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浪涌（沖擊）抗擾度測試

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發(fā)布時間：2025-03-14 10:38:47 更新時間：2025-03-13 10:40:33

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

浪涌（沖擊）抗擾度測試（Surge Immunity Test）是電磁兼容性（EMC）測試的關(guān)鍵項目，用于評估設(shè)備在遭受 高能量瞬態(tài)過電壓（如雷擊、電網(wǎng)開關(guān)操作） 時的抗干擾能力。測試需遵循 IEC 61000-4-5（國際標(biāo)準(zhǔn)）、GB/T 17626.5（中國標(biāo)準(zhǔn)） 及 EN 61000-4-5（歐洲標(biāo)準(zhǔn)） 等規(guī)范。以下是系統(tǒng)化的測試方案與技術(shù)解析：

一、測試目的與適用場景

適用對象：
- 電力設(shè)備（如變頻器、UPS）、通信設(shè)備、家用電器、工業(yè)控制系統(tǒng)等。
測試意義：
- 驗證設(shè)備在 電源端口、信號/控制端口 對浪涌沖擊的耐受能力，防止誤動作或硬件損壞。

二、核心測試標(biāo)準(zhǔn)與參數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)	測試等級	波形參數(shù)	耦合方式
IEC 61000-4-5	Level 1~4（如Level 3：2kV）	組合波（1.2/50μs電壓波 + 8/20μs電流波）	電源線差模/共模，信號線電容耦合
GB/T 17626.5	同IEC標(biāo)準(zhǔn)	同IEC標(biāo)準(zhǔn)	同IEC標(biāo)準(zhǔn)
EN 61000-4-5	同IEC標(biāo)準(zhǔn)	同IEC標(biāo)準(zhǔn)	同IEC標(biāo)準(zhǔn)

測試等級示例（以IEC 61000-4-5為例）：

Level 1：0.5kV（受保護(hù)環(huán)境，如計算機(jī)機(jī)房）；
Level 4：4kV（嚴(yán)酷工業(yè)環(huán)境，如發(fā)電廠）。

三、測試設(shè)備與配置

設(shè)備/工具	功能	推薦型號
浪涌發(fā)生器	生成標(biāo)準(zhǔn)浪涌波形（1.2/50μs + 8/20μs）	EM TEST NSG 3060（6kV/3kA）
耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN）	將浪涌注入被測設(shè)備（EUT）端口并隔離輔助設(shè)備	EM TEST CISPR 16 CDN M3
示波器與探頭	捕獲浪涌波形（上升時間/峰值驗證）	Keysight DSOX1204G（200MHz）
接地系統(tǒng)	確保低阻抗接地（≤2Ω，IEC 61000-4-5要求）	銅帶接地網(wǎng) + 接地電阻測試儀

四、標(biāo)準(zhǔn)化測試流程

1. 測試前準(zhǔn)備

EUT配置：
- 設(shè)備按實際使用狀態(tài)安裝（如壁掛式/機(jī)架式），連接所有外圍設(shè)備（電纜長度≤1m）。
測試計劃：
- 確定測試端口（AC/DC電源、RS-485、以太網(wǎng)等）、測試等級（如AC電源線：共模2kV，差模1kV）。

2. 測試步驟

差模浪涌測試（電源端口）：
- 浪涌施加于L-N線間，極性正/負(fù)各5次，間隔1分鐘。
共模浪涌測試（電源端口）：
- 浪涌施加于L-PE、N-PE間，極性正/負(fù)各5次。
信號線浪涌測試：
- 通過電容耦合夾（如10nF）將浪涌注入信號線（如RS-485 A/B線），測試等級通常為1kV。

3. 測試波形驗證

電壓波形：1.2/50μs（開路電壓），允差±30%（波前時間1.2μs±30%，半峰時間50μs±20%）。
電流波形：8/20μs（短路電流），允差±20%。

五、測試結(jié)果判定

性能判據(jù)	描述	判定標(biāo)準(zhǔn)
Class A	功能正常，無性能降級	合格（最高等級）
Class B	功能暫時降級，可自恢復(fù)	合格（需說明恢復(fù)條件）
Class C	功能需人工干預(yù)恢復(fù)（如重啟）	不合格（設(shè)計缺陷）
Class D	硬件損壞（如保險絲熔斷、PCB燒毀）	不合格（嚴(yán)重失效）

六、常見問題與解決方案

問題現(xiàn)象	可能原因	改進(jìn)措施
設(shè)備重啟/死機(jī)	電源濾波不足或軟件抗干擾弱	增加TVS二極管、優(yōu)化電源濾波器（如共模電感）
通信端口損壞	信號線浪涌防護(hù)缺失	添加氣體放電管（GDT）或瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）
接地不良導(dǎo)致測試失敗	接地阻抗過高或回路設(shè)計不合理	優(yōu)化接地系統(tǒng)（縮短接地路徑，使用低阻抗接地材料）
波形參數(shù)不達(dá)標(biāo)	浪涌發(fā)生器校準(zhǔn)失效或負(fù)載不匹配	定期校準(zhǔn)設(shè)備，檢查負(fù)載匹配（如開路/短路補(bǔ)償）

七、國際標(biāo)準(zhǔn)對比

參數(shù)	IEC 61000-4-5	EN 61000-4-5
測試等級完全一致	同IEC標(biāo)準(zhǔn)	同IEC標(biāo)準(zhǔn)
應(yīng)用范圍全球通用	歐盟CE認(rèn)證強(qiáng)制要求	中國CCC/CQC認(rèn)證依據(jù)
耦合網(wǎng)絡(luò)差異無	無	無

八、測試報告與認(rèn)證路徑

報告內(nèi)容：
- 測試配置圖、測試波形圖、EUT響應(yīng)記錄、性能判據(jù)結(jié)論、標(biāo)準(zhǔn)符合性聲明。
認(rèn)證路徑：
- CE認(rèn)證：需通過EN 61000-4-5測試，整合至EMC測試報告；
- FCC認(rèn)證：浪涌測試非強(qiáng)制，但需滿足FCC Part 15B輻射發(fā)射要求；
- 中國CCC：按GB/T 17626.5測試，提交至CQC機(jī)構(gòu)審核。

通過系統(tǒng)化浪涌抗擾度測試，可顯著提升設(shè)備在 復(fù)雜電磁環(huán)境中的可靠性。建議企業(yè)結(jié)合 電路仿真（如SPICE模型） 與 防護(hù)器件選型（如MOV、GDT、TVS），優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。對于高風(fēng)險行業(yè)（如電力系統(tǒng)），建議增加 10/700μs（通信線浪涌） 和 組合波10/350μs（直擊雷模擬） 的擴(kuò)展測試。