浅谈GB/T 17626系列中的三种磁场的抗扰度试验

周忠杰，张文强，刘学申

(河南省高压电器研究所，河南 平顶山 467001)

浅谈GB/T 17626系列中的三种磁场的抗扰度试验

周忠杰，张文强，刘学申

(河南省高压电器研究所，河南 平顶山 467001)

工频磁场、脉冲磁场和阻尼振荡磁场是发电厂和高压变电站中的设备经常遭受的三种磁场。本文根据GB/T 17626标准就此三种磁场抗扰度的试验原理、适用范围和试验方法一一进行了介绍，并简单对比了这三种磁场抗扰度试验方法的不同，结合自身情况，总结了实际试验过程中应注意的问题。

工频磁场;脉冲磁场;阻尼振荡磁场

1 引言

GB/T 17626《电磁兼容 试验和测量技术》系列标准涵盖了电子电气设备在电磁环境中的抗扰度试验要求。其中，GB/T 17626.8、GB/T 17626.9、GB/T 17626.10三个标准分别对工频磁场、脉冲磁场和阻尼振荡磁场抗扰度的适用范围、试验等级、试验设备以及试验程序做出了明确规定。这三种磁场抗扰度测试一般适用于高压变电所、发电厂(如靠近开关站遥控中心)等特殊区域中使用的电子电气设备。因为这些区域中的磁场频率低、强度大，会对电子电气设备以及线圈、霍尔效应装置等对磁场敏感的装置容产生较大干扰，进而影响系统的可靠运行。

2 工频磁场抗扰度

2.1 适用范围

GB/T 17626.8标准规定了在正常运行条件下的设备对住宅区和商业区、工矿企业和发电厂以及中高压变电所中的工频磁场骚扰的抗扰度要求。

2.2 概述

所谓工频即“工业频率”，通常是指在电力工业领域中的频率。我国的民用及工业用电频率为50Hz，世界上有些国家采用60Hz。工频磁场是由导体中的工频电流(如母线中的电流)产生的。工频磁场波形为工频正弦波形。在正常运行情况下，工作电流稳定会产生相对较小的稳定磁场，若在故障状态下，电流伴生的磁场就比较强，但持续时间很短，直到保护设备动作为止。对熔断器来说，大约是几毫秒，对保护继电器，最大可能达到 3～5s。前者描述的磁场环境适用于在公共或者工业低压配电网络或发电厂的电子电气设备。后者描述的磁场环境适用于安装在电力设施等区域中的设备。工频磁场抗扰度试验就是为了检验当电子电气设备处于与其特定位置和安装条件相关的工频磁场时的敏感性。

2.3 试验设备

工频磁场抗扰度测试试验设备如表1所示，包括单匝的或多匝的感应线圈、给线圈供电的电流源(试验发生器)等。试验发生器输出波形应与试验磁场的波形一致。标准的感应线圈可以是边长为1m的正方形，也可以是直径为1m的圆形，由截面积较小的非磁性导电材料(如铝或铜)制成，必须采用绝缘支撑，四周距离墙壁或其他磁性物质至少1m。

表1 工频磁场抗扰度试验设备

工频磁场试验发生器的原理图如图1所示。

图1 工频磁场试验发生器原理图

图1中，Vr为调压器，C为控制回路，Tc为变流器。分别对应自动调压器VAREXT1000，试验发生器TRA2000，感应线圈MF1000(感应线圈自带变流器)。

感应线圈MF1000的“感应线圈因数”，即“场强/注入电流”的比值(H/I)为0.87m。感应线圈MF1000包括MF1000-1和MF1000-3两个线圈，线圈MF1000-1有3个量程，最低0.8A/m，最高160A/m，可以满足稳定持续工频磁场的试验等级，线圈MF1000-3用于短时工频磁场试验，最大可产生1050A/m的磁场强度。

