ГОСТ IEC 61000-4-5-2017. Межгосударственный стандарт. Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-5. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к выбросу напряжения
Приложение A
(справочное)
ИСПЫТАНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫБРОСОВ НАПРЯЖЕНИЯ НА НАРУЖНЫЕ
НЕЭКРАНИРОВАННЫЕ СИММЕТРИЧНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ
ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ШИРОКО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ
A.1 Общие положения
При испытании симметричных линий связи, которые предназначены для прямого подключения к наружным сетям электросвязи [например, коммутируемым телекоммуникационным сетям общего пользования (PSTN)], сигнал 1,2/50 - 8/20 мкс не может быть подходящим. Наружные телекоммуникационные сети, как правило, имеют длины кабелей свыше 300 м и могут быть многокилометровыми в длину. В результате природы этих сетей сигнал 10/700 - 5/320 мкс является более представительным для фактических выбросов напряжения, возникающих в этой области. В настоящем приложении определены методы испытаний и характеристики генератора для испытания с использованием генератора 10/700 - 5/320 мкс.
Междугородные наружные сети обычно используют некоторую форму первичной защиты, когда кабели входят в здания или в корпуса оборудования. Для обеспечения правильной работы испытуемого порта необходимо учитывать влияние этой первичной защиты. Испытание следует проводить с предназначенной первичной защитой так, чтобы координация между первичной и любой вторичной защитой внутри ИО могла быть проверена. Если точные характеристики первичной защиты не могут контролироваться, комитеты по продукции могут определять различные испытательные уровни, которые должны быть оценены с установкой и без установки первичной защиты. Более подробная информация об этом явлении приведена в ITU-T K.44.
A.2 Комбинированный генератор выбросов 10/700 мкс
A.2.1 Характеристики генератора
Настоящий генератор предназначен для генерации импульсов, имеющих длительность:
- фронта напряжения холостого хода 10 мкс;
- импульса напряжения холостого хода 700 мкс;
- фронта тока при коротком замыкании выхода 5 мкс;
- импульса тока при коротком замыкании выхода 320 мкс.
Упрощенная схема генератора приведена на рисунке A.1.
U - источник высокого напряжения; RC - зарядный резистор;
Cc - накопительный конденсатор; Rs - резисторы, формирующие
форму импульса; Rm - резистор, согласующий полное
сопротивление; Cs - конденсатор, формирующий время
нарастания; Switch - выключатель; Switch S1 - выключатель,
замыкаемый при использовании внешних согласующих резисторов
Рисунок A.1 - Упрощенная схема комбинированного
генератора выбросов (10/700 - 5/320 мкс)
Значения различных элементов выбирают таким образом, чтобы генератор формировал вышеуказанный импульс.
Отношение пикового выходного напряжения холостого хода к пиковому значению тока короткого замыкания для одного и того же выходного порта генератора комбинированных импульсов должно рассматриваться в качестве эффективного выходного полного сопротивления.
Для указанного генератора это отношение определяет эффективное выходное полное сопротивление 40 Ом.
A.2.2 Рабочие характеристики генератора
Полярность | положительная и отрицательная |
Частота следования импульсов | 1 раз в минуту или чаще |
Пиковое выходное напряжение в режиме холостого хода | регулируемое в диапазоне от 0,5 кВ до требуемого испытательного уровня |
Форма импульса напряжения | см. таблицу A.1 и рисунок A.2 |
Допуск установки выходного напряжения | см. таблицу A.2 |
Выходной пиковый ток в режиме короткого замыкания | в зависимости от установленного пикового напряжения (см. таблицы A.1 и A.2) |
Допуск установки выходного тока в режиме короткого замыкания | см. таблицу A.2 |
Примечание - Эффективное выходное сопротивление, как правило, включает сопротивления внутренних 15 Ом (Rm1) и 25 Ом (Rm2) резисторов. Резисторы Rm2 могут быть исключены, включены параллельно или короткозамкнуты и заменены внешними резисторами связи при использовании для многократных соединений (см. рисунок A.1).
Длительность фронта: Tf = 1,67·T = 10 мкс +/- 30%.
Длительность: Td = Tw = 700 мкс +/- 20%.
Рисунок A.2 - Форма напряжения холостого хода (10/700 мкс)
Длительность фронта: Tf = 1,25·Tr = 5 мкс +/- 20%.
