工頻磁場(chǎng)是由導體中的工頻電流產(chǎn)生的。工頻磁場(chǎng)的特點(diǎn)是頻率低、波長(cháng)長(cháng)、其試驗波形為工頻正弦波，對各種電氣和電子設備均會(huì )造成不同程度的影響。工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗可用于評價(jià)處于工頻( 連續和短時(shí)) 磁場(chǎng)中的家用、商用和工業(yè)用電氣和電子設備的性能，尤其適合于計算機監視器、電度表等一類(lèi)磁場(chǎng)敏感設備的磁場(chǎng)抗擾度性能評估。

 

工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗的試驗儀器包括一個(gè)用以產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應線(xiàn)圈，和一臺用以供給感應線(xiàn)圈電流的工頻勵磁電源。

 

1.定義

 

工頻就是一般的市電頻率（工業(yè)用電頻率），在我們國家是50Hz，而一些國家采用60Hz。

 

 

工頻磁場(chǎng)是工頻電場(chǎng)感應出來(lái)的電磁場(chǎng)，主要由導體中的工頻電流產(chǎn)生的，或極少量的由附近的其他裝置（如變壓器的漏磁通）所產(chǎn)生的。
 

1.1 PFMF騷擾特點(diǎn)

 

我們中學(xué)時(shí)期已經(jīng)學(xué)過(guò)V=fλ其中V是波速,f是頻率,λ是波長(cháng)。

 

 

工頻磁場(chǎng)的特點(diǎn)是頻率低（50Hz），V為恒定值，自然波長(cháng)長(cháng)，在正常情況下，工頻電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對穩定，磁場(chǎng)強度較小，但在故障或突發(fā)狀態(tài)下，電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不穩定，磁場(chǎng)遷都也相對較大，不過(guò)，持續時(shí)間比較短。這也是下述試驗等級劃分的一個(gè)依據之一。

 

1.2目的

 

此項檢驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類(lèi)磁場(chǎng)擾動(dòng)影響時(shí)的性能，即系統、設備對工頻磁場(chǎng)的抗擾度。

 

2.試驗等級

 

穩定持續和短時(shí)作用的磁場(chǎng)試驗等級的優(yōu)先選用范圍如下：

 

穩定持續磁場(chǎng)試驗等級

 

 

磁感應強度用A/m表示，1A/m相當于自由空間的磁感應強度為1.26μT。

 

1s-3s的短時(shí)試驗等級

 

 

 

通常依據實(shí)際的安裝和環(huán)境條件來(lái)選擇PFMF試驗等級：

 

第一級：以監視器、電子顯微鏡為代表的有電子束的敏感裝置能使用的環(huán)境水平。

第二級：工業(yè)區、醫院和辦公室為代表的保護良好的環(huán)境。

第三級：商業(yè)區、控制樓及高壓變電所的計算機房為代表的保護的環(huán)境

第四級：重工業(yè)廠(chǎng)礦及高壓變電所的控制室等為代表的典型的工業(yè)環(huán)境

第五級：重工業(yè)廠(chǎng)礦的開(kāi)關(guān)站、電廠(chǎng)為代表的嚴酷的工業(yè)環(huán)境

 

3.測試布局

 

PFMF試驗的基本配置包括接地參考平面（GRP）、受試設備（EUT）、感應線(xiàn)圈和工頻磁場(chǎng)發(fā)生器。

 

幾乎所有的電磁兼容試驗用到的GRP都是如下要求：材料為0.25mm以上的銅板或者鋁板，如果采用其他金屬板，最小厚度為0.65mm，GRP最小尺寸為1m*1m，但如果EUT長(cháng)或寬大于這個(gè)數值，那么至少應該調整為相應數值，即GRP最終尺寸取決于EUT的大小，同時(shí)GRP要與實(shí)驗室的安全地相連；

 

EUT應放置于GRP之上，其間用0.1m厚的絕緣物支撐，EUT外殼通過(guò)自身的接地端子與GRP相連，所有電纜（如滿(mǎn)足）應有1m的長(cháng)度暴露在磁場(chǎng)中，如果采用濾波器，則應接在距離EUT1m遠的電纜上，濾波器與GRP相連。

 

感應線(xiàn)圈應放置在距離實(shí)驗室墻壁和其他磁性物體至少1m遠處，感應線(xiàn)圈在做水平極化場(chǎng)試驗時(shí)，GRP可作為線(xiàn)圈的底邊而成為線(xiàn)圈的一部分。

 

試驗用的電流發(fā)生器應放置在距離線(xiàn)圈不超過(guò)3m遠的位置，其一端應與GRP相連。

 

