工頻磁場是由導體中的工頻電流產(chǎn)生的。工頻磁場的特點是頻率低、波長長、其試驗波形為工頻正弦波，對各種電氣和電子設備均會造成不同程度的影響。工頻磁場抗擾度試驗可用于評價處于工頻( 連續(xù)和短時) 磁場中的家用、商用和工業(yè)用電氣和電子設備的性能，尤其適合于計算機監(jiān)視器、電度表等一類磁場敏感設備的磁場抗擾度性能評估。

 

工頻磁場抗擾度試驗的試驗儀器包括一個用以產(chǎn)生磁場的感應線圈，和一臺用以供給感應線圈電流的工頻勵磁電源。

 

1.定義

 

工頻就是一般的市電頻率（工業(yè)用電頻率），在我們國家是50Hz，而一些國家采用60Hz。

 

 

工頻磁場是工頻電場感應出來的電磁場，主要由導體中的工頻電流產(chǎn)生的，或極少量的由附近的其他裝置（如變壓器的漏磁通）所產(chǎn)生的。
 

1.1 PFMF騷擾特點

 

我們中學時期已經(jīng)學過V=fλ其中V是波速,f是頻率,λ是波長。

 

 

工頻磁場的特點是頻率低（50Hz），V為恒定值，自然波長長，在正常情況下，工頻電流所產(chǎn)生的磁場相對穩(wěn)定，磁場強度較小，但在故障或突發(fā)狀態(tài)下，電流所產(chǎn)生的磁場不穩(wěn)定，磁場遷都也相對較大，不過，持續(xù)時間比較短。這也是下述試驗等級劃分的一個依據(jù)之一。

 

1.2目的

 

此項檢驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類磁場擾動影響時的性能，即系統(tǒng)、設備對工頻磁場的抗擾度。

 

2.試驗等級

 

穩(wěn)定持續(xù)和短時作用的磁場試驗等級的優(yōu)先選用范圍如下：

 

穩(wěn)定持續(xù)磁場試驗等級

 

 

磁感應強度用A/m表示，1A/m相當于自由空間的磁感應強度為1.26μT。

 

1s-3s的短時試驗等級

 

 

 

通常依據(jù)實際的安裝和環(huán)境條件來選擇PFMF試驗等級：

 

第一級：以監(jiān)視器、電子顯微鏡為代表的有電子束的敏感裝置能使用的環(huán)境水平。

第二級：工業(yè)區(qū)、醫(yī)院和辦公室為代表的保護良好的環(huán)境。

第三級：商業(yè)區(qū)、控制樓及高壓變電所的計算機房為代表的保護的環(huán)境

第四級：重工業(yè)廠礦及高壓變電所的控制室等為代表的典型的工業(yè)環(huán)境

第五級：重工業(yè)廠礦的開關站、電廠為代表的嚴酷的工業(yè)環(huán)境

 

3.測試布局

 

PFMF試驗的基本配置包括接地參考平面（GRP）、受試設備（EUT）、感應線圈和工頻磁場發(fā)生器。

 

幾乎所有的電磁兼容試驗用到的GRP都是如下要求：材料為0.25mm以上的銅板或者鋁板，如果采用其他金屬板，最小厚度為0.65mm，GRP最小尺寸為1m*1m，但如果EUT長或?qū)挻笥谶@個數(shù)值，那么至少應該調(diào)整為相應數(shù)值，即GRP最終尺寸取決于EUT的大小，同時GRP要與實驗室的安全地相連；

 

EUT應放置于GRP之上，其間用0.1m厚的絕緣物支撐，EUT外殼通過自身的接地端子與GRP相連，所有電纜（如滿足）應有1m的長度暴露在磁場中，如果采用濾波器，則應接在距離EUT1m遠的電纜上，濾波器與GRP相連。

 

感應線圈應放置在距離實驗室墻壁和其他磁性物體至少1m遠處，感應線圈在做水平極化場試驗時，GRP可作為線圈的底邊而成為線圈的一部分。

 

試驗用的電流發(fā)生器應放置在距離線圈不超過3m遠的位置，其一端應與GRP相連。

 