Длительность: Td = Tw = 320 мкс +/- 20%.
Рисунок A.3 - Форма импульса тока
короткого замыкания (5/320 мкс)
Таблица A.1
Определения параметров сигнала 10/700 и 5/320 мкс
| Длительность фронта, мкс | Длительность, мкс |
Напряжение холостого хода | 10 +/- 30% | 700 +/- 20% |
Ток короткого замыкания | 5 +/- 20% | 320 +/- 20% |
Таблица A.2
Соотношение между пиковым значением напряжения холостого
хода и пиковым значением тока короткого замыкания
Пиковое напряжение в режиме холостого хода +/- 10% на выходе генератора, кВ | Пиковый ток в режиме короткого замыкания +/- 10% на выходе генератора, А |
0,5 | 12,5 |
1,0 | 25 |
2,0 | 50 |
4,0 | 100 |
Примечание - Максимальный ток короткого замыкания измеряется при разомкнутом ключе S1 на рисунке A.1.
Пиковое напряжение холостого хода и пиковый ток короткого замыкания измеряют с одинаковыми установочными параметрами генератора.
A.2.3 Калибровка генератора
Для того чтобы результаты испытаний с различными генераторами были сравнимыми, генератор должен быть периодически откалиброван. Для этого проводят следующую процедуру, необходимую для измерения основных характеристик генератора.
Выход генератора должен быть подключен к измерительной системе с достаточной шириной полосы пропускания, достаточными возможностями по напряжению и току для мониторинга характеристик сигналов. В приложении E содержится информация о ширине полосы выбросов напряжения.
Если для измерения тока короткого замыкания используют трансформатор тока (пробник), он должен быть выбран таким образом, чтобы не происходило насыщение магнитопровода. Нижняя (минус 3 дБ) угловая частота пробника должна быть менее 10 Гц.
Характеристики генератора должны быть измерены как при разомкнутой цепи (нагрузка не менее 10 кОм), так и в условиях короткого замыкания (нагрузка не более 0,1 Ом) при том же установленном напряжении.
Все характеристики, указанные в A.2.2, должны удовлетворять требованиям на выходе генератора.
A.3 Устройства связи/развязки
A.3.1 Общие положения
В силу характера проводки, используемой для неэкранированных наружных симметричных линий связи (витые пары), связь всегда осуществляют в синфазном режиме. Электрическая схема связи/развязки показана на рисунке A.4.
Внутренний согласующий резистор Rm2 (25 Ом) заменяется внешним RC = 25 Ом.
Примечание 1 - Показанные газовые разрядники могут быть заменены схемой ограничения, как указано на рисунке 9.
Примечание 2 - Если порт всегда предназначен для использования с определенной первичной защитой, испытание проводят с первичной защитой в целях обеспечения согласования элементов защиты.
Рисунок A.4 - Пример испытательной установки
для неэкранированных наружных симметричных линий связи:
связь "провода-земля" через газовые разрядники
(первичная защита установлена)
Связь с помощью разрядников является предпочтительным методом связи для неэкранированных симметричных наружных линий связи, как показано на рисунке A.4. Устройство связи также выполняет задачу разделения тока выброса напряжения на несколько пар в многожильных кабелях. Внутренний согласующий резистор Rm2 (25 Ом) заменяется внешним RC = 25 Ом.
Рекомендуемые характеристики УСР:
- полное сопротивление связи RC = 25 Ом на линию плюс импеданс разрядника;
- развязывающая катушка индуктивности L = 20 мГн.
Предлагаемые конструкция и значения элементов УСР могут быть непригодны для высокоскоростных сетей (например, DSL), поскольку требуемая скорость передачи данных может ухудшиться.
A.3.2 Устройства связи/развязки для наружных линий связи
A.4 Калибровка УСР
Измерения производят с приложением импульса к одной паре связи за один раз. Максимальная амплитуда, длительность фронта и длительность импульса должны быть измерены для импульсного напряжения УСР в условиях холостого хода и тока в условиях короткого замыкания.
Значения приведены в таблице A.4.
Входы устройства развязки на стороне вспомогательного оборудования должны быть закорочены на PE для измерения импульсного напряжения и импульсного тока на выходном порте ИО. Величина остаточного напряжения зависит от требований к защите вспомогательного оборудования. Поэтому никаких норм в настоящем стандарте не установлено.
