????????中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電氣繼電器

　　1 適用范圍與目的

　　本標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了獲得其所描敘的三種試驗(yàn)方法的經(jīng)驗(yàn)，如有可能，在今后標(biāo)準(zhǔn)中確定一種適用的試驗(yàn)方法。

　　本標(biāo)準(zhǔn)提出了有輸出觸點(diǎn)或無(wú)輸出觸點(diǎn)的靜態(tài)量度繼電器和保護(hù)裝置的輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)的一般要求。

　　試驗(yàn)的目的是確認(rèn)被試裝置在被激勵(lì)并受到來(lái)自某輻射源的電磁場(chǎng)，特別是在27MHz～500MHz頻率范圍內(nèi)工作的收發(fā)信機(jī)的電磁場(chǎng)影響時(shí)不誤動(dòng)作。

　　各項(xiàng)要求僅適用于新制造的繼電器和保護(hù)裝置。

　　本標(biāo)準(zhǔn)敘述的試驗(yàn)為型式試驗(yàn)。

　　注：本標(biāo)準(zhǔn)也可適用于機(jī)電式繼電器，例如快速或高靈敏度的機(jī)電式繼電器。

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了：

　　1) 所用術(shù)語(yǔ)的定義;

　　2) 試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí);

　　3) 試驗(yàn)方法;

　　4) 試驗(yàn)條件;

　　5) 試驗(yàn)程序;

　　6) 合格判據(jù)。

　　2 引用標(biāo)準(zhǔn)

　　本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)條文：

　　GB/T 14047電氣繼電器 第6部分：量度繼電器和保護(hù)裝置(idt IEC 255.6—1988)

　　IEC 801.3 (1984)工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性 第3部分：輻射電磁場(chǎng)的要求1]

　　3 術(shù)語(yǔ)

　　有關(guān)通用術(shù)語(yǔ)的定義，應(yīng)參考IEC國(guó)際電工詞典(IEV)[IEC 50]。

　　對(duì)于專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)，可以參考IEC 801.3 第4章(見(jiàn)本標(biāo)準(zhǔn)附錄C2))。

　　4 輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)

　　4.1 試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)

　　本標(biāo)準(zhǔn)包含不同的嚴(yán)酷等級(jí)，以反映各種電磁場(chǎng)條件。

　　下面4.1.2條為選擇嚴(yán)酷等級(jí)的一般準(zhǔn)則。

　　4.1.1嚴(yán)酷等級(jí)

　　試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)應(yīng)從下表中選出。在本標(biāo)準(zhǔn)中，試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)以伏每米(V/m)表示。

　　4.1.2 選擇嚴(yán)酷等級(jí)的準(zhǔn)則

　　在選擇嚴(yán)酷等級(jí)時(shí)應(yīng)使預(yù)計(jì)的干擾場(chǎng)強(qiáng)不超過(guò)所選等級(jí)的試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)，下面是可能出現(xiàn)不同嚴(yán)酷等級(jí)場(chǎng)強(qiáng)的場(chǎng)所。

　　0級(jí)

　　環(huán)境的電磁輻射可以忽略。

　　Ⅰ級(jí)

　　低電磁輻射環(huán)境，例如，距當(dāng)?shù)責(zé)o線電臺(tái)、電視臺(tái)1km以遠(yuǎn)處的典型場(chǎng)強(qiáng)及低功率收發(fā)信機(jī)附近的典型場(chǎng)強(qiáng)。

　　Ⅱ級(jí)

　　中等電磁輻射環(huán)境，例如，中等功率的攜帶式收發(fā)信機(jī)比較靠近裝置，但在相距不小于1m處工作。

　　Ⅲ級(jí)

　　嚴(yán)酷電磁輻射環(huán)境，例如，高功率收發(fā)信機(jī)靠近裝置，但在相距不小于0.5m處工作。

　　對(duì)于具有極端嚴(yán)酷電磁輻射環(huán)境的場(chǎng)所，按用戶和制造廠間的協(xié)議，或者由制造廠規(guī)定，采用比Ⅲ級(jí)規(guī)定更高的試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)值。

　　關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)與發(fā)射源距離及輻射功率間的函數(shù)關(guān)系可參考IEC 801.3的附錄A(見(jiàn)本標(biāo)準(zhǔn)附錄D2))。

　　4.2 試驗(yàn)方法

　　本標(biāo)準(zhǔn)中包括以下三種可供選擇的試驗(yàn)方法：

　　a. 在屏蔽室中試驗(yàn);

　　采用說(shuō)明：

　　1] 等效采用IEC 801.3(1984)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 13926.3《工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性 輻射電磁場(chǎng)要求》。