2.4 试验方法

工频磁场抗扰度试验等级如表2所示。

表2 工频磁场抗扰度试验等级

工频磁场抗扰度测试的试验布置与脉冲磁场抗扰度、阻尼振荡磁场抗扰度的试验布置基本一致。三者都需要按照被测设备的实际安装条件进行布置，并且都需要用0.25mm厚的非磁性金属薄板(如铜或铝)作为GRP(接地参考平面)，将被测设备放置在接地参考平面上，两者之间应有0.1m厚的绝缘支撑。除此之外，试验发生器和感应线圈的距离不超过3m，所有与被测设备连接的电缆至少应有1m的长度暴露于磁场中。根据被测设备尺寸大小的不同，GB/T 17626系列标准又规定了使用侵入法(适用于台式设备)和临近法(适用于立式设备)施加干扰磁场。为了确保试验的完整性，无论是侵入法还是临近法，都需要在三个正交方向分别对被测设备施加干扰磁场。

工频磁场抗扰度试验设备连接方法如图2所示。

图2 工频磁场试验设备连接图

2.5 注意事项

(1)在进行工频磁场试验前，一定要按照图2连接试验设备，不可使用TRA2000自耦调压器，否则会因为电流过大而将TRA2000损毁。

(2)根据实际试验等级的需求，在感应线圈MF1000-1上选择合适的量程。

(3)由于试验发生器TRA2000为多功能试验发生器，在进行其他试验时通常用来给试品供电。但是，在进行工频磁场试验时一定不能用TRA2000给试品供电。因为试验发生器TRA2000上的两个电源输出端为并联电路，若在试验的同时又给试品供电，会由于试验电压的变化而导致试品电压的变化，造成试品性能的不稳定。

(4)必须将自动调压器的旋钮转至位置“1”。

3 脉冲磁场抗扰度

3.1 适用范围

GB/T 17626.9标准规定的脉冲磁场抗扰度测试主要适用于安装在工业设施和发电厂，以及中压和高压变电站的电子电气设备。

3.2 概述

脉冲磁场是由雷击建筑物和其他金属架构(包括天线杆、接地体)以及由在低压、中压和高压电力系统中初始的故障瞬态产生的。在高压变电所，脉冲磁场也可由断路器操作高压母线和高压线路产生。脉冲磁场抗扰度试验的目的是检验安装在发电厂(如靠近开关站遥控中心中心)的设备对此类磁场的敏感性。

脉冲磁场抗扰度试验所用的感应线圈与工频磁场抗扰度试验的感应线圈相同，所用试验设备如表3所示。但应注意MF1000-1上短接线的位置与工频磁场抗扰度试验时不一样。脉冲磁场抗扰度试验与浪涌(冲击)抗扰度试验共用一台发生器，直接将感应线圈连接至试验发生器的信号输出端即可。

表3 脉冲磁场抗扰度试验设备

3.4 试验方法

脉冲磁场抗扰度试验等级如表4所示。

表4 脉冲磁场抗扰度试验等级

GB/T 17626.9标准规定：至少要进行5次正极性脉冲和5次负极性脉冲试验，脉冲间隔不小于10s。在进行试验的过程中，可以通过浪涌发生器MIG0603上的两个CRO输出端子在示波器上监视试验电压和电流波形。由于该试验与浪涌(冲击)抗扰度试验共用一个内部程序，在试验时必须按照设备仪器要求根据试验等级设定相应电压。脉冲磁场强度与脉冲电压峰值的关系如图3所示。

3.5 注意事项

(1)在进行脉冲磁场抗扰度试验之前，一定要检查感应线圈MF1000-1上的短接线连接是否正确，特别是做完工频抗扰度试验之后。因为工频磁场抗扰度试验与脉冲、阻尼振荡磁场抗扰度试验的短接方式不一样。

图3 脉冲磁场强度与脉冲电压峰值的关系

(2)在进行脉冲磁场抗扰度试验时，人员一定不能触摸感应线圈及连接电缆的接头，以免对人员造成伤害。

在程瀚的督促下，该案件“迅速告破”。王某某虽然在高速上扔掉手机，但还是未能逃脱被抓获的命运。寄出快递还不到一周，她就在淮北家中被抓，带到合肥市公安局接受审讯。待王某某交出所有U盘后，程瀚以其态度不错为由释放。至于另一名敲诈者李某某，虽然已被合肥警方锁定并准备实施抓捕，但程瀚见不雅视频已经销毁，便要求放弃抓捕。

