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對于交通運輸工程中的建設應用該如何去發展呢?目前的交通建設方向有哪些?又該如何去發展呢?本主要從浪涌試驗介紹和浪涌抗擾度試驗實際測試相關問題的分析以及對發生器的線路簡圖及其在開路電壓和短路電路情況下的波形定義等發方面做了詳細的介紹。本文選自:《交通運輸工程學報》,《交通運輸工程學報》辦刊宗旨是體現綜合交通格局,繁榮大交通科技研究,促進交通運輸科技成果轉化,為交通運輸工程一級學科建設服務,為發現和培養交通運輸領域科技人才服務,為促進我國交通運輸領域學術研究與國際交流服務;辦刊方向是著眼科技前沿,報道最新的科技成果,優先發表出自基金項目、攻關項目的論文,盡快實現先進科技成果的轉化與交流。'
摘要:在標準EN61000-4-5標準中,只針對發生器的選擇以及耦合/去耦網絡的選擇進行了相應的描述,而其對浪涌測試的一個典型的測試配置沒有做出明確的要求。在該標準中,給出在高頻工作的情況(通常是采用氣體放電管來進行耦合),以及隨后用來對屏蔽線進行試驗時,要求測試設備放置在參考接地板之上10cm,但是對除此情況以外的測試配置沒有做出詳細要求。但是在測試配置時,應考慮實際工作情況以及試驗中對于參考接地板的要求,所以在浪涌測試過程中都應將待測設備放置在參考接地板上10cm的絕緣墊塊上。
關鍵詞:交通運輸,運輸工程,論文發表
Abstract: in the standard EN61000-4-5 standard, only for the selection of generator and the choice of the coupling/decoupling network on the corresponding description, and the surge test of a typical test configuration has not made clear requirements. Is given in this standard, in the case of high frequency work (usually adopts the gas discharge tube for coupling), and then used to test a shielded wire, required test equipment placed in reference to the floor above 10 cm, but for other things beyond the test configuration made no detailed requirements. But when the test configuration, consideration should be given for reference in practical working condition and test meet the requirements of the floor, so in the process of the surge test equipment under test should be placed in the insulation of the reference answer the floor 10 cm on the block.
Key words: transportation, transportation engineering, paper was published
1浪涌試驗介紹
浪涌測試作為EMC(電磁兼容)抗擾度測試的一個重要項目,主要是測試待測設備在實際使用過程中受到浪涌電壓的沖擊后損壞和設備性能下降的程度。浪涌電壓干擾可以由自然界的雷擊、設備電源系統的電路變化、或其他一些意外事件(如電線桿意外被車撞倒導致的電壓劇烈變化)所產生。其中自然界的雷擊是眾多原因中最為主要的,而雷擊又是自然界一個極為普通的物理現象。因此,浪涌電壓干擾是一項頻繁出現的,而且會對設備產生嚴重影響的干擾。浪涌電壓干擾的干擾方式主要有兩種。第一種方式經過用電設備的供電系統將浪涌干擾施加在設備上,這個方式也是浪涌干擾最為主要的干擾途徑,它可以干擾到所有的連接到電源系統的用電設備。第二種方式是通過設備的電話線、電纜或天線等與室外環境有直接或間接相連的互連線纜,將干擾信號施加在設備上。浪涌抗擾度測試就是一項為了檢測設備在遇到這些浪涌干擾信號時的工作情況而進行的測試,也就是使浪涌干擾信號通過上述兩種方法來干擾待測設備。標準IEC61000-4-5就是為了標準化浪涌抗擾度測試而制定的,該項標準規定了設備的浪涌抗擾度測試方法及其測試等級。標準中根據雷擊干擾的兩種不同途徑分別給出了測試規范。本文對浪涌干擾通過互連線發生作用的情況進行探討。標準IEC61000-4-5:2005中描述了兩種不同的波形發生器,一種是雷擊在電源線上感應產生的1.2/50μs混合波發生器;另一種是針對互連線的浪涌波形發生器—10/700μs混合波發生器。
