電工產(chǎn)品的電磁兼容要求

在幾十年以前, 世界各國特別是歐洲一些工業(yè)發(fā)達的先進(jìn)國家，發(fā)現許多電子產(chǎn)品在正常工作時(shí)，經(jīng)常出現不正常的工作狀態(tài), 嚴重時(shí)會(huì )被損壞無(wú)法繼續工作。他們經(jīng)過(guò)不懈的努力，發(fā)現電子產(chǎn)品在其工作的環(huán)境中，要受到環(huán)境中電磁場(chǎng)的作用，電磁場(chǎng)中存在各種各樣的電磁騷擾源，這些電磁騷擾源要影響到在其環(huán)境中電子產(chǎn)品的正常工作，甚至會(huì )損壞電子產(chǎn)品。他們對電磁騷擾問(wèn)題進(jìn)行了深入細致的研究，已經(jīng)探索出許多減少電磁騷擾強度和解決電子產(chǎn)品的正常工作措施。在此基礎上，總結出一套完整的理論和方法，形成了一門(mén)新興的學(xué)科——電磁兼容（Electromagnetic Compatibility 簡(jiǎn)稱(chēng)EMC）。

電磁兼容（EMC）淺顯的解釋是“在電磁環(huán)境中共存的能力” 。電工委員會(huì )IEC標準中有關(guān)電磁兼容的名詞術(shù)語(yǔ)中給出了它的定義為：“電磁兼容是設備和系統在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境的任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力” ，根椐IEC給出的定義我們可以用一種通俗說(shuō)法：EMC就是研究設備或系統的電磁騷擾和抗擾度的問(wèn)題，也就是說(shuō)所有的電子設備既不要成為一個(gè)電磁騷擾源，對周?chē)钠渌O備的正常工作產(chǎn)生不良影響；又要能承受周?chē)姶怒h(huán)境中從各種途徑傳輸的各種電磁騷擾，而保證自身設備的正常工作。

當今的時(shí)代己進(jìn)入電子信息時(shí)代?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品采用高集成的電子元器件組成的數字電路和應用計算機技術(shù)，涌現出一代又一代新型電子設備，進(jìn)入科研、生產(chǎn)和人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域。在電工行業(yè)中, 許多新產(chǎn)品也廣泛采用了這些高集成的電子元器件組成的數字電路和計算機技術(shù)等，形成了新一代的智能電器；在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和自動(dòng)化控制中，也廣泛使用微型計算機和工業(yè)控制計算機。在日常工作中, 各種各樣的家用電器已成為人類(lèi)生活必需品；這些影響和危害就是電磁兼容研究的兩類(lèi)問(wèn)題。這些新型電工產(chǎn)品在運行的過(guò)程中以各種形式傳輸電磁能量，電磁能量如對周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染就是電磁騷擾，即形成了“電磁騷擾源” 。

電磁騷擾源就可能影響到周?chē)钠渌娮釉O備，使其無(wú)法正常工作；另一方面新型電工產(chǎn)品在所使用的環(huán)境中，也會(huì )受到各種各樣的電磁騷擾源騷擾，要求這些電子設備必須具有抵抗這些電磁騷擾的能力，保證其正常工作。電工委員會(huì )成立了無(wú)線(xiàn)電干擾特別委員會(huì )（英文簡(jiǎn)寫(xiě)CISPR）和TC77電磁兼容技術(shù)委員會(huì ), 專(zhuān)門(mén)從事研究電磁兼容、制訂電磁兼容有關(guān)標準。我國有關(guān)部門(mén)在近十余年中也十分重視研究電磁兼容領(lǐng)域內所產(chǎn)生的各種技術(shù)問(wèn)題，成立了對應于CISPR和IECTC77技術(shù)委員會(huì )的全.國.無(wú)線(xiàn)電干擾標準化技術(shù)委員會(huì )和全.國.電磁兼容標準化技術(shù)委員會(huì )。

CISPR和IECTC77技術(shù)委員會(huì )下設的分技術(shù)委員會(huì )，屬于電工領(lǐng)域有以下兩個(gè)：

（1）家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器
（2）工業(yè)、科學(xué)、醫療射頻設備

在電工領(lǐng)域中，更多的產(chǎn)品如低壓電器、量度繼電器及繼電保護裝置、自動(dòng)化設備、由半導體器件組成的整流器、變流器以及各種直流電源、不間斷電源和逆變電源等，各產(chǎn)品的標準化技術(shù)委員都按照CISPR和IECTC77技術(shù)委員會(huì )制訂電磁兼容的基礎標準和通用標準制訂各自產(chǎn)品的電磁兼容標準。