　　2] 為本標(biāo)準(zhǔn)增加的參考件。

　　b. 在帶狀線中試驗(yàn);

　　c. 用步話機(jī)試驗(yàn)。

　　這三種試驗(yàn)方法不能認(rèn)為是直接等效的。其理由在附錄B中說(shuō)明。

　　4.3 試驗(yàn)條件

　　4.3.1 試驗(yàn)電場(chǎng)參數(shù)

　　波形：正弦波

　　頻率：對(duì)于試驗(yàn)方法A和B：在27MHz～500MHz的全部頻率范圍內(nèi)掃頻。對(duì)于試驗(yàn)方法B，必須考慮由帶狀線的幾何尺寸所決定的可用的上限頻率，見(jiàn)IEC 801.3第6.3條(即本標(biāo)準(zhǔn)附錄E1])。

　　對(duì)試驗(yàn)方法C：用三個(gè)不連續(xù)的頻率試驗(yàn)，所用頻率分別選自下列頻帶之中：

　　a. 88MHz～87MHz;

　　b. 146 MHz ～174 MHz;

　　c. 420 MHz ～470 MHz。

　　亦可按用戶與制造廠間的協(xié)議或按制造廠規(guī)定，采用規(guī)定頻帶之外的不連續(xù)頻率進(jìn)行試驗(yàn)。

　　掃頻速度：1.5×10.3十倍頻/s 或稍低(對(duì)試驗(yàn)方法A和B)。

　　試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)值：按4.1.1條的規(guī)定。

　　4.3.2 試驗(yàn)設(shè)備

　　4.3.2.1 試驗(yàn)方法A(在屏蔽室中試驗(yàn))

　　屏蔽室的尺寸應(yīng)足以保持輻射天線和被試裝置之間的距離至少為1m。其他距離按圖1的規(guī)定。

　　圖1 在屏蔽室中試驗(yàn)

　　采用說(shuō)明：

　　1] 為本標(biāo)準(zhǔn)增加的參考件。

　　信號(hào)發(fā)生器應(yīng)能覆蓋所必需的頻率范圍并具有按規(guī)定的掃頻速度進(jìn)行掃頻的能力。

　　如果信號(hào)發(fā)生器輸出功率不夠，用功率放大器將信號(hào)增強(qiáng)后再供天線發(fā)射。

　　覆蓋27MHz～500MHz頻率范圍的天線(例如，雙錐偶極天線用于27MHz～200MHz，圓錐對(duì)數(shù)螺旋天線用于200MHz～500MHz)。

　　用于天線切換的同軸開(kāi)關(guān)。

　　測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)的儀器。

　　推薦在外部引線上裝設(shè)濾波器，以減小傳導(dǎo)發(fā)射對(duì)外部試驗(yàn)儀器的影響。

　　激勵(lì)和監(jiān)視被試裝置的設(shè)備。

　　4.3.2.2 試驗(yàn)方法B(在帶狀線中試驗(yàn))

　　帶狀線，按照IEC 801.3(見(jiàn)IEC 801.3圖2，3，4和5，即本標(biāo)準(zhǔn)附錄E)。

　　信號(hào)發(fā)生器應(yīng)能覆蓋所必需的頻率范圍并具有按規(guī)定的掃頻速度進(jìn)行掃頻的能力。

　　如果信號(hào)發(fā)生器輸出功率不夠，用功率放大器將信號(hào)增強(qiáng)后再供帶狀線發(fā)送。

　　大多數(shù)電子設(shè)備均以某種方式受電磁輻射的影響，這種輻射常常由維修和安全人員所用的小型手握式或攜帶式無(wú)線電收發(fā)信機(jī)(步話機(jī))產(chǎn)生。本標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)心靜態(tài)量度繼電器及保護(hù)裝置對(duì)步話機(jī)輻射的敏感性。但是，這些試驗(yàn)也包括其他電磁輻射源，諸如固定的無(wú)線電臺(tái)和電視臺(tái)的影響。預(yù)計(jì)后者產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度低于主要的輻射源——步話機(jī)。電磁環(huán)境由電磁場(chǎng)的強(qiáng)度決定。沒(méi)有先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，場(chǎng)強(qiáng)是不易測(cè)量的，也不容易用經(jīng)典的方程式和公式計(jì)算出來(lái)，因?yàn)橹車(chē)慕ㄖ锝Y(jié)構(gòu)或附近其他裝置的影響都會(huì)使電磁波畸變和(或)電磁波反射。

