一、IEC 61000-4-9:2016標準基本信息

• 標準名稱: 電磁兼容性(EMC) - 第4-9部分:試驗和測量技術 - 脈沖磁場抗擾度試驗

• 標準號: IEC 61000-4-9:2016

• 發布機構: 國際電工委員會

• 發布日期: 2016年

• 實施狀態: 現行有效

• 標準性質: 國際標準

• 標準類型: 基礎抗擾度測試方法標準

二、IEC 61000-4-9:2016適用范圍與關鍵內容

• 適用范圍:

• 本標準適用于對脈沖磁場敏感的電氣和電子設備。

• 它規定了在運行過程中,設備對由諸如雷擊、故障電流切換等事件引起的脈沖磁場的抗擾度要求、試驗方法和推薦的試驗等級。

• 關鍵內容概述:

• 本標準是一個具體的測試方法標準。其核心目的是統一脈沖磁場抗擾度的試驗方法,確保測試結果的一致性、可比性和可重復性。

• 它模擬由瞬態大電流(例如雷擊電流、變電站開關操作電流)產生的高強度、短持續時間的磁場,檢驗設備在此類環境下的運行穩定性。

三、IEC 61000-4-9:2016配套與引用標準

• 上級標準:

• IEC 61000-6-2 (工業環境中的抗擾度通用標準)

• IEC 61000-6-5 (發電廠和變電站環境的抗擾度通用標準)

• IEC 61326-1 (測量、控制和實驗室設備EMC,針對工業環境)

• 本標準主要被那些針對在嚴酷電磁環境(尤其是電力系統周邊)中使用的設備的EMC標準所引用,例如:

• 引用標準:

• IEC 61000-4-10: 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(模擬另一種類型的磁場干擾)。

• IEC 61000-4-8: 工頻磁場抗擾度試驗(模擬穩態的50/60Hz磁場)。

四、IEC 61000-4-9:2016主要技術內容與試驗方法

1. 試驗波形:

• 標準規定了用于試驗的脈沖磁場波形,其特點是快速上升和緩慢衰減。

• 典型的試驗波形是 6.4/16 μs 脈沖(前沿時間6.4微秒,半峰值持續時間16微秒),模擬雷擊電流產生的磁場。

2. 試驗等級:

• 1級: 低強度環境(如住宅、商業區)

• 2級: 受保護的環境(如工廠控制室)

• 3級: 典型的工業環境

• 4級: 嚴酷的工業環境(如重工業廠區、高壓變電站)

• 5級: 極嚴酷的環境(如發電站開關站附近)

• 試驗等級以磁場強度(H) 表示,單位為安培每米(A/m)。標準規定了不同的嚴酷等級,例如:

• 具體應采用的等級由產品的通用標準或專用產品標準規定。

3. 試驗設備與布置:

• 感應線圈: 使用一個能產生均勻磁場區域的感應線圈(亥姆霍茲線圈或方形線圈)。

• 試驗發生器: 能產生符合標準要求波形和電流峰值的脈沖電流源。

• 受試設備放置: 受試設備被置于線圈中心的均勻場區中,并需要改變方向,以便對設備的三個互相垂直的方位都進行試驗。

五、IEC 61000-4-9:2016重要性及應用

• 重要性:

• 保障電力系統和重工業設備可靠性: 在發電廠、變電站、大型工廠等場所,開關操作或雷擊故障會產生極強的脈沖磁場。本標準能有效驗證安裝在此類環境中的控制、保護和監測設備是否會在強磁場干擾下誤動或損壞。

• 評估設備磁敏感度: 對于內部含有霍爾傳感器、磁簧繼電器、電感元件或CRT顯示器等對磁場敏感元件的設備,此項測試至關重要。

• 安全風險評估: 防止因控制設備在關鍵時刻受磁場干擾而失效,從而引發生產事故或電力系統故障。

• 應用場景:

• 電力系統設備: 繼電保護裝置、電力監控終端、電表、變壓器控制系統等。

• 工業自動化設備: 安裝在重工業環境中的PLC、DCS、傳感器、驅動器等。

• 其他可能暴露在強脈沖磁場環境中的電子設備。

六、IEC 61000-4-9:2016實施中的注意事項

1. 性能判據: 與IEC 61000-4-11類似,本標準不規定性能判據。判據由產品的上級EMC標準定義(通常為A:性能正常;B:性能暫時降低;C:功能喪失需干預)。

2. 線圈選擇與校準: 必須使用經過校準的線圈,并確保受試設備處于其規定的均勻場區域內。

3. 設備朝向: 必須對設備的三個正交方向(X, Y, Z軸)分別進行測試,因為磁場干擾具有方向性。

4. 與工頻磁場的區別: 脈沖磁場與IEC 61000-4-8規定的工頻磁場(穩態,50/60Hz)在物理成因、波形和影響機制上完全不同,兩者是互補的測試,不能相互替代。

七、IEC 61000-4-9:2016總結

IEC 61000-4-9:2016 是評估電氣電子設備對脈沖磁場抗擾度的權威測試方法標準。它通過模擬由雷擊和開關操作等事件引發的瞬態強磁場,專門檢驗設備在電力系統和重工業等極端電磁環境下的“免疫力”。對于在此類高風險、高可靠性要求場合中使用的設備而言,符合本標準是其安全、穩定運行的重要技術保障,也是相關EMC認證(如CE標志用于工業環境)的關鍵考核項目之一。

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