工頻磁場是由導(dǎo)體中的工頻電流產(chǎn)生的。工頻磁場的特點(diǎn)是頻率低、波長長、其試驗(yàn)波形為工頻正弦波，對各種電氣和電子設(shè)備均會造成不同程度的影響。工頻磁場抗擾度試驗(yàn)可用于評價處于工頻( 連續(xù)和短時) 磁場中的家用、商用和工業(yè)用電氣和電子設(shè)備的性能，尤其適合于計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、電度表等一類磁場敏感設(shè)備的磁場抗擾度性能評估。

 

工頻磁場抗擾度試驗(yàn)的試驗(yàn)儀器包括一個用以產(chǎn)生磁場的感應(yīng)線圈，和一臺用以供給感應(yīng)線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。

 

 

工頻磁場是工頻電場感應(yīng)出來的電磁場，主要由導(dǎo)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)時期已經(jīng)學(xué)過V=fλ其中V是波速,f是頻率,λ是波長。

 

 

工頻磁場的特點(diǎn)是頻率低（50Hz），V為恒定值，自然波長長，在正常情況下，工頻電流所產(chǎn)生的磁場相對穩(wěn)定，磁場強(qiáng)度較小，但在故障或突發(fā)狀態(tài)下，電流所產(chǎn)生的磁場不穩(wěn)定，磁場遷都也相對較大，不過，持續(xù)時間比較短。這也是下述試驗(yàn)等級劃分的一個依據(jù)之一。

 

1.2目的

 

此項(xiàng)檢驗(yàn)的目的就是為了檢驗(yàn)電子、電氣設(shè)備在遭受這類磁場擾動影響時的性能，即系統(tǒng)、設(shè)備對工頻磁場的抗擾度。

 

2.試驗(yàn)等級

 

穩(wěn)定持續(xù)和短時作用的磁場試驗(yàn)等級的優(yōu)先選用范圍如下：

 

穩(wěn)定持續(xù)磁場試驗(yàn)等級

 

 

磁感應(yīng)強(qiáng)度用A/m表示，1A/m相當(dāng)于自由空間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.26μT。

 

1s-3s的短時試驗(yàn)等級

 

 

 

通常依據(jù)實(shí)際的安裝和環(huán)境條件來選擇PFMF試驗(yàn)等級：

 

第一級：以監(jiān)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(qū)、醫(yī)院和辦公室為代表的保護(hù)良好的環(huán)境。

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

第四級：重工業(yè)廠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)廠礦的開關(guān)站、電廠為代表的嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境

 

3.測試布局

 

PFMF試驗(yàn)的基本配置包括接地參考平面（GRP）、受試設(shè)備（EUT）、感應(yīng)線圈和工頻磁場發(fā)生器。

 

幾乎所有的電磁兼容試驗(yàn)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長或?qū)挻笥谶@個數(shù)值，那么至少應(yīng)該調(diào)整為相應(yīng)數(shù)值，即GRP最終尺寸取決于EUT的大小，同時GRP要與實(shí)驗(yàn)室的安全地相連；

 

EUT應(yīng)放置于GRP之上，其間用0.1m厚的絕緣物支撐，EUT外殼通過自身的接地端子與GRP相連，所有電纜（如滿足）應(yīng)有1m的長度暴露在磁場中，如果采用濾波器，則應(yīng)接在距離EUT1m遠(yuǎn)的電纜上，濾波器與GRP相連。

 

感應(yīng)線圈應(yīng)放置在距離實(shí)驗(yàn)室墻壁和其他磁性物體至少1m遠(yuǎn)處，感應(yīng)線圈在做水平極化場試驗(yàn)時，GRP可作為線圈的底邊而成為線圈的一部分。

 

試驗(yàn)用的電流發(fā)生器應(yīng)放置在距離線圈不超過3m遠(yuǎn)的位置，其一端應(yīng)與GRP相連。

 

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

 

4.試驗(yàn)計(jì)劃內(nèi)容

 

確保電磁條件（實(shí)驗(yàn)室背景電磁場應(yīng)至少比選定的試驗(yàn)等級低20dB，否則試驗(yàn)應(yīng)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）滿足要求。

 

確定試驗(yàn)磁場的類型（穩(wěn)定持續(xù)或短時的），確定試驗(yàn)等級。

 

EUT正確操作的預(yù)校驗(yàn)

 

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

 

5.試驗(yàn)結(jié)果評價

 

試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)依據(jù)受試設(shè)備的功能喪失或性能降低等級進(jìn)行分類。相關(guān)的性能水平由設(shè)備的制造商或?qū)嶒?yàn)的需求方確定，GB17626.8建議按如下要求分類：

 

在制造商、委托方或購買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常；

 

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

 

功能或性能暫時喪失或降低，但需操作人員干預(yù)才能恢復(fù)；

 

因設(shè)備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。

 

一般來講a項(xiàng)是合格的，c、d項(xiàng)是不合格的，b項(xiàng)需要根據(jù)設(shè)備使用情況&客戶協(xié)商判斷是否合格。

 

YY0505的符合性準(zhǔn)則如下：

 

 

6.測試設(shè)備

 

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

 

要求技術(shù)參數(shù)如下：

 

 

穩(wěn)定持續(xù)方式工作時的輸出電流范圍：1A-100A，除以線圈因數(shù)；

 

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

 

輸出電流總畸變率小于8%；

 

輸出電流波形為正弦波；

 

短時工作時整定時間：1-3s；

 

感應(yīng)線圈有三種形式：

 

（1）、方形感應(yīng)線圈，標(biāo)準(zhǔn)邊長為1m，場強(qiáng)允差在±3.0dB以內(nèi)，可容EUT尺寸為0.6m*0.6m*0.5m（l*w*h）；

 

（2）、方形雙感應(yīng)線圈又稱赫姆霍茲線圈，標(biāo)準(zhǔn)邊長為1m，兩線圈距離0.8m，場強(qiáng)均勻度優(yōu)于±0.2dB；

 

（3）、對于大型柜式設(shè)備，根據(jù)EUT定制線圈，為了保證均勻度，線圈每邊到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

 

以某三類醫(yī)療器械為例，那么工頻磁場試驗(yàn)等級依據(jù)實(shí)際的安裝和環(huán)境條件可判斷為第2級，即采用3A/m的磁場強(qiáng)度，這是依據(jù)目前YY0505-2012進(jìn)行的判斷，最新的IEC60601已經(jīng)規(guī)定采用30A/m的磁場強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，國內(nèi)還未及時進(jìn)行轉(zhuǎn)換，測試布置如下：

 

 

簡易測試數(shù)據(jù)如下

 

 

本文轉(zhuǎn)載自電磁兼容EMC。

 

 

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