　　為了測(cè)量作用在有關(guān)裝置上的電磁輻射的影響，在本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了試驗(yàn)方法。但用這些試驗(yàn)方法對(duì)電磁輻射影響進(jìn)行的模擬和定量測(cè)量是不夠精確的。規(guī)定試驗(yàn)方法的主要目的是為了作定性分析時(shí)確立在不同的試驗(yàn)設(shè)施上試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性。在不同的試驗(yàn)設(shè)施上作相同的試驗(yàn)，可能得出稍有不同的試驗(yàn)結(jié)果。

　　本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的程序要求建立電磁場(chǎng)并將被試裝置置于電磁場(chǎng)中以觀察其動(dòng)作。真實(shí)情況的模擬要求有足夠大的天線激勵(lì)功率和高的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度。為了遵守國(guó)家和國(guó)際上禁止干擾無(wú)線電通信的規(guī)定并防止對(duì)試驗(yàn)人員生理上的危害，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在屏蔽室或帶狀線中試驗(yàn)，或用步話機(jī)以不連續(xù)的頻率試驗(yàn)。

　　屏蔽室還能保護(hù)試驗(yàn)儀器免受輻射影響。需要保證在貫穿屏蔽室的連接電纜上的濾波器足以減弱傳導(dǎo)發(fā)射，并保持送入和來(lái)自被試裝置的信號(hào)的完整性。

　　但是，由于屏蔽室墻壁反射電磁能量，在建立和維持所要求的場(chǎng)強(qiáng)方面可能產(chǎn)生困難。這些反射將引起室內(nèi)波節(jié)增強(qiáng)或抵消。

　　為了易于控制所建立的場(chǎng)強(qiáng)，屏蔽室的尺寸應(yīng)與被試裝置的尺寸相稱(chēng)。

　　C1 傳導(dǎo)發(fā)射 conducted emission

　　沿導(dǎo)體傳送的有用或無(wú)用的電磁能。這種發(fā)射如果是無(wú)用的則稱(chēng)作“傳導(dǎo)干擾”。

　　C2 連續(xù)波continuous wave

　　在穩(wěn)態(tài)條件下，其連續(xù)振蕩是恒定的電磁波，為了傳遞信息，可以將它中斷或調(diào)制。

　　C3 偶極天線dipole

　　由一根直導(dǎo)體(其長(zhǎng)度通常不大于半個(gè)波長(zhǎng))形成的天線，在其電中心處對(duì)開(kāi)以連接饋線。

　　C4 發(fā)射emission

　　從一個(gè)源經(jīng)輻射或傳導(dǎo)而傳播出的電磁能。

　　C5 遠(yuǎn)場(chǎng)far field

　　天線發(fā)出的功率通量密度大致與距離的平方成反比變化的那個(gè)區(qū)域。對(duì)于偶極天線來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于大于λ2/π的距離，其中λ是輻射波的波長(zhǎng)。

　　C6 場(chǎng)強(qiáng)field strength

　　“場(chǎng)強(qiáng)”一詞僅適用于遠(yuǎn)場(chǎng)中的測(cè)量。這種測(cè)量可以是測(cè)量場(chǎng)中的電分量或者磁分量，并可表示為V/m、A/m、 或W/m2。其中任何一種都可以轉(zhuǎn)換成其他表示形式。

　　注：在近場(chǎng)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)測(cè)量的是合成電場(chǎng)還是合成磁場(chǎng)，分別使用“電場(chǎng)強(qiáng)度”或“磁場(chǎng)強(qiáng)度”一詞。

　　在近場(chǎng)區(qū)內(nèi)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)度與距離之間的關(guān)系是相當(dāng)復(fù)雜且難以預(yù)測(cè)的。通常由于不可能確定復(fù)雜場(chǎng)中各種分量的時(shí)間和空間相位的關(guān)系，因此同樣不能確定場(chǎng)的功率通量密度。

　　C7 感應(yīng)場(chǎng)induction field

　　存在于d<λ/2π 距離內(nèi)的主要電場(chǎng)和(或)磁場(chǎng)，λ為波長(zhǎng)。

　　C8 極化polarization

　　用以表示輻射電場(chǎng)矢量的方向。

　　C9 輻射 radiation

　　信號(hào)或干擾以非傳導(dǎo)的方式從源向外的傳播。

　　C10 帶狀線 stripline

　　產(chǎn)生試驗(yàn)用電磁場(chǎng)的平行板傳輸線。

　　C11 敏感性susceptibility

　　電子設(shè)備在受到電磁能時(shí)產(chǎn)生不希望有的響應(yīng)特性。

　　C12 掃頻 sweep

　　在整個(gè)頻率范圍內(nèi)頻率連續(xù)地來(lái)回地變動(dòng)。

　　C13 收發(fā)信機(jī) transceiver

　　置于同一機(jī)殼內(nèi)的無(wú)線電發(fā)射和接收設(shè)備的組合體。

　　D1 攜帶式收發(fā)信機(jī)(步話機(jī))1]

