اختبار SURGE؛ ما هو اختبار EMC للزيادة (SURGE) ؟

مع التطور السريع للتكنولوجيا، تلعب الأجهزة الإلكترونية دوراً متزايداً في حياتنا.لا يمكننا تجاهل أن المعدات الإلكترونية قد تواجه تأثيرات التداخل الكهرومغناطيسي المختلفة أثناء التشغيل العاديمن أجل ضمان التشغيل الطبيعي للمعدات الإلكترونية ، تم إنشاء اختبار EMC الزيادة (SURGE).

أولاً، دعونا نتعرف على اختبار EMC (SURGE).

ما هو الاختبار الكهرومغناطيسي للاندفاع (SURGE) ؟

اختبار EMC الزيادة (SURGE) هو اختبار مهم يستخدم للكشف عن قدرة مكافحة التداخل للمعدات الإلكترونية تحت تقلبات الجهد الفورية.البرق والظواهر الأخرى التي قد تحدث في البيئة الحقيقية لاختبار بقاء المعدات في البيئات الكهرومغناطيسية القاسيةعلى سبيل المثال، ما إذا كان المعدات الإلكترونية يمكن أن تستمر في العمل بشكل طبيعي بعد ضربة البرق.

في اختبار التوافق الكهرومغناطيسي، هناك اختبار يسمى اختبار المبالغة.

اختبار زيادة الكهرومغناطيسية (Electromagnetic Compatibility Surge Test) هو طريقة اختبار تستخدم لاختبار ما إذا كانت المعدات الإلكترونية قادرة على تحمل الجهد العابر من شبكة الكهرباء.عادة ما يتم إجراء اختبار زيادة الكهرومغناطيسية وفقًا للمعيار الدولي IEC 61000-4-5.

في اختبار زيادة الكهربائية الكهرومغناطيسية، يتم تعريض معدات الاختبار إلى الجهد العابر الذي يحاكي شبكة الكهرباء لمحاكاة أحداث الإفراط المفاجئ في شبكة الكهرباء.هذه التوترات الزائدة قد تكون ناتجة عن ضربات البرق، فشل شبكة الكهرباء، مفاتيح الطاقة، وما إلى ذلك، ويمكن أن يضر المعدات أو يتداخل مع التشغيل الطبيعي للمعدات.

إذاً، ما هو الغرض من اختبار EMC الموجة؟

أولاً، من خلال اختبار EMC الزيادة (SURGE) ، يمكن تقييم أداء التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) للمعدات الإلكترونية.التوافق الكهرومغناطيسي يشير إلى قدرة المعدات الإلكترونية على العمل بشكل طبيعي في بيئة معينة دون التسبب في تداخل ضار مع المعدات الأخرىثانيًا، يمكن أن يساعد اختبار EMC SURGE مصممي المعدات الإلكترونية في العثور على عيوب محتملة في عملية تصميم أو إنتاج المعدات.وبالتالي تحسين موثوقية واستقرار المعدات.

معايير اختبار الطاقة الكهرومغناطيسية

1المعدات الكهربائية والإلكترونية: GB/T17626.4-2006، IEC61000-4-5: 2001.

2معدات تكنولوجيا المعلومات: GB/T17618-2015، CISPR24: 2010؛

3الأجهزة المنزلية والأدوات الكهربائية والأجهزة المماثلة: GB/T4343.2-2009، CISPR14-2: 2008؛

4المعدات الكهربائية لقياس ومراقبة واستخدام المختبر: GB/T18268.1-2010، IEC61326-1:2005;

5معدات النقل بالسكك الحديدية: GB/T24338.4-2018 ، GB/T25119-2010 ، GB/T24338.6-2018 ، GB/T24338.5-2018 ؛

6المعدات الطبية الهندسية: GB4824-2013 ، IEC CISPR11: 2010 ؛

7جهاز تحكم قابل للبرمجة: GB/T15969.2-2008، IEC61131-2: 2007؛

8أجهزة الكمبيوتر: GB/T9813.1-2016، GB/T9813.2-2016؛

9معدات الطاقة الشمسية: CGC/GF004: 2011 (CNCA/CTS0004-2009A) ، NB/T32004-2013، CGC/GF037: 2014 (CNCA/CTS0001-2011A) ؛

10نظام نقل كهربائي قابل للتعديل في السرعة: GB12668.3-2012 ، IEC61800-3: 2004 ؛

11معدات توربينات الرياح: NB/T31004-2011.

