抗扰度试验(模拟稳态的50/60Hz磁场)。

四、IEC 61000-4-9:2016主要技术内容与试验方法

1. 试验波形:

• 标准规定了用于试验的脉冲磁场波形,其特点是快速上升和缓慢衰减。

• 典型的试验波形是 6.4/16 μs 脉冲(前沿时间6.4微秒,半峰值持续时间16微秒),模拟雷击电流产生的磁场。

2. 试验等级:

• 1级: 低强度环境(如住宅、商业区)

• 2级: 受保护的环境(如工厂控制室)

• 3级: 典型的工业环境

• 4级: 严酷的工业环境(如重工业厂区、高压变电站)

• 5级: 极严酷的环境(如发电站开关站附近)

• 试验等级以磁场强度(H) 表示,单位为安培每米(A/m)。标准规定了不同的严酷等级,例如:

• 具体应采用的等级由产品的通用标准或专用产品标准规定。

3. 试验设备与布置:

• 感应线圈: 使用一个能产生均匀磁场区域的感应线圈(亥姆霍兹线圈或方形线圈)。

• 试验发生器: 能产生符合标准要求波形和电流峰值的脉冲电流源。

• 受试设备放置: 受试设备被置于线圈中心的均匀场区中,并需要改变方向,以便对设备的三个互相垂直的方位都进行试验。

五、IEC 61000-4-9:2016重要性及应用

• 重要性:

• 保障电力系统和重工业设备可靠性: 在发电厂、变电站、大型工厂等场所,开关操作或雷击故障会产生极强的脉冲磁场。本标准能有效验证安装在此类环境中的控制、保护和监测设备是否会在强磁场干扰下误动或损坏。

• 评估设备磁敏感度: 对于内部含有霍尔传感器、磁簧继电器、电感元件或CRT显示器等对磁场敏感元件的设备,此项测试至关重要。

• 安全风险评估: 防止因控制设备在关键时刻受磁场干扰而失效,从而引发生产事故或电力系统故障。

• 应用场景:

• 电力系统设备: 继电保护装置、电力监控终端、电表、变压器控制系统等。

• 工业自动化设备: 安装在重工业环境中的PLC、DCS、传感器、驱动器等。

• 其他可能暴露在强脉冲磁场环境中的电子设备。

六、IEC 61000-4-9:2016实施中的注意事项

1. 性能判据: 与IEC 61000-4-11类似,本标准不规定性能判据。判据由产品的上级EMC标准定义(通常为A:性能正常;B:性能暂时降低;C:功能丧失需干预)。

2. 线圈选择与校准: 必须使用经过校准的线圈,并确保受试设备处于其规定的均匀场区域内。

3. 设备朝向: 必须对设备的三个正交方向(X, Y, Z轴)分别进行测试,因为磁场干扰具有方向性。

4. 与工频磁场的区别: 脉冲磁场与IEC 61000-4-8规定的工频磁场(稳态,50/60Hz)在物理成因、波形和影响机制上完全不同,两者是互补的测试,不能相互替代。

七、IEC 61000-4-9:2016总结

IEC 61000-4-9:2016 是评估电气电子设备对脉冲磁场抗扰度的权威测试方法标准。它通过模拟由雷击和开关操作等事件引发的瞬态强磁场,专门检验设备在电力系统和重工业等极端电磁环境下的“免疫力”。对于在此类高风险、高可靠性要求场合中使用的设备而言,符合本标准是其安全、稳定运行的重要技术保障,也是相关EMC认证(如CE标志用于工业环境)的关键考核项目之一。

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