測試時(shí)，線(xiàn)圈應能包圍受試設備，其大小應使得線(xiàn)圈的一遍到受試設備外殼的最小距離等于所考慮受試設備尺寸的 1/3。對于大型設備，本身體積比較龐大，感應線(xiàn)圈可由“ C”形截面或“ T”形截面的導體制成，以便有足夠的機械穩定性。試驗體積由線(xiàn)圈的試驗面積（每條邊的 60%╳ 60%）乘以高度（對應于線(xiàn)圈較短一邊的 50%）來(lái)決定。

 

4.試驗計劃內容

 

確保電磁條件（實(shí)驗室背景電磁場(chǎng)應至少比選定的試驗等級低20dB，否則試驗應在法拉第籠中進(jìn)行）和氣候條件（溫度15-35℃，相對濕度25%-75%，大氣壓力86-106kPa）滿(mǎn)足要求。

 

確定試驗磁場(chǎng)的類(lèi)型（穩定持續或短時(shí)的），確定試驗等級。

 

EUT正確操作的預校驗

 

進(jìn)行試驗：以臺式設備為例，應采用浸入法對EUT進(jìn)行試驗，EUT應按實(shí)際使用要求放置和連線(xiàn)，并置于磁場(chǎng)線(xiàn)圈的中心，為測試EUT暴露在不同極化方向磁場(chǎng)中的抗干擾性能，應使線(xiàn)圈分三次依次旋轉90°后做同樣的試驗，即X、Y、Z三個(gè)方向做試驗，每個(gè)方向持續時(shí)間一般為300s，可結合實(shí)際調整時(shí)間。對于一些尺寸較大的設備或系統，并不需要全體都放在磁場(chǎng)中，僅將系統中的敏感裝置放置在磁場(chǎng)中央進(jìn)行單獨試驗。

 

5.試驗結果評價(jià)

 

試驗結果應依據受試設備的功能喪失或性能降低等級進(jìn)行分類(lèi)。相關(guān)的性能水平由設備的制造商或實(shí)驗的需求方確定，GB17626.8建議按如下要求分類(lèi)：

 

在制造商、委托方或購買(mǎi)方規定的限值內性能正常；

 

功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復，不需要操作者干預；

 

功能或性能暫時(shí)喪失或降低，但需操作人員干預才能恢復；

 

因設備硬件或軟件損壞，或數據丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。

 

一般來(lái)講a項是合格的，c、d項是不合格的，b項需要根據設備使用情況&客戶(hù)協(xié)商判斷是否合格。

 

YY0505的符合性準則如下：

 

 

6.測試設備

 

PFMF試驗儀器包括一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應線(xiàn)圈和一臺用以供給感應線(xiàn)圈電流的工頻勵磁電源和一個(gè)GRP（參考接地版）及一些其他輔助裝置如磁場(chǎng)探頭、電子電度表等組成。

 

要求技術(shù)參數如下：

 

 

穩定持續方式工作時(shí)的輸出電流范圍：1A-100A，除以線(xiàn)圈因數；

 

短時(shí)方式工作時(shí)的輸出電流范圍：300A-1000A，除以線(xiàn)圈因數；

 

輸出電流總畸變率小于8%；

 

輸出電流波形為正弦波；

 

短時(shí)工作時(shí)整定時(shí)間：1-3s；

 

感應線(xiàn)圈有三種形式：

 

（1）、方形感應線(xiàn)圈，標準邊長(cháng)為1m，場(chǎng)強允差在±3.0dB以?xún)?，可容EUT尺寸為0.6m*0.6m*0.5m（l*w*h）；

 

（2）、方形雙感應線(xiàn)圈又稱(chēng)赫姆霍茲線(xiàn)圈，標準邊長(cháng)為1m，兩線(xiàn)圈距離0.8m，場(chǎng)強均勻度優(yōu)于±0.2dB；

 

（3）、對于大型柜式設備，根據EUT定制線(xiàn)圈，為了保證均勻度，線(xiàn)圈每邊到EUT外殼的最小距離在水平和垂直方向分別為0.2m和0.3m。

 

7.舉例

 

以某三類(lèi)醫療器械為例，那么工頻磁場(chǎng)試驗等級依據實(shí)際的安裝和環(huán)境條件可判斷為第2級，即采用3A/m的磁場(chǎng)強度，這是依據目前YY0505-2012進(jìn)行的判斷，最新的IEC60601已經(jīng)規定采用30A/m的磁場(chǎng)強度進(jìn)行試驗，國內還未及時(shí)進(jìn)行轉換，測試布置如下：

 

 

簡(jiǎn)易測試數據如下

 

 

本文轉載自電磁兼容EMC。

 

 

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