多功能电能表射频电磁场辐射抗扰性试验

资源类型:pdf 资源大小:230.00KB 文档分类:工业技术 上传者:尚季芳

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【作者】 宋光清  郑毅  慕晓  高建宏 

【关键词】多功能电能表 测试 电磁兼容 

【出版日期】2005-04-25

【摘要】介绍了用武汉701研究所生产的701型射频电磁场辐射自动测试系统,通过对多功能电能表进行射频电磁场辐射抗扰性试验实例分析,阐述多功能电能表射频电磁场辐射抗扰性试验的必要性、试验要求、试验方案、注意事项和试验结果分析。

【刊名】电测与仪表

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0引言电磁辐射有一些来自于常设电磁辐射源,如固定的无线电广播、电视台的发射机和各种工业电磁源;另外还有一些是随机寄生辐射源,例如电焊机、晶闸管整流器、荧光灯及感性负载的开关操作等。电磁辐射会对大多数电子设备、电气设备产生一定的影响,轻则使设备性能、功能暂时降低或丧失,重则造成永久性损坏。随着国家分时电价政策的实施,作为执行分时电价计量器具的多功能电能表在电网中得到广泛的应用。这些由单片机及电子线路构成的多功能电能表对射频电磁场辐射特别敏感,可能造成内存数据丢失、显示器损坏、程序不能执行,甚至某些元器件永久性损坏,影响电能表的正常工作和准确计量,因此根据国家GBT17626.3-1998《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰性试验》(idtIEC61000-4-3)及电力系统DLT614-1997《多功能电能表》第6.6.3条的要求,对电力系统中采用的多功能电能表开展射频电磁场辐射抗扰性试验十分必要。1试验设备简介我们用武汉701研究所生产的701型射频电磁场辐射抗扰度GTEM自动测试系统对电能表进行抗扰性试验。701型系统结构如图1,由下述部件组成。图1射频电磁场辐射抗扰度自动测试系统结构图总第42卷第472期电测与仪表Vol.42No.4722005年第4期ElectricalMeasurement&InstrumentationApr.2005(1)标准信号源:配有标准的GPIB智能仪器仪表接口卡,可进行脱机与联机操作(即可进行手动与自动操作)。联机操作时,可接收计算机发出的命令而进行相应的频率、相位及输出电压的操作。本系统采用英国IFR公司生产的2023标准信号源,输出频率9kHz~2.05GHz。(2)功率放大器:完成信号源信号的放大处理,并将放大后的信号送GTEM小室形成所需电磁场。本系统采用美国AR公司生产的10W1000C型功率放大器。(3)GTEM小室:根据同轴及非对称矩形传输线原理设计,综合了横电波传输装置、开阔场地测量、屏蔽室与半屏蔽室的优点,具有良好的高低频特性,以极高的性价比进行辐射敏感度及辐射发射试验。GTEM小室接收放大器的输出信号,形成所需电磁场,场强可由测试探头(传感器)测出。为避免内部电磁波的反射及产生高阶模式的谐波,将其设计成尖劈形,尖劈底部为长方形,其尺寸为2m×2.5m,尖劈的长为6.5m,内部可同时放置3只多功能电能表进行试验。小室内部有一个60W的白炽灯,通过带屏蔽的观察窗孔可观测到被试电能表的LCD显示,也可内置一微型摄像头,在小室外面通过监视器观测被试电能表的LCD显示。(4)测试探头:检测GTEM小室内的电磁场场强,并将此三维场强信号的电平值(模拟信号)通过专用插头与电缆送智能场强仪进行处理。(5)场强仪主体:接收测试探头输入的模拟信号,对信号加工处理,在液晶屏上显示GTEM腔体中探头位置处的动态场强值。它可以通过GPIB(IEEE-488)接口与计算机相连,将其场强的数据值送计算机进行处理。其频率范围为100kHz~1GHz,动态范围为1~1000Vm,抗干扰性能好。