EN 61000-4-5:2014+A1:2017电磁兼容 试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

EN 61000-4-5:2014+A1:2017 是欧盟关于电磁兼容性(EMC) 中浪涌(冲击)抗扰度测试的基础标准。它规定了设备对由开关瞬态和雷电瞬态引起的高能量浪涌干扰的抗扰度测试方法、测试等级和性能判据。

以下是该标准的详细解读:

1. EN 61000-4-5:2014+A1:2017标准基本信息

• 标准全称:Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test

• 版本:EN 61000-4-5:2014 + A1:2017 (等同于IEC 61000-4-5:2014/AMD1:2017) 

• 适用范围:适用于在居住、商业和工业环境中工作的电气和电子设备 。

• 法律地位:是欧盟EMC指令(2014/30/EU)下的协调标准,用于证明产品符合CE标记的电磁兼容性要求。

2. EN 61000-4-5:2014+A1:2017核心测试目的

该标准旨在评估设备在遭受高能量浪涌干扰时的抗扰度。这种干扰主要模拟两种现实情况:

1. 雷电瞬态:包括直接雷击或在电网、通信线路中感应的间接雷击(如雷击地面或附近物体)。

2. 开关瞬态:电力系统中大型开关操作(如电容器组切换、负载投切)引起的瞬时过电压。

测试确保设备在此类高能量、短时间的浪涌冲击下能正常工作或不被损坏。

3. EN 61000-4-5:2014+A1:2017主要测试要求

测试波形与耦合方式

标准规定了两种主要的浪涌波形及其适用场景 :

*注:某些测试实验室可能注明不测试三相设备或10/700波形 。*

• 耦合方式:浪涌信号通过耦合/去耦网络(CDN) 注入到被测设备的端口。对于电源线,通常采用“线-地”和“线-线”两种耦合模式。

测试等级

测试等级根据设备的预期使用环境和端口类型来选择,以电压峰值(kV)表示。标准定义了不同的严酷等级:

*具体的测试等级要求需参考相应的产品标准或通用标准(如EN 61000-6系列)。*

测试设备与布置

• 浪涌发生器:能产生标准要求的1.2/50μs电压波和8/20μs电流波(组合波)或10/700μs电压波(通信波)的设备。

• 耦合/去耦网络(CDN):用于将浪涌能量有效地耦合到EUT的端口,同时对连接到同一网络的辅助设备(AE)进行去耦,保护其免受浪涌冲击。

• 测试布置:测试应在参考接地平面上进行。EUT应通过绝缘支座与接地平面隔离。

测试过程

• 对选定的端口(电源、信号/控制、接地)依次施加正极性和负极性脉冲。

• 每次至少施加5次脉冲,脉冲间隔时间建议不少于1分钟(或根据产品标准规定),以避免累积效应并允许保护器件(如MOV)冷却。

• 对电源端口的“线-地”和“线-线”模式都需要测试。

4. EN 61000-4-5:2014+A1:2017性能判据

测试后,设备的功能性能应根据其产品标准或技术规范中定义的性能判据进行评定。EN 61000-4-5本身不定义通过/失败标准,但提供了通用的评估指南:

• 性能判据 A:在制造商规定的限值内性能正常。

• 性能判据 B:功能或性能暂时丧失或降级,但能自行恢复,无需操作者干预。

• 性能判据 C:功能或性能暂时丧失或降级,但需操作者干预(如重启系统)才能恢复。

• 性能判据 D:因硬件、软件损坏或数据丢失而导致不可恢复的功能丧失或性能降级。判据D通常意味着测试失败。

制造商的规范应明确界定在测试期间和之后什么是可接受的性能。

5. EN 61000-4-5:2014+A1:2017适用产品与领域

该标准适用于几乎所有连接到电源或长距离信号线的电子电气设备,常见于:

• 信息技术设备:如电脑、服务器、路由器。

• 工业自动化设备:如PLC、变频器、伺服驱动器。

• 家用电器:如冰箱、洗衣机、空调。

• 照明设备:如LED驱动、路灯控制器。

• 医疗设备:(需结合专用标准)。

• 轨道交通设备:(需结合专用标准如EN 50121)。

• 建筑自动化系统。

6. EN 61000-4-5:2014+A1:2017重要注意事项

• 与其他标准的关系:

• 本标准是基础标准,规定了测试方法。产品的具体抗扰度要求(测试等级、性能判据、适用端口)必须在相应的产品族标准(如EN 55014-2 for家电,EN 61000-6-1/2 for通用环境)或产品标准中规定。

• 它与国际标准 IEC 61000-4-5:2014/AMD1:2017 技术内容完全相同 。

• 它对应于中国国家标准 GB/T 17626.5。

• 德国版本为 DIN EN 61000-4-5:2014 + A1:2017,并于2021年发布了勘误1 (DIN EN 61000-4-5 Berichtigung 1-2021) 。

• 版本有效性:EN 61000-4-5:2014 + A1:2017 是当前欧盟官方期刊(OJEU)列出的协调标准有效版本。

• 安全警告:浪涌测试涉及高电压、大电流,操作人员必须经过严格培训并遵守安全规范。

• 设备限制:一些测试实验室可能对测试能力有说明,例如最大电流32A ,或不测试三相设备和不测试10/700波形 。

7. EN 61000-4-5:2014+A1:2017为何它重要?

• 可靠性保障:确保电子设备在现实世界中可能遭遇的浪涌冲击下不损坏或性能不永久性下降,提升产品可靠性和安全性。

• 市场准入:是产品获得CE标志、进入欧盟市场的强制性要求之一(符合EMC指令)。

• 产品质量证明:通过此严酷测试表明产品具有 robust 的电路设计和保护措施。

EN 61000-4-5:2014+A1:2017总结

EN 61000-4-5:2014+A1:2017 为评估电子电气设备对浪涌(冲击)干扰的抗扰度提供了标准化和可重复的测试方法。它对于确保连接到电网和长距离线路的设备的可靠性和稳定性至关重要。

对于制造商而言,应:

1. 明确要求:首先查阅产品的专属标准,以确定其必须满足的浪涌抗扰度等级、性能判据以及需要测试的端口。

2. 早期设计:在产品开发阶段就考虑浪涌保护设计(如使用TVS、MOV、气体放电管等保护器件)。

3. 选择合格实验室:在具有相应资质(如ISO/IEC 17025认可)和经验的测试实验室进行认证测试,并提前沟通测试范围(如是否需要测试10/700波形或三相设备)。

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