浪涌抗擾度試驗是電磁兼容試驗的重要組成部分,基本上所有的電子設備(系統)都需要進行浪涌抗擾度試驗。而在浪涌抗擾度試驗中,互連線(I/O線和通信線)上的浪涌測試是很多相關設備必不可少的測試項目。
2.發生器的線路簡圖及其在開路電壓和短路電路情況下的波形定義。Rs=50Ω,Cs=0.2μF。發生器提供電壓和電流兩種波形,其開路電壓波形前沿為10μs±30%,半峰值時間為700μs±20%;其短路電流波形前沿為5μs±20%,半峰值時間為320μs±20%。對于非屏蔽不對稱互連線,例如RS232互連線,應優先采取電容耦合。對于電容耦合不能使用的場合(例如電容連接到EUT會引起功能方面的問題),應當采用箝位耦合方式和氣體放電管耦合方式。對于非屏蔽對稱互連線,例如RS422互連線以及RJ45互連線(網線),則在去耦網絡中可以使用電流補償電感。耦合電容會對線路的功能造成影響,電容器就不能使用了,而采用相應的箝位耦合方式和氣體放電管耦合方式。當線路有較高的信號傳輸速率(大于100kHz)時,由于物理結構的原因,大多數耦合/去耦網絡在頻率達到時是受到限制的,在這種情況下,將沒有合適的耦合/去耦網絡可供商業應用。此時,卸掉通信線,對于某些特定樣品,可以考慮在其內部關斷或松開通信端口,不經過耦合/去耦網絡,而將浪涌直接加到通信端口上。在這個試驗中,被測設備的功能應當保持,在浪涌試驗結束后,再重新測試該端口的功能。對于屏蔽線進行試驗,這種耦合/去耦網絡將不再適用,這時可依照接地情況分為兩種。當待測樣品互連線兩端都有接地時,則直接將浪涌信號直接施加在它的屏蔽層上;如果待測樣品互連線只有一端接地,則浪涌施加在待測樣品的測試端口,適用于使用單層或多層屏蔽電纜的設備。對于沒有金屬外殼的待測樣品則浪涌信號直接施加在屏蔽線外殼上。
3浪涌抗擾度試驗實際測試相關問題的分析
(1)互連線浪涌測試中共模與差模的選擇一般由于被測產品的多樣性,不同版本的標準對于互連線浪涌測試的差模與共模要求也不同。以ITE產品的抗擾度標準EN55024:2003為例,標準中對于互連線浪涌測試,只進行線-地端口的測試,也就是只進行共模實驗,而對于線-線間(差模)的浪涌測試是不作要求的,而且該標準要求的浪涌發生器波形也是電源端浪涌發生器的1.2/50μs混合波發生器,而在EN55024:2010中,對于互連線的浪涌測試不僅要求進行線-地端口的測試,而是其在備注e中明確規定應同時進行所有線-地的測試【原文如下:“Testappliedtoalllinessimultaneouslytoearth(ground).”】。在實際測試配置中,雖然在EN61000-4-5中給出的測試配置可以適用于共模與差模的浪涌測試,但在實際測試過程中互連線的共模與差模浪涌抗擾的連接方法還是有所不同的。在實際的試驗配置中,互連線的共模浪涌試驗會完全依照標準進行,而在差模浪涌試驗配置中,則一般會選擇以其中一條互連線作為浪涌干擾輸出線,而差模的另外一條線會被選作浪涌干擾信號的回路。(2)互連線浪涌測試中各條互連線上的阻抗設置在互連線浪涌的實際測試過程中,選擇適合的串聯電阻對試驗的結果有極其重要的影響,而往往在測試中,串聯阻抗的選擇會存在較多的問題。以HAEFLY的PSURGE8000浪涌測試系統為例。當使用1.2/50μs混合波發生器作為互連線浪涌發生器時,發生器簡易圖如圖5所示,由于發生器內阻為2Ω,發生器內部沒有串聯電阻,所以在選擇耦合網絡的時候就要選擇串聯電阻R=40Ω的耦合網絡。而在試驗中,還要根據測試線纜的條數,選擇線纜上的電阻,根據浪涌波形發生器的原理,串聯電阻40Ω是所有線纜的電阻R并聯之后所等同的阻抗值,也就是說在進行2線浪涌時,每條線纜上阻抗R應選擇80Ω,這樣在所有線纜阻抗并聯之后的阻抗值就是40Ω,同樣可得4線是阻抗R選擇為160Ω。當使用10/700μs混合波發生器作為互連線浪涌發生器時,發生器簡易圖如圖6所示,由于發生器內阻阻抗已經串聯了一個R2=15Ω電阻,所以在選擇外邊阻抗R時,需要使外邊阻抗為25Ω,即當進行2線浪涌時,每條線纜上阻抗R應選擇50Ω,當進行4線浪涌時,每條線纜上阻抗R應選擇100Ω。(3)互連線浪涌測試設備布置中關于參考接地板的使用參考接地板(GRP)的使用。