12أجهزة قياس و أجهزة حماية: NB/T31004-2011.

المعيار الرئيسي لاختبار زيادة الكهرومغناطيسية هو IEC 61000-4-5 ، والذي ينص على أداء التوافق الكهرومغناطيسي الذي يجب أن يمتلكه المعدات في حالة ارتفاع الكهرباء المفاجئ (أيفي نظام الطاقة.

بالإضافة إلى IEC 61000-4-5 ، هناك عدد من معايير اختبار EMC الأخرى ، بما في ذلك:

1.ANSI C6241: هذا المعيار مناسب لاختبار الطفرات والتحمّل للمحولات في أنظمة الطاقة.

2. EN 61000-6-1 و EN 61000-6-2: تحدد هذه المعايير طرق ومتطلبات اختبار EMC في ظل ظروف بيئية مختلفة.

3جزء FCC 18: هذا هو متطلب اختبار EMC المنصوص عليه من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية في الولايات المتحدة وينطبق على المعدات الإلكترونية غير الاستهلاكية مثل الصناعية،المعدات العلمية والطبية.

4.VDE 0843: هذا هو متطلب اختبار EMC المنصوص عليه من قبل الجمعية الألمانية للإلكترونيات الكهربائية وتكنولوجيا المعلومات ، بما في ذلك اختبار التمديد.

هذه المعايير تلعب دورًا مهمًا في اختبار الطفرات الإلكترونية.يجب على مصنعي المعدات إجراء الاختبارات وفقًا لمعايير بلدهم أو منطقتهم لضمان استيفاء المعدات للمتطلبات واللوائح المقابلة أثناء الاستخدام.

تستخدم اختبارات الموجات الكهرومغناطيسية بشكل عام مولد الموجات المحاكاة لإدخال نبضات الموجات في المعدات الخاضعة للاختبار ، ثم تكتشف استجابة المعدات.

فيما يلي أساليب اختبار الطفرات الكهرومغناطيسية العامة:

1تحديد متطلبات اختبار EMC والمعايير لمعدات الاختبار ، مثل IEC 61000-4-5.

2إعداد مولد التموجات ومعدات الاختبار، وتوصيل معدات الاختبار إلى خط الكهرباء المحاكاة ومولد التموجات.

3ضبط مولد التموج وتعيين معايير الاختبار المقابلة، مثل الجهد الاختبار، شكل الموجة، التردد ووقت الاختبار.

4قبل بدء الاختبار، تحقق مما إذا كانت معدات الاختبار موصولة بشكل صحيح وتفي بمتطلبات السلامة المقابلة.

5. بدء الاختبار، حقن نبضات ارتفاع في معدات الاختبار، وتسجيل استجابة معدات الاختبار، مثل ما إذا كان هناك خطأ، ما إذا كان يتم قطع إمدادات الطاقة، الخ

6إذا كانت هناك مشكلة مع معدات الاختبار، فهي بحاجة إلى التحقيق والتحليل لمعرفة سبب المشكلة وإجراء الإصلاحات والتحسينات اللازمة.

7تحليل وتقييم نتائج الاختبار لتحديد ما إذا كانت معدات الاختبار تلبي متطلبات ومعايير EMC المقابلة.

8على أساس نتائج الاختبار ، تعديل وتحسين المعدات إذا لزم الأمر حتى تتمكن معدات الاختبار من تلبية متطلبات ومعايير EMC المقابلة.

تجدر الإشارة إلى أن اختبار الموجات الكهرومغناطيسية يتعين إجراؤه في مختبر متخصص أو منشأة اختبار لضمان استقرار وتكرار بيئة الاختبار.يجب الاهتمام بسلامة معدات الاختبار وموظفي الاختبار أثناء عملية الاختبار، ويجب اتباع إجراءات ومعايير تشغيل السلامة المقابلة.