Процесс калибровки приведен в таблице A.3.
Таблица A.3
Сводная таблица процесса калибровки УСР
для неэкранированных наружных симметричных линий связи
| Связь | Измерение | Сторона вспомогательного оборудования | Сторона испытуемого оборудования |
Выброс напряжения со стороны ИО | Синфазный режим. Одна пара - земля | Обе линии одной пары замкнуты вместе. Пиковое напряжение, длительность фронта, длительность выброса | Все используемые линии замкнуты на PE | Холостой ход. Обе линии одной пары соединены между собой |
Выброс тока со стороны ИО | Синфазный режим. Одна пара - земля | Обе линии одной пары замкнуты вместе. Пиковое напряжение, длительность фронта, длительность выброса | Все используемые линии замкнуты на PE | Обе линии одной пары замкнуты на PE |
Остаточное напряжение со стороны вспомогательного оборудования (с элементами защиты) | Синфазный режим. Одна пара - земля | Обе линии одной пары замкнуты вместе. Пиковое напряжение | Холостой ход | Холостой ход |
Целью настоящего процесса калибровки является проверка надлежащего функционирования компонентов, насыщения развязывающих дросселей, развязывающего эффекта устройства развязки, нагрузочной способности по току и эффекта связи устройства связи. Метод связи, описанный в приведенных выше пунктах, оказывает влияние на форму импульсов напряжения и тока. Параметры для калибровки определены в таблице A.4.
Таблица A.4
Характеристики импульсов перенапряжения на ИО порте УСР
для неэкранированных наружных симметричных линий связи
Метод связи | Выходное напряжение генератора <a>, <b>, <c>, кВ | Voc на выходе ИО УСР +/-10%, кВ | Длительность фронта (напряжение) Tf +/- 30%, мкс | Длительность (напряжение) Td +/- 30%, мкс | Isc на выходе ИО УСР +/- 20%, А | Длительность фронта (ток) Tf +/- 30%, мкс | Длительность (ток) Td +/- 30%, мкс |
Синфазный режим CD 1 пара 27,5 Ом | 4 | 4 | 8 | 250 | 145 | 3,2 | 250 |
<a> Для УСР более чем с одной парой каждая пара должна быть откалибрована отдельно, как описано в таблице A.3. <b> Связь с помощью газовых разрядников, ограничительных или лавинных устройств демонстрирует некоторый шум переключения на форме импульса. Работа с максимально возможным импульсным напряжением позволит свести к минимуму влияние шума на результаты измерений, рекомендуется пренебречь шумами переключения для измерений времен фронтов и значений длительности. <c> В таблице приведены значения для комбинированного генератора выбросов напряжения с идеальными значениями. Если комбинированный генератор выбросов имеет значения параметров, близкие к допустимым значениям, то отклонения параметров УСР могут приводить к генерированию значений за пределами допусков для комбинации "генератор/УСР". | |||||||
A.5 Испытательная установка для воздействия выбросов напряжения на наружные неэкранированные симметричные линии связи
Для симметричных соединительных линий и линий связи (см. рисунок A.4) емкостный метод связи обычно не может быть использован. В этом случае связь осуществляется с помощью газовых разрядников. При этом испытательные уровни не могут быть установлены ниже напряжения срабатывания разрядника связи (напряжение срабатывания для газового разрядника с номинальным напряжением 90 В составляет около 300 В).
Должны быть рассмотрены две испытательные конфигурации:
a) для оценки уровня устойчивости оборудования испытание должно быть проведено только с вторичной защитой в ИО с низким испытательным уровнем, например 0,5 или 1 кВ;
b) для оценки уровня устойчивости системы испытание должно быть выполнено с дополнительной первичной защитой при более высоком испытательном уровне, например 2 или 4 кВ.
Если не указано иное, длина соединительной линии между ИО и УСР не должна превышать 2 м.
Связь всегда осуществляют в синфазном режиме: все проводники одновременно относительно опорного заземления (см. рисунок A.4).
Примечание - Проводники, не подвергаемые испытаниям, соединяют с землей с помощью устройства связи, которое не влияет на полезный трафик данных испытуемого порта (например, газоразрядная трубка).
Подписаться на обновления