智能场强仪也可独立于计算机控制进行本机操作。脱机工作时可以通过其面板上的按钮进行有关操作,(6)主控计算机:机中配有标准的GPIB智能仪器仪表接口卡,通过专用的IEEE-488电缆,完成对智能场强仪与标准信号源的同步控制,从而实现整个系统的闭环控制。计算机中的专用测试软件读取场强仪信号,加以分析处理后,对信号源发出控制信号。2试验方案我们以3只国产(深圳科陆公司生产)多功能电能表和3只进口多功能电能表(EUT)为例,进行了射频电磁场辐射抗扰性试验。依据我国电力行业标准DLT614-1997《多功能电能表》及GBT17626.3-1998的规定,并在下列条件下进行试验:(1)电压和辅助线路加参比电压;(2)频率范围:80~1000MHz(3)严酷等级:3级(4)试验场强:10Vm2.1试验方法在电流线路无电流,电流端开路,及高频电磁场的作用下,EUT不应出现损坏或信息的改变,并能正常地工作,计度器不应产生大于x(kWh)的变化,测试输出也不应产生大于x(kWh)的脉冲信号量。x的计算公式如下x=m·Un·Imax×10-6(1)式中m—测量单元数;Un—参比电压,V;Imax—最大电流,A。2.2试验要求在基本电流Ib,功率因数为1,处于敏感频率点或主振频率点的条件下,被试表误差改变量应在表1规定的极限内。3试验过程试验前应先预校准,然后把被校表(EUT)的参数全部记录,作为原始记录;在每个测试条件下将被试表按X、Y、Z三个方向分别施加10Vm场强,起止频率为80~1000MHz,标准步长为2%,驻留时间15s,调制频率为1kHz,调制幅度80%,连续记录误差值,找出敏感频率点,对照表1,计算误差改变量,并比较被试电能表显示的有关数据。4试验结果分析在试验前后按照外观检查和抄录的多功能电能表的有关数据进行比对,按照以下标准判定:(1)在射频电磁场影响下,多功能电能表没有出现损坏或信息改变,并能正常工作;计度器没有产生大于x(kWh)的变化,测试输出也没有产生大于x(kWh)的脉冲信号量(x的计算见上面公式),则EUT射频电磁场辐射抗扰性试验合格。(2)在试验过程中如EUT出现硬件损坏,或是软件及内存数据丢失等情况而导致不能自行恢复的功能降低或丧失,均应视为不合格。(3)在试验过程中还可能出现以下几种情况即:表1射频电磁场影响(下转第16页)-44-(上接第44页)EUT性能偶然下降或丧失,但是EUT可以自行恢复;功能或性能暂时降低或丧失,但经过操作人员的干预或系统复位才能恢复功能。在遇到此类情况时不应一概而论,应根据试验性质及具体情况来对待,并在试验记录中注明。按照以上判定原则,在我们进行试验的多功能电关产品已通过国外有关权威实验室的试验。估计相关的国家标准很快要修改,但国内却没有生产厂家进行该项试验。分析笔者做过的试验数据,可以认为如果按照新的标准进行测试,国内生产厂家的产品通过率可能不会超过50%。希望国内的相关生产厂家应尽早按照新的IEC标准设计、生产和测试,使我国的多功能电能表制造技术得到更大的提高。多功能电能表射频电磁场辐射抗扰性试验@宋光清$山东电力研究院!济南250002 @郑毅$烟台供电公司!山东烟台264001 @慕晓$烟台供电公司!山东烟台264001 @高建宏$烟台供电公司!山东烟台264001多功能电能表;;测试;;电磁兼容介绍了用武汉701研究所生产的701型射频电磁场辐射自动测试系统,通过对多功能电能表进行射频电磁场辐射抗扰性试验实例分析,阐述多功能电能表射频电磁场辐射抗扰性试验的必要性、试验要求、试验方案、注意事项和试验结果分析。[1]电磁兼容标准实施指南[M].中国标准出版社. [2]DL T614-1997.多功能电能表[S].电力工业部. [3]JJG596-1999.电子式电能表[S].国家质量技术监督局.

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