下面介紹部分電工產(chǎn)品的電磁兼容要求：

1.家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器電磁兼容要求

家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器電磁兼容要求目前由CISPR F分技術(shù)委員會(huì )負責制定。

家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器電磁兼容要求包括電磁發(fā)射(EMI)和抗擾度(EMS)兩個(gè)方面,其標準有:

1.1適用范圍
適用于家用電器、電動(dòng)工具、使用半導體裝置的調節器、電動(dòng)機驅動(dòng)的電療設備、電動(dòng)/電子玩具、自動(dòng)配給機以及電影或幻燈放映機；還包括電動(dòng)機、開(kāi)關(guān)電器等設備的單獨部件，例如（電源或保護的）繼電器。

1.2發(fā)射

1.2.1連續騷擾電壓限值∶
a.頻率范圍為148.5kHz～30MHz的連續騷擾的電壓限值如下∶
a)家用電器等

(a)頻率為0.15～0.5MHz∶
電源端子上為65～56dBμV（準峰值檢波器測量），59～46dBμV（平均值檢波器測量）。
負載端子和附加端子上為80dBμV（準峰值檢波器測量），70dBμV（平均值檢波器測量）。

(b)頻率為0.50～5.00MHz∶

電源端子上為56dBμV（準峰值檢波器測量），46dBμV（平均值檢波器測量）。
負載端子和附加端子上為74dBμV（準峰值檢波器測量），64dBμV（平均值檢波器測量）。

(c)頻率為5.00～30.00MHz∶
電源端子上為60dBμV（準峰值檢波器測量），50dBμV（平均值檢波器測量）。 負載端子和附加端子上為74dBμV（準峰值檢波器測量），64dBμV（平均值檢波器測量）。                              

b)電動(dòng)工具等∶

  (a)頻率為0.15～0.35MHz∶
電動(dòng)機額定功率≤700W為66～59dBμV（準峰值檢波器測量），59～49dBμV（平均值檢波器測量）。
700W＜電動(dòng)機額定功率≤1000W為70～63dBμV（準峰值檢波器測量），63～53dBμV（平均值檢波器測量）。
電動(dòng)機額定功率＞700W為76～69dBμV（準峰值檢波器測量），69～59dBμV（平均值檢波器測量）。

  (b) 頻率為0.35～0.50MHz∶
電動(dòng)機額定功率≤700W為59dBμV（準峰值檢波器測量），49dBμV（平均值檢波器測量）。
700W＜電動(dòng)機額定功率≤1000W為63dBμV（準峰值檢波器測量），53dBμV（平均值檢波器測量）。
電動(dòng)機額定功率＞700W為69dBμV（準峰值檢波器測量），59dBμV（平均值檢波器測量）。

  (c) 頻率為5.00～30.00MHz∶
電動(dòng)機額定功率≤700W為64dBμV（準峰值檢波器測量），54dBμV（平均值檢波器測量）。
700W＜電動(dòng)機額定功率≤1000W為68dBμV（準峰值檢波器測量），58dBμV（平均值檢波器測量）。

電動(dòng)b. 頻率范圍為30～300MHz騷擾功率限值（騷擾功率限值隨頻率線(xiàn)性増大）如下∶
a)家用電器等∶
45～55dBpW（準峰值檢波器測量），35～45dBpW（平均值檢波器測量）。

b)電動(dòng)工具等∶
電動(dòng)機額定功率≤700W為45～55dBpW（準峰值檢波器測量），35～45dBpW（平均值檢波器測量）。
700W＜電動(dòng)機額定功率≤1000W為49～59dBpW（準峰值檢波器測量），39～49dBpW（平均值檢波器測量）。
電動(dòng)機額定功率＞700W為55～65dBpW（準峰值檢波器測量），45～55dBpW（平均值檢波器測量）。