測試時，線圈應能包圍受試設備，其大小應使得線圈的一遍到受試設備外殼的最小距離等于所考慮受試設備尺寸的 1/3。對于大型設備，本身體積比較龐大，感應線圈可由“ C”形截面或“ T”形截面的導體制成，以便有足夠的機械穩(wěn)定性。試驗體積由線圈的試驗面積（每條邊的 60%╳ 60%）乘以高度（對應于線圈較短一邊的 50%）來決定。

 

4.試驗計劃內(nèi)容

 

確保電磁條件（實驗室背景電磁場應至少比選定的試驗等級低20dB，否則試驗應在法拉第籠中進行）和氣候條件（溫度15-35℃，相對濕度25%-75%，大氣壓力86-106kPa）滿足要求。

 

確定試驗磁場的類型（穩(wěn)定持續(xù)或短時的），確定試驗等級。

 

EUT正確操作的預校驗

 

進行試驗：以臺式設備為例，應采用浸入法對EUT進行試驗，EUT應按實際使用要求放置和連線，并置于磁場線圈的中心，為測試EUT暴露在不同極化方向磁場中的抗干擾性能，應使線圈分三次依次旋轉(zhuǎn)90°后做同樣的試驗，即X、Y、Z三個方向做試驗，每個方向持續(xù)時間一般為300s，可結(jié)合實際調(diào)整時間。對于一些尺寸較大的設備或系統(tǒng)，并不需要全體都放在磁場中，僅將系統(tǒng)中的敏感裝置放置在磁場中央進行單獨試驗。

 

5.試驗結(jié)果評價

 

試驗結(jié)果應依據(jù)受試設備的功能喪失或性能降低等級進行分類。相關的性能水平由設備的制造商或?qū)嶒灥男枨蠓酱_定，GB17626.8建議按如下要求分類：

 

在制造商、委托方或購買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常；

 

功能或性能暫時喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復，不需要操作者干預；

 

功能或性能暫時喪失或降低，但需操作人員干預才能恢復；

 

因設備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。

 

一般來講a項是合格的，c、d項是不合格的，b項需要根據(jù)設備使用情況&客戶協(xié)商判斷是否合格。

 

YY0505的符合性準則如下：

 

 

6.測試設備

 

PFMF試驗儀器包括一個用來產(chǎn)生磁場的感應線圈和一臺用以供給感應線圈電流的工頻勵磁電源和一個GRP（參考接地版）及一些其他輔助裝置如磁場探頭、電子電度表等組成。

 

要求技術參數(shù)如下：

 

 

穩(wěn)定持續(xù)方式工作時的輸出電流范圍：1A-100A，除以線圈因數(shù)；

 

短時方式工作時的輸出電流范圍：300A-1000A，除以線圈因數(shù)；

 

輸出電流總畸變率小于8%；

 

輸出電流波形為正弦波；

 

短時工作時整定時間：1-3s；

 

感應線圈有三種形式：

 

（1）、方形感應線圈，標準邊長為1m，場強允差在±3.0dB以內(nèi)，可容EUT尺寸為0.6m*0.6m*0.5m（l*w*h）；

 

（2）、方形雙感應線圈又稱赫姆霍茲線圈，標準邊長為1m，兩線圈距離0.8m，場強均勻度優(yōu)于±0.2dB；

 

（3）、對于大型柜式設備，根據(jù)EUT定制線圈，為了保證均勻度，線圈每邊到EUT外殼的最小距離在水平和垂直方向分別為0.2m和0.3m。

 

7.舉例

 

以某三類醫(yī)療器械為例，那么工頻磁場試驗等級依據(jù)實際的安裝和環(huán)境條件可判斷為第2級，即采用3A/m的磁場強度，這是依據(jù)目前YY0505-2012進行的判斷，最新的IEC60601已經(jīng)規(guī)定采用30A/m的磁場強度進行試驗，國內(nèi)還未及時進行轉(zhuǎn)換，測試布置如下：

 

 

簡易測試數(shù)據(jù)如下

 

 

本文轉(zhuǎn)載自電磁兼容EMC。

 

 

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