تستند معايير اختبار زيادة الكهرومغناطيسية عادةً إلى معيار الاختبار المستخدم ، مثل IEC 61000-4-5. فيما يلي معايير الحكم العامة:

1ما إذا نجحت في اختبار الزيادة: يجب أن تكون المعدات قادرة على العمل بشكل طبيعي أثناء الاختبار ولا تتأثر بنبضات الزيادة.

2إذا فشلت المعدات: إذا فشلت المعدات أثناء الاختبار ، مثل إيقاف التشغيل ، إعادة التشغيل ، البيانات غير الصحيحة ، وما إلى ذلك ، فهذا يعني أن هناك مشكلة في أداء EMC للمعدات.

3ما إذا كان شكل الموجة يلبي المتطلبات: يجب أن يلبي شكل موجة نبض الزخم متطلبات الاختبار المقابلة ، مثل وقت الارتفاع ، والمدة ، وجهد الذروة ، وما إلى ذلك.

4حد شكل الموجة: إذا كان الجهاز لا يمكن أن يتحمل شكل موجة نبض الاختبار أثناء الاختبار، على سبيل المثال، فان الجهد القصوى يتجاوز أقصى جهد يمكن للجهاز أن يتحمل.يعني أن هناك مشكلة في أداء EMC للجهاز.

5قبل وبعد حد شكل الموجة: أثناء الاختبار،من الضروري التحقق من حالة المعدات قبل وبعد حقن نبضات الزيادة لتحديد ما إذا كانت المعدات تتأثر بنبضات شكل الموجة..

تجدر الإشارة إلى أن معايير الحكم يمكن أن تختلف تبعاً لغرض الاختبار ومعدات الاختبار وبيئة الاختبار. لذلك عند إجراء اختبار زيادة الكهرومغناطيسية،من الضروري إجراء الاختبار وفقًا لمعايير الاختبار المقابلة، ويقومون بتقييم وحكم على أساس نتائج الاختبار.

ضرورة اختبار الطفرات الإلكترونية

المنتجات الإلكترونية التي تفشل في اختبار الزيادة الكهرومغناطيسية قد تتعطل أو تعيد التشغيل أو تعطل أو تحترق في الاستخدام الفعلي ، لذلك يجب إجراء اختبار الزيادة الكهرومغناطيسية.

معدات اختبار الطفرات الكهرومغناطيسية

1مولد محاكاة الحصانة

2-مُختبر موجات البرق

3مولد موجات اصطناعي

4شبكة الارتباط ثلاثي المراحل

5شبكة ربط خطوط البيانات

6-مُختبر موجات البرق

7.7وحدة اختبار 4KV

8شبكات الارتباط والفصل

الاحتياطات لاختبار الطفرات الكهرومغناطيسية

1قبل الاختبار، تأكد من إضافة تدابير حماية وفقا لمتطلبات الشركة المصنعة.

2معدل الاختبار هو مرة واحدة كل دقيقة، والتي لا ينبغي أن تكون سريعة جدا، وذلك لتوفير عملية استعادة الأداء لجهاز الحماية.ظاهرة الصواعق في الطبيعة وتبديل المفاتيح الكبيرة في محطات التبديل لا يمكن أن يكون لها معدلات تكرار عالية جدا.

3الاختبار، عادة ما تفعل 5 مرات من القطبية الإيجابية / السلبية.

4يجب زيادة فولتاج الاختبار تدريجيا من منخفضة إلى عالية لتجنب القطع الأثرية بسبب الخصائص غير الخطية للفولت آمبر.انتبه إلى أن فولتاج الاختبار لا يتجاوز متطلبات معيار المنتج لتجنب الأضرار غير الضرورية.

ما هي الاختلافات بين اختبار الضغط والبرق؟

(1) ما هو الفرق بين اختبار ES العابرة واختبار موجة البرق؟

موجات البرق هي جزء من اختبار EMC. تشير موجة البرق إلى الجهد العالي الفوري الذي يتم إنشاؤه على خطوط الكهرباء ، خطوط الإشارة ، وخطوط التحكم من خلال ضربات البرق.يستخدم التلفزيون بشكل عام لقمعها.

