IEC 61000-4-11:2020电磁兼容 试验和测量电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

一、IEC 61000-4-11:2020标准基本信息

• 标准名称: 电磁兼容性(EMC) - 第4-11部分:试验和测量技术 - 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

• 标准号: IEC 61000-4-11:2020

• 发布机构: 国际电工委员会

• 发布日期: 2020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 61000-4-11:2020适用范围与关键内容

• 适用范围:

• 本标准适用于连接到 50 Hz 或 60 Hz 交流电源网络、每相额定输入电流不超过 16 A 的电气和电子设备。

• 它规定了设备对电源电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验方法、试验等级和试验程序。

• 关键内容概述:

• 本标准是一个纯粹的测试方法标准。它本身不规定设备必须通过哪个试验等级(这由产品的通用标准如IEC 61000-6-1或专用产品标准规定)。它的核心使命是统一“如何进行这项测试”,确保全球范围内的测试结果一致、可比和可重复。

• 它模拟了电网中最常见的电能质量问题,用于检验设备的电源电路和控制系统在面临这些问题时能否保持正常工作。

三、IEC 61000-4-11:2020配套与引用标准

• 上级标准:

• IEC 61000-6-1 (居住、商业和轻工业环境抗扰度)

• IEC 61000-6-2 (工业环境抗扰度)

• IEC 61326-1 (测量、控制和实验室设备EMC)

• IEC 60601-1-2 (医用电气设备EMC)

• 本标准被几乎所有包含交流电源端口抗扰度要求的通用标准和产品标准所引用,例如:

• 关联标准:

• IEC 61000-4-34: 针对额定电流大于16A设备的电压暂降、短时中断和电压变化试验。

• IEC 61000-4-29: 针对直流电源端口的电压暂降、短时中断和电压变化试验。

四、IEC 61000-4-11:2020主要技术内容与试验方法

本标准主要涵盖三种相关的试验类型:

1. 电压暂降

• 定义: 电网电压突然降低到一个较低值,经历短暂间隔后恢复正常。

• 模拟场景: 电网发生短路故障、大功率电机启动等。

• 试验方法: 使用专用的测试发生器,在设备的电源输入端,突然将电压从额定值降至规定的剩余电压(如0%、40%、70%),并保持规定的持续时间(如半个周期、1个周期、10/12个周期、25/30周期、50/60周期、250/300周期等),然后恢复。

2. 短时中断

• 定义: 电网电压突然降低到零(或接近零),经历短暂间隔后恢复正常。可视为 100%的电压暂降。

• 模拟场景: 保护装置(如熔断器、断路器)动作、供电线路切换等。

• 试验方法: 将电压降至0%,保持规定时间后恢复。

3. 电压变化

• 定义: 电网电压相对于额定值逐渐升高或降低,其变化速度比暂降/中断缓慢。

• 模拟场景: 负载的连续缓慢变化。

• 试验方法: 电压从额定值逐渐变化到规定值(如140%,80%),再逐渐变化回来。

关键试验参数:

• 剩余电压: 暂降或中断期间的电压值(以额定电压的百分比表示)。

• 持续时间: 暂降、中断或变化所持续的时间(以电源周期数或秒/毫秒表示)。

• 相位角: 电压变化开始时刻相对于电压波形的相位(如0°,90°)。这对某些类型的设备(特别是带相位控制的设备)影响显著。

五、IEC 61000-4-11:2020重要性及应用

• 重要性:

• 暴露设计弱点: 电压暂降和短时中断是电网中最频繁发生的电能质量问题。该测试能有效暴露设备电源设计(如电容储能、稳压电路)和软件逻辑(如看门狗、状态恢复)的脆弱环节。

• 保障业务连续性: 对于工业控制器、服务器、医疗设备、POS机等,即使毫秒级的电压问题导致重启或停机,也可能造成巨大损失。通过此测试是设备高可靠性的重要标志。

• 全球认可的测试基准: 为制造商、检测机构和用户提供了公认的、可复现的测试准则。

• 应用场景:

• 所有带交流电源端口(额定电流≤16A)的电子电气设备的研发验证和型式试验。

• 第三方检测实验室进行EMC符合性测试。

• 设备采购方用于评估和比较不同供应商产品的电源适应能力。

六、IEC 61000-4-11:2020实施中的注意事项

1. 测试发生器性能: 标准对测试发生器的输出阻抗、切换时间、波形失真度等有严格规定,这是保证测试严酷度和一致性的关键。

2. 性能判据的来源: 进行测试时,必须依据产品的上级EMC标准(如IEC 61000-6-2)来判定设备是否合格。常见的性能判据包括:

• 判据A: 试验期间和之后,性能正常。

• 判据B: 试验期间性能暂时降低或功能丧失,试验后能自动恢复。

• 判据C: 功能丧失,需人为干预(如重启)才能恢复。

3. 受试设备状态: 设备应在规定的、典型的、且对电压变化敏感的运行模式下进行测试。

4. 测试的全面性: 通常需要根据上级标准的要求,对不同的电压等级、持续时间和相位角进行组合测试,以全面评估设备的抗扰能力。

七、IEC 61000-4-11:2020总结

IEC 61000-4-11:2020 是评估电气电子设备对电网电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度的权威测试方法标准。它通过精确模拟真实的电网扰动,为衡量设备对电源质量波动的“免疫力”提供了一把不可或缺的、统一的尺子。该标准是构成产品整体EMC抗扰度能力的重要基石,对于提升设备在复杂真实电网环境中的可靠性和用户满意度具有决定性意义。符合该标准的要求是产品通过相关EMC认证、证明其高质量和高可靠性的关键一步。

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