1.2.2斷續騷擾電壓限值:
GB4343-1995/CISPR14 《家用和類(lèi)似用途電動(dòng)、電熱器具、電動(dòng)工具的無(wú)線(xiàn)電騷擾特性測量方法和限值》規定如下:
在頻率范圍為148.5kHz～30MHz的斷續騷擾電壓限值用兩種方式來(lái)規定。一種采用喀嚦聲騷擾限值，另一種采用連續騷擾限值。

a.采用連續騷擾限值的斷續騷擾有∶
a)單個(gè)脈沖的持續時(shí)間小于200ms，間隔時(shí)間小于200ms，而連續時(shí)間大于200ms的多于脈沖串驗騷擾。
b)時(shí)間間隔小于200ms，而連續時(shí)間小于200ms的兩次騷擾。
c)在任意2s時(shí)間內，經(jīng)常發(fā)生兩次以上的喀嚦聲。
d)喀嚦聲率大于30的喀嚦聲。

b.采用喀嚦聲騷擾限值Lg的斷續騷擾

喀嚦聲騷擾限值Lg是與連續騷擾有關(guān)的限值。其大小為連續騷擾限值上增加一定的數量∶當N＜0.2，增加44dB；或0.2≤N≤30，增加20lg 。
采用喀嚦聲騷擾限值Lg的斷續騷擾有∶
a)由一系列連續脈沖組成的，持續時(shí)間不大于200ms的脈沖騷擾，即一次喀嚦聲。
b)單個(gè)脈沖持續時(shí)間小于200ms，相互間隔時(shí)間小于200ms，而總持續時(shí)間不大于200ms的多個(gè)脈沖騷擾，也為一次喀嚦聲。
機額定功率＞700W為74dBμV（準峰值檢波器測量），64dBμV（平均值檢波器測量）。
c)對于喀嚦聲率N小于5的產(chǎn)品，如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的單獨開(kāi)關(guān)順序動(dòng)作引起兩次騷擾，每次騷擾的大持續時(shí)間為200ms，而且在2s時(shí)間內，這兩次騷擾的前后都沒(méi)有其它騷擾存在，甚至這兩次騷擾之間的間隔時(shí)間小于200ms，則這兩次騷擾應為二次喀嚦聲。
d)用于溫控的三相開(kāi)關(guān)，在開(kāi)斷三相四線(xiàn)電源的各相電壓及零線(xiàn)時(shí)，依次產(chǎn)生三次騷擾，如果三次騷擾符合下列條件∶
  (a)任意15min內，開(kāi)關(guān)僅動(dòng)作一次，而且在2s的時(shí)間內，產(chǎn)生這三次騷擾的前后沒(méi)有出現其他任何騷擾。
  (b)三相開(kāi)關(guān)中任何一個(gè)觸頭在開(kāi)或斷的過(guò)程中所產(chǎn)生的騷擾持續時(shí)間不大于10ms，
而且在觀(guān)察期間所記錄下由開(kāi)關(guān)動(dòng)作所引起不大于四分之一數目的喀嚦聲限值都超過(guò)連續騷擾限值的44dB。
  在以上的情況下則應將這三次騷擾認定為三次喀嚦聲而不是連續騷擾。認定時(shí)主要依據是它們之間的間隙時(shí)間。
e)在裝有程序控制的產(chǎn)品，在小觀(guān)察時(shí)間內，如果斷續騷擾的總持續時(shí)間不超過(guò)600ms，應為喀嚦聲。小觀(guān)察時(shí)間應指當統計喀嚦聲或有關(guān)的開(kāi)關(guān)操作時(shí)，為統計判斷每單位時(shí)間內所出現大量喀嚦聲時(shí)應提供穩定數據所需要的少時(shí)間。 

由于對斷續騷擾的理解、測量、和判定始終是一個(gè)比較難理解和執行的技術(shù)難題,在GB4343.1-2003/CISPR14-1:2000 《電磁兼容 家用電器、電動(dòng)工具和類(lèi)似器具的要求 第1部分：發(fā)射》標準中對此部分作了如下修改和補充:
a.適用于用連續騷擾電壓限值判定斷續騷擾的器具標準規定：
a)除喀嚦聲以外的騷擾, 或者
b)喀嚦聲率大于30的喀嚦聲。
以上兩種情況下,器具適用于用連續騷擾電壓限值判定, 并且刪除了“在任意2s時(shí)間內，經(jīng)常發(fā)生兩次以上的喀嚦聲”。

b.新標準中對某些不符合喀嚦聲定義的斷續騷擾類(lèi)型的判定作了如下規定：
a)單個(gè)開(kāi)關(guān)操作--無(wú)限值要求操作的騷擾，可判定被試產(chǎn)品的騷擾限值符合標準規定。但不涵蓋經(jīng)常重復操作的開(kāi)關(guān)。
開(kāi)關(guān)和控制器的操作包括：
  (a)接通或斷開(kāi)電源；
  (b)程序選擇；
  (c)通過(guò)在有限的固定位置間的開(kāi)關(guān)切換進(jìn)行能量或速度控制；
  (d)家用電器中脫水的變速裝置或電子溫控器的可連續調節控制器的人工設定變化；
  (e)裝在器具內僅為了安全地切斷電源。