(2) ما هي الاختلافات والعلاقات بين البنود التجريبية "التيار النبض" و "الارتفاع" في اختبار EMC؟

1التيار الداخلي يصف التيار الكبير الفوري. يشير بشكل عام إلى التيار الكبير الذي يتم إنشاؤه داخل جهاز كهربائي لوهلة عندما يتم تشغيله.هذا ينعكس بشكل رئيسي في الأحمال الاستقراضية والقدريةالحمل الاستقراضي يمثل المحرك في اللحظة التي يبدأ فيها المحركلأن المقاومة والحثية من طيات المحرك صغيرة جداسيتم إنتاج تيار التدفق العكسي أيضًا عند إيقاف تشغيل المحرك. الحملات الاستحواذية مثل المكثفات تعادل الدوائر القصيرة في اللحظة التي يتم تشغيلها فيها.والتيار نظرياً لا نهاية له في تلك اللحظةوبالإضافة إلى ذلك، في اللحظة التي يتم فيها تشغيل مصباح الفلورسنت، فإنه يتطلب فولتاج مرتفع فوري وتيار كبير لتأين بخار الزئبق داخل أنبوب المصباح.

2. يمكن أن يصف الطفرة التيار أو الجهد (في معظم الأحيان يشير إلى الجهد). على سبيل المثال، أثناء ضربة البرق،يتم توليد جهد عالي فوري على شبكة الكهرباء وتطبيقه على المعدات الكهربائية.

3الاتصال: عندما يتم إيقاف المحرك، وهناك كل من التأثير الحالي والارتفاع.

(3) الفرق بين الطفرة والصاعقة

1خصائص مختلفة

1التفوق: هي قيمة ذروة فورية تتجاوز القيمة المستقرة ، والتي تشمل فولتاج التفوق وتيار التفوق.

2ضربة البرق: عندما يضرب البرق ، يمر التيار الكهربائي عبر الناس والماشية والشجر والمباني ، وما إلى ذلك ، مما يسبب إصابة أو تلف.

2أسباب مختلفة

1. الطفرة: وهي نبضة عنيفة تحدث في بضعة ملايين من الثانية فقط. وتشمل الأسباب المحتملة للطفرات المعدات الثقيلة ، والدائرات القصيرة ، وتبديل الطاقة ، أو المحركات الكبيرة.

2ضربة البرق: التفريغ السريع بين جزء من طبقة السحابة المشحونة وجزء آخر من طبقة السحابة مع نوع مختلف من الشحنة، أو طبقة السحابة المشحونة على الأرض.

3خصائص مختلفة

1الطفرة: يمكن للمنتجات التي تحتوي على أجهزة منع الطفرة أن تمتص بشكل فعال طاقة هائلة مفاجئة لحماية المعدات المتصلة من الضرر.

2الضربة البرقية: عملية التفريغ السريعة تنتج صواعق قوية ومرافقة أصوات عالية؛ عندما يحدث البرق، عادة ما يتم إنتاج الشحنات،حيث تكون الطبقة السفلية هي الكهرباء السلبية والطبقة العليا هي الكهرباء الإيجابيةيتم إنتاج الشحنات الإيجابية أيضا على الأرض، والتي تتحرك مع الغيوم مثل الظل. الشحنات الإيجابية والسلبية تجذب بعضها البعض، ولكن الهواء ليس موصل جيد.

3في اختبار EMC، ما هي العوامل التي تؤثر على فشل اختبار موجة البرق؟

إضافة بعض أجهزة الحماية من البرق ومكافحة الزيادة إلى واجهات خطوط الطاقة والإشارة. تشمل الأجهزة الخاصة بحماية البرق والزيادة الحماية ما يلي:أنبوب التفريغ الغازي (ديود زينر) أنبوب تفريغ صلبالمنتجات المحددة لهذه الأجهزة لها معاييرها الخاصة. إذا قمت بتعيين الجهد عال جدا عند إجراء الاختبار،لا فائدة من اختيار جهاز لا يمكن أن يحمي من مثل هذا الجهد العاليلذا تحقق مما إذا كانت معايير الجهاز الذي تختاره صحيحة وما إذا كان يمكن أن يتحمل مثل هذا الجهد العالي والتيار.