Устойчивость технических средств к магнитному полю. Руководство

Устойчивость технических средств к магнитному полю. Руководство



Обычно на испытаниях оборудование подвергают воздействию трех видов магнитного поля: постоянному, импульсному и синусоидальному. Здесь мы рассмотрим испытания технических средств только магнитным полем промышленной частоты 50 Гц и импульсами микросекундной длительности. Испытания такого рода магнитными полями описаны в следующих стандартах:

ГОСТ Р 50648-94. «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний» и

ГОСТ Р 50649-94, сегодня вместо него используют другой ГОСТ 30336-95 (МЭК 1000-4-9-93) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к импульсному магнитному полю. Технические требования и методы испытаний».

Большинство испытателей думают, что это один из самых простых видов испытаний на ЭМС, но это совсем не так. Для примера, здесь, как и в случае радиочастотных полей, присутствует однородность поля в рабочей зоне, которую необходимо доказывать по крайней мере, в протоколах аттестации испытательного оборудования. Есть ли в Вашей лаборатории такие данные? Источниками магнитных полей чаще всего являются токи в проводниках, заземлении или устройствах (например, трансформаторах) при нормальных или аварийных условиях их работы, молниевые разряды на здания, любые металлические конструкции, а также коммутационные процессы в электрических сетях и установках, поэтому требования обычно выбирают исходя из близости к источнику магнитного поля (условий эксплуатации) и вероятности процесса. Испытания могут проводиться применительно к техническим средствам всех назначений, подключаемым к низковольтным электрическим сетям общего назначения, или устанавливаемым на электростанциях.

Воздействия на испытуемый объект как импульсным, так и синусоидальным магнитным полем осуществляют имерсионным методом. Что такое имерсионный метод? Это метод воздействия магнитным полем, при котором испытуемый образец помещают в центре индукционной катушки. Существуют и другие методы, например, метод приближения (он используется в испытаниях MIL-STD-461) - когда индукционная катушка перемещается вдоль стороны испытуемого объекта, чтобы выявить зоны восприимчивости. Метод приближения можно использовать и для стандартов 50648/50649, но только для исследований и нахождения зоны восприимчивости. Испытания на соответствие должны проводиться при полном погружении объекта в зону однородного магнитного поля.

Обычно считается, что 1 А/м соответствует индукции в 1,26 мкТл в свободном пространстве. И требованиями к рабочему месту максимально приближают это соответствие и устраняют любое влияние на эту зависимость: посторонние проводящие предметы и ферромагнитные материалы, а также посторонние источники магнитного поля. Степени жесткости испытаний указаны в стандартах на конкретные виды технических средств, продуктовых или отраслевых стандартах. Когда амплитуду воздействий необходимо выбрать самостоятельно, можно использовать приложение А обоих стандартов и приложение Б для справки о встречающихся на практике напряженностях магнитного поля.

Вернемся к методу испытаний. Испытания имерсионным методом изображены на следующем рисунке. При этом, Неравномерность поля в рабочем объеме индукционной катушки должна быть не более ±3 дБ (пункты 6.2.1 обоих стандартов под названием "Характеристики индукционной катушки").


Как можно заметить, испытания имерсионным методом можно проводить несколькими способами: последовательно, путем перемещения индукционной катушки, покрывая весь объем испытуемого образца в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (многие, кстати, почему-то думают, что 3 плоскости - это лицевая сторона и 2 боковых или боковая и задняя, но это не так), перемещать устройство внутри катушки или колец Гельмгольца или использовать более сложные конструкции, такие как трехкоординатные катушки, где ток подается на каждую ее часть поочередно. Катушку Гельмгольца применяют для испытаний настольных TC больших размеров с неоднородностью не более ±3 дБ.

Любая испытательная катушка должна быть изготовлена из меди, алюминия или другого проводящего немагнитного материала, обеспечивать устойчивую установку и, совместно с испытательным генератором, обеспечивать магнитного поля с требуемой напряженностью. Индукционная катушка может быть одновитковой, если она обеспечивает протекание тока, необходимого при заданной степени жесткости испытаний, или многовитковой, для создания заданного поля при пониженном токе генератора. Магнитное поле, создаваемое самим генератором, не должно влиять на амплитуду испытательного поля, для этого провода от генератора обычно скручивают между собой, а его корпус подвергают аттестационным измерениям. Размещают испытательный генератор (ИГ) на расстоянии не менее 3м от индукционной катушки. Один из выходных зажимов ИГ при этом должен быть соединен с плоскостью заземления. Плоскость заземления иногда используют в качестве одной из сторон испытательной индукционной катушки, как в случае испытаний напольных технических средств. Выбранная для проведения испытаний индукционная катушка должна быть указана в методике испытаний.