　　人們經(jīng)常提出要估計(jì)商品型攜帶式收發(fā)信機(jī)的場(chǎng)強(qiáng)問(wèn)題。問(wèn)題的根本在于這些通信設(shè)備是影響電子設(shè)備的主要輻射干擾源。

　　步話機(jī)可看作是一個(gè)偶極，其外殼為第2極臂。

　　英國(guó)電氣研究協(xié)會(huì)(ERA)和法國(guó)電氣公司(EdF)研究部對(duì)六個(gè)廠家生產(chǎn)的功率為0.5W～12W的甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)步話機(jī)作了測(cè)量，分析測(cè)量結(jié)果可以看出下面的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式中系數(shù)分布范圍為K1]=0.45～3.35，中值為K=1.6。

　　由于實(shí)驗(yàn)是在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行的[除英國(guó)電氣研究協(xié)會(huì)(ERA)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)外]，可以設(shè)想?yún)⒖嫉仄矫媸禽^理想的。但在實(shí)際使用中，步話機(jī)是由操作人員手握并鍵控的，因此預(yù)計(jì)還有附加的損耗。

　　根據(jù)以上所述，統(tǒng)計(jì)平均值是估計(jì)場(chǎng)強(qiáng)的更實(shí)用的準(zhǔn)則。

　　D2 近場(chǎng)與磁場(chǎng)

　　我們所討論的場(chǎng)是那些從天線發(fā)出，遠(yuǎn)距離傳播的電磁波的場(chǎng)。這些場(chǎng)就是輻射場(chǎng)。它們的特點(diǎn)是場(chǎng)強(qiáng)與距離成反比，電和磁的分量雖然在波前是互相垂直的，但是在時(shí)間上是同相的。在距離天線若干波長(zhǎng)后，輻射場(chǎng)是唯一需要考慮的場(chǎng)。但在靠近天線處，情況要復(fù)雜得多。在一個(gè)具有電感和電容的普通電路中，磁場(chǎng)(在時(shí)間上)與電場(chǎng)相位相差1/4周期。它們的強(qiáng)度以復(fù)雜的形式隨著離開(kāi)源的距離增加而降低，這就是感應(yīng)場(chǎng)。感應(yīng)場(chǎng)與輻射場(chǎng)一起存在于天線的周?chē)５钱?dāng)離天線的距離增加時(shí)，感應(yīng)場(chǎng)就會(huì)迅速消失。在相當(dāng)于波長(zhǎng)除以2π或稍小于1/6 波長(zhǎng)的距離處，輻射場(chǎng)和感應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)度相等。在天線附近測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，必須牢記近場(chǎng)的存在，如果測(cè)量設(shè)備太靠近天線系統(tǒng)，就有可能產(chǎn)生顯著的誤差。

　　采用說(shuō)明：

　　1] 計(jì)算公式中的系數(shù)K已修改為3.0(見(jiàn)IEC 801.3的1990及1991年修改草案)。

　　2] d為距離(大于λ/2π)，m。

　　其他考慮事項(xiàng)：

　　使用收發(fā)信機(jī)時(shí)天線與電子設(shè)備靠得很近，這是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。圖D2可作為估計(jì)遠(yuǎn)場(chǎng)與近場(chǎng)邊界的指南。本標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)烈建議天線與電子設(shè)備之間保持2m的間距。此外，降低攜帶式收發(fā)信機(jī)的額定工作功率，將大大減少使用時(shí)產(chǎn)生的輻射干擾的影響。

　　平行帶狀線兩板條之間產(chǎn)生的均勻場(chǎng)具有進(jìn)行電磁敏感性測(cè)量的理想特性。

　　MIL—STD—461 和462標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平行帶狀線，因其帶狀線板條的間距(50cm，最大物體高度25cm)和最大工作頻率35MHz的限制，故使用范圍有限。另一種結(jié)構(gòu)(Groenveld and de Jong)的尺寸為80cm×80cm×80cm，據(jù)英國(guó)電氣研究協(xié)會(huì)(ERA)報(bào)道可用于高達(dá)500MHz的頻率(參照電氣研究協(xié)會(huì)報(bào)告No.80.135)。本標(biāo)準(zhǔn)僅考慮第2種裝置。