(3)浪涌发生器MIG0603的电源线必须与安全地连接。

4 阻尼磁场抗扰度

4.1 适用范围

GB/T 17626.10标准规定的阻尼振荡磁场抗扰度测试主要适用于安装在高压变电所中的电子设备。

4.2 概述

阻尼振荡磁场是由高压变电所中的隔离开关切合高压母线瞬间在其附近空间产生的振荡磁场。阻尼振荡磁场抗扰度试验的目的是检验安装在高压变电站中的电子电气设备对这类阻尼振荡磁场的敏感性。

4.3 试验设备

阻尼振荡磁场抗扰度试验所用试验设备如表5所示。感应线圈上的短接线与脉冲磁场试验时的一样。阻尼振荡磁场发生器与感应线圈直接相连即可。阻尼振荡磁场发生器有0.1MHz和1MHz两种频率输出，当振荡频率为0.1MHz时，每秒40个衰减振荡波；当振荡频率为1MHz时，每秒400个衰减振荡波。其输出电流满足10～100A的要求。阻尼振荡磁场发生器上有输出电流监视端口，可通过示波器对试验电流进行监视。根据标准要求，阻尼振荡磁场试验发生器输出电流波形应如图4所示。

表5 阻尼振荡磁场抗扰度试验设备

4.4 试验方法

阻尼振荡磁场抗扰度试验等级如表6所示。

阻尼振荡磁场抗扰度试验应在30kHz～10MHz之间至少选择两种频率进行，GB/T 17626.9标准推荐0.1MHz和1MHz。频率为0.1MHz时，重复频率至少40Hz；频率为1MHz时，重复频率至少400Hz。重复频率与试验频率成比例增加或减少。施加持续时间为2s的阻尼振荡磁场进行试验。

图4 阻尼振荡磁场试验发生器输出电流波形

等级磁场强度/(A/m)1-2-3104305100×特定

4.5 注意事项

(1)在进行阻尼振荡磁场抗扰度试验时，一定要用原始连接线将感应线圈连接到阻尼振荡磁场发生器，因为该连接线为特殊电缆，若用其他电线会改变磁场强度的大小。

(2)在进行阻尼振荡磁场抗扰度试验时，人员一定不能触摸感应线圈及连接电缆的接头，以免对人员造成伤害。

5 结束语

工频磁场、脉冲磁场和阻尼振荡磁场三种磁场抗扰度试验的所用设备，试验布置和流程基本一致。在最新版的IEC 61000-4系列标准中针对工频磁场、脉冲磁场和阻尼振荡磁场抗扰度的实验室气候条件有了新的要求，取消了温度、相对湿度和大气压力规定，改为“实验室气候条件应在受试设备和试验设备各自制造商规定的运行范围内”，由于磁场测试不会受到气候条件的影响，所以修改后更加符合实际情况。另外实测结果表明，隔离开关操作产生的空间磁场强度最大幅值接近200A/m，最高频率接近40MHz，最新的IEC 61000-4-18标准增加了3MHz、10MHz、30MHz 3个振荡频率，因此在修订阻尼振荡磁场抗扰度国标时可以考虑增加这3个振荡频率，同时将试验等级提高到200A/m。

[1] GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验[S].

[2] GB/T 17626.9 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验[S].

[3] GB/T 17626.10电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验[S].

[4] 赵军,陈维江，张建功，等.智能变电站二次设备对开关瞬态的的电磁兼容抗扰要求度分析[J].高电压技术，2015.

Simple Analysis on the Three Kinds of Magnetic Immunity Test of GB/T 17626 Series

ZHOUZhong-jie,ZHANGWen-qiang，LIUXue-shen

(Henan High Voltage Apparatus Research Institute,Pingdingshan 467001，China)

The equipment of power and high voltage substation often suffer power frequency magnetic field,pulse magnetic field and damped oscillatory magnetic field.This paper introduces the theories,application scopes and test methods of the three kinds of magnetic field immunity tests of the GB/T 17626 series.It also gives the differences among those three kinds of magnetic field immunity tests on the test method.According to the actual situation,there is a summary of the important problems during the test.

power frequency magnetic field;pulse magnetic field;damped oscillatory magnetic field

1004-289X(2016)06-0010-04

TM15

B

2016-04-14

周忠杰(1987-)，男，助理工程师，从事高压电器的试验检测工作; 张文强(1986-)，男，助理工程师，从事高压电器的试验检测工作; 刘学申(1979-)，男，工程师，从事高压电器的试验检测工作。