b)時(shí)間小于600ms的喀嚦聲組合--一個(gè)喀嚦聲

對于裝有程序控制的器具，在每一個(gè)選擇的程序周期中允許有一個(gè)時(shí)間小于600ms的喀嚦聲組合，對于其它器具，在小觀(guān)察時(shí)間內允許有這樣一個(gè)喀嚦聲組合。
該規定也適用于恒溫控制的三相開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷三相電源中的每相和中線(xiàn)過(guò)程中相繼引起的三個(gè)騷擾，這些喀嚦聲的組合可認為是一個(gè)喀嚦聲。
c)瞬時(shí)開(kāi)關(guān)--無(wú)限值要求
同時(shí)滿(mǎn)足下列條件的器具，被認為滿(mǎn)足限值要求而與喀嚦聲的幅值無(wú)關(guān)。
  (a)喀嚦聲率N不大于5；
  (b)沒(méi)有持續時(shí)間長(cháng)于20ms的喀嚦聲；
  (c)90%的喀嚦聲的持續時(shí)間小于10ms。

d)喀嚦聲的時(shí)間間隔小于200ms—兩個(gè)喀嚦聲
對于喀嚦聲率N小于5的器具，任何兩個(gè)持續時(shí)間多為200ms的騷擾應評定為兩個(gè)喀嚦聲，即使這兩個(gè)騷擾之間的間隔時(shí)間小于200ms。

1.3抗擾度

a.試驗依據

b.家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器產(chǎn)品抗擾度試驗的分類(lèi)
對于不同的家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器產(chǎn)品的抗擾度試驗項目是不同的,標準將其類(lèi)產(chǎn)品分為四類(lèi):
Ⅰ類(lèi)器具——無(wú)電子控制電路的器具，不進(jìn)行抗擾度試驗。 
Ⅱ類(lèi)器具——帶有電子控制電路并由市電供電的器具。（電子控制線(xiàn)路的內部時(shí)鐘頻率或振蕩頻率不超過(guò)15 MHz）
Ⅲ類(lèi)器具——帶有電子控制電路并由電池供電的器具，正常使用條件下不與市電連接。（電子控制線(xiàn)路的內部時(shí)鐘頻率或振蕩頻率不超過(guò)15 MHz）
Ⅳ類(lèi)器具——除上述三類(lèi)以外的器具。

c.家用電器、電動(dòng)工具、照明設備及類(lèi)似電器產(chǎn)品抗擾度試驗的試驗項目
Ⅰ類(lèi)器具不進(jìn)行抗擾度試驗；
Ⅱ類(lèi)器具的抗擾度試驗項目為：
靜電放電抗擾度試驗(外殼端口),
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口),
浪涌（沖擊）抗擾度試驗（交流電源端口）,電壓暫降、短期中斷及電壓變化抗擾度試
驗（交流電源端口）,
注入電流（0.15～230MHz）抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口)。
Ⅲ類(lèi)器具的抗擾度試驗項目為：
靜電放電抗擾度試驗(外殼端口),
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口) ,
注入電流（0.15～230MHz）抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口)。
Ⅳ類(lèi)器具的抗擾度試驗項目為：
靜電放電抗擾度試驗(外殼端口),
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口),
浪涌（沖擊）抗擾度試驗（交流電源端口）,電壓暫降、短期中斷及電壓變化抗擾度試驗（交流電源端口）,
注入電流（0.15～80MHz）抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口) ,
射輻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(外殼端口)。
注:注入電流（0.15～230MHz）抗擾度試驗即為射頻場(chǎng)感應的傳導騷擾抗擾度試驗。

2.低壓電器電磁兼容要求

低壓電器的電磁兼容要求主要是對已采用了電子技術(shù)的數字電路和計算機技術(shù)等的智能電器, 目前IECTC32、TC109及TC17等技術(shù)委員會(huì )和全.國.低壓電器標準化委員會(huì )都還沒(méi)有制定專(zhuān)門(mén)的低壓電器的電磁兼容標準, 而是在產(chǎn)品標準中增加了電磁兼容的要求, 這些標準有:

以上標準規定了這部分低壓電器的電磁兼容要求, 電磁兼容要求包括電磁發(fā)射和抗擾度兩部分。 

2.1電磁發(fā)射
a.試驗依據

b.環(huán)境條件

產(chǎn)品使用的環(huán)境條件不同, 產(chǎn)品電磁發(fā)射的限值大小的要求也不同, 標準規定低壓電器使用環(huán)境條件分為兩類(lèi), 即環(huán)境1和環(huán)境2。
環(huán)境1:指與低壓非公用電網(wǎng)(如居住、商業(yè)和輕工業(yè)等場(chǎng)所和裝置)有關(guān)的環(huán)境(不考慮如弧焊機等設備強騷擾源)。
環(huán)境2:指與低壓公用電網(wǎng)有關(guān)的環(huán)境(考慮強騷擾源)。

c.發(fā)射限值

a)傳導騷擾發(fā)射限值

環(huán)境1：

 (a)頻率為0.15～0.5MHz∶65～55dBμV（準峰值檢波器測量），56～46dBμV（平均值檢波器測量）——頻率對數線(xiàn)性下降。

 (b)頻率為0.5～5MHz∶56dBμV（準峰值檢波器測量），46dBμV（平均值檢波器測量）。 
 (c)頻率為5～30MHz∶56dBμV（準峰值檢波器測量），46dBμV（平均值檢波器測量）。  

環(huán)境2:

 (a)頻率為0.15～0.5MHz∶79dBμV（準峰值檢波器測量），66dBμV（平均值檢波器測量）。

 (b)頻率為0.5～5MHz∶73dBμV（準峰值檢波器測量），60dBμV（平均值檢波器測量）。 
 (c)頻率為5～30MHz∶56dBμV（準峰值檢波器測量），60dBμV（平均值檢波器測量）。

b)輻射騷擾發(fā)射限值

環(huán)境1：
 (a)頻率為20～230MHz∶30dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為10m。

 (b)頻率為230～1000MHz∶37dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為10m。  
測量距離為3m時(shí)，限值增加10dB。

環(huán)境2:

 (a)頻率為20～230MHz∶30dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為30m。
 (b)頻率為230～1000MHz∶37dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為30m。 
 測量距離為10m時(shí)，限值增加10dB；測量距離為3m時(shí)，限值增加20dB。

2.2抗擾度
試驗依據及要求為以下標準：

3. 電力系統量度繼電器及繼電保護裝置電磁兼容要求

量度繼電器及繼電保護裝置是用于電力系統二次回路的繼電保護, 量度繼電器及繼電保護裝置電磁兼容要求是由IECTC95技術(shù)委員會(huì )和全.國.量度繼電器及保護設備標準化委員會(huì )制定,其主要標準有: 

以上標準規定了量度繼電器及保護裝置的電磁兼容要求，電磁兼容要求包括電磁發(fā)射和抗擾度兩部分。

3.1 電磁發(fā)射
a.傳導發(fā)射限值
頻率范圍為0.15～0.50MHz:發(fā)射限值為:79dBμV（準峰值檢波器測量）66dBμV（平均值檢波器測量）
頻率范圍為0.5～30MHz: 發(fā)射限值為:73dBμV（準峰值檢波器測量）60dBμV（平均值檢波器測量） 

b.輻射發(fā)射限值
頻率范圍為30～230MHz:發(fā)射限值為:限值40dBμV/m（準峰值檢波器測量）
頻率范圍為230～1000MHz:發(fā)射限值為:限值47dBμV/m（準峰值檢波器測量）

3.2 抗擾度試驗項目
a.1MHz（100kHz）脈沖群抗擾度試驗；    
b.靜電放電抗擾度試驗；
c.射輻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗；        
d.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗；
e.浪涌（沖擊）抗擾度試驗；          
f.射頻場(chǎng)感應的傳導騷擾抗擾度試驗；
g.工頻抗擾度試驗。 

4. 電力系統自動(dòng)化裝置電磁兼容要求

電力系統自動(dòng)化裝置電磁兼容要求是由IECTC57技術(shù)委員會(huì )和全.國.電力系統控制及其通信標準化技術(shù)委員會(huì )制定,其主要標準是：

標準規定的電磁兼容要求包括電磁發(fā)射和抗擾度兩部分。標準規定的電磁兼容試驗項目為：

4.1 電磁發(fā)射：
a.傳導發(fā)射限值；                
b.輻射發(fā)射限值；
c.諧波電流限值； 

d.電壓閃爍限值。                

4.2抗擾度：
a.衰減振蕩波抗擾度試驗；          
b.靜電放電抗擾度試驗；
c.射輻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗；        
d.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗；
e.浪涌（沖擊）抗擾度試驗；          
f.射頻場(chǎng)感應的傳導騷擾抗擾度試驗；
g.工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗；            
h.脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗；
i.阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗；      

j.電壓暫降、短期中斷及電壓變化抗擾度試驗。