Рабочий объем двойной катушки (Гельмгольца), состоящей из катушек стандартного размера и разнесенных на 0,8м, при неоднородности поля +3дБ равен 0,6х0,6Х1м (высота), минимальное допустимое расстояние от испытуемого технического средства (ИТС) до стороны катушки - 0,2 м.

Рабочий объем стандартной квадратной катушки (1м х 1м) составляет 0,6х0,6х0,5м, минимальное расстояние ИТС - также 0,2 м.

Рабочий объем прямоугольной катушки 1х2,6м составляет 0,6х0,6х2м при минимальном расстоянии между ИТС и горизонтальной и вертикальной сторонами катушки 0,2 и 0,3 м соответственно. Рабочий объем определяется рабочей поверхностью катушки и является основным ее параметром. Если стороной индукционной катушки является плоскость заземления, расстояние между ИТС и плоскостью заземления должно быть не менее 0,1 м. Характеристики индукционной катушки, ее зона однородности и требования к ней подробно приведены в обязательном приложении Г стандарта ГОСТ Р 50648-94 (МЭК 1000-4-8-93).

Испытательный генератор должен работать в условиях короткого замыкания. Требования к ИГ и форме испытательного воздействия предъявляют следующие:

Для магнитного поля промышленной частоты 50 Гц (МППЧ):

- Выходной ток при длительном режиме работы, поделенный на коэффициент катушки - 1-100А;

- Выходной ток при кратковременном режиме, поделенный на коэффициент катушки - 300-1000А;

- Длительность посылок тока при создании кратковременного МППЧ - 1-3с;

- Коэффициент несинусоидальности выходного тока - не более 8%.

Измерения выполняют с помощью измерительных приборов с погрешностью 2%. Последний пункт требует особого внимания, потому, что, как оказалось не все испытательные генераторы в комплекте с индукционными катушками способны выдавать синусоидальные поля. Так, например, генератор ИГП производства фирмы "ПРОРЫВ" излучает магнитное поле приблизительно следующего вида (см. картинку ниже). Амплитуда испытательного сигнала, выставленного на генераторе как 600 А/м при измерении неселективным измерителем более 600 А/м, при измерении в полосе частот от 10 Гц до 32кГц - около 500 А/м, а при измерении, собственно, на частоте 50Гц - не более 70А/м.


Для импульсного магнитного поля (ИМП) ГОСТ 30336-95:

- Длительность фронта импульса - 6,4 мкс ± 30%;

- Длительность импульса - 16 мкс ± 30%;

- Амплитуда импульса, поделенная на коэффициент катушки - 100-1000 А;

- Полярность импульса - положительная и отрицательная;

- Сдвиг импульсов по фазе относительно напряжения сети электропитания - 0-360 град. с шагом 10;

- Запуск ИГ от внешнего сигнала. Измерения выполняют с помощью измерительных приборов с погрешностью 10%.


Аттестация генераторов и испытательных установок магнитного поля имеет несколько нюансов. Само значение поля обычно не измеряют (нет требований стандарта на это). Измерению подлежит выходной ток ИГ, а значение напряженности поля или магнитной индукции получают расчетным путем через коэффициент катушки. Коэффициент испытательной катушки, конечно, должен быть известен до испытаний путем калибровки катушки и учтен при выставлении выходного тока ИГ. Некоторые современные генераторы позволяют учитывать коэффициент катушки и трансформаторов автоматически. Процедуру калибровки катушки можно найти в п.6.2.2 и ГОСТ Р 50648-94 и ГОСТ 30336-95, а также приложениях В. Здесь уже используют датчик магнитного поля и определяют коэффициент катушки как отношение напряженности магнитного поля к току, протекающему в катушке H/I. Забавно, что в действующих на данный момент стандартах измерители напряженности поля должны быть аттестованы по ГОСТ 8.326, а не испытаны и утверждены в качестве типа СИ и поверены и измерять с погрешностью всего лишь не более 20%. В качестве датчика магнитного поля применяют индукционные преобразователи по ГОСТ Р 50012 или другие устройства, соответствующие требованиям стандартов ГОСТ Р 50648-94 или ГОСТ 30336-95.

#Аттестация

Просмотров: 422
  • Instagram - черный круг
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций

Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

© Компания Emctestlab llc 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип