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照明设备

电磁兼容-照明设备

为了与国际接轨,同时也为了规范国内照明设备,我国于14年10月发布了《GB/T 31275-2014 照明设备对人体电磁辐射评价》的最新标准。该标准等同于采用 IEC 62493: 2009 《Assessment of lighting equipment related to human exposureto electromagnetic fields》。本标准适用于包括工业照明、住宅照明、公共场所照明和街道照明设备等室内、室外所使用的一般照明设备以及专门与照明设备一起使用的独立辅助设备等。标准参照ICNRP、IEEE给出的普通公众暴露水平限值,通过测量和/或计算来评价照明电器的电磁场辐射是否超标。


      典型的照明设备举例如下:

道路灯、LED灯、舞台灯、荧光灯、景观灯、烟花灯、地埋灯、草坪灯、壁灯、射灯、投光灯、洗墙灯

电磁兼容 通用标准

抗扰类

GB/T 17799.1 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验

GB/T 17799.2 工业环境中的抗扰度试验

IEC 61000-6-1 Immunity standard for residential, commercial and light-industrial environments

IEC 61000-6-2 Immunity Standard For Industrial Environments

骚扰类(发射)

GB/T 17799.3 居住、商业和轻工业环境中的发射标准

GB/T 17799.4 工业环境中的发射标准

IEC 61000-6-3 Emission standard for equipment in residential environment

IEC 61000-6-4 Emission standard for industrial environments

 

电磁兼容 产品标准

CISPR15  《Limits and methods of mearurement of radio disturbance characteristics of electrical liglting and similar equipment》

EN 55015 《Limits and methods of mearurement of radio disturbance characteristics of electrical liglting and similar equipment》

J55015  《Limits and methods of mearurement of radio disturbance characteristics of electrical liglting and similar equipment》

GB 17743 《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》

AS/N2S 《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》

CISPR15 《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》

IEC 61547 《Equipment for general lighting purpose - EMC immunity reqrements》

EN 61547《Equipment for general lighting purpose - EMC immunity reqrements》

GB /T 18595《一般照明用设备的电磁兼容抗扰度要求》

IEC 62493《 Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields》

EN 62493《人体暴露于照明设备电磁辐射的评估》

IEC 61000-3-2《Electromagnetic compatibility(EMC)-Part3-2:Limits-limits for harmonic current emissions(equipment input current≤16 A per phase)》

EN 61000-3-2《Electromagnetic compatibility(EMC)-Part3-2:Limits-limits for harmonic current emissions(equipment input current≤16 A per phase)》

GB 17625.1《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》

IEC 61000-3-3《Electromagnetic compatibility(EMC)-Part3-3:Limits-limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in publiclow-voltage supply systems,for equipment with rated current≤16 A per phase and not subject to conditional connection》

EN 61000-3-3《Electromagnetic compatibility(EMC)-Part3-3:Limits-limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in publiclow-voltage supply systems,for equipment with rated current≤16 A per phase and not subject to conditional connection》

GB 17625.2《电磁兼容 限值 对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》



CE-欧洲EMC测试标准

EN 55015-电气照明和类似设备的无线电干扰特性的限值和测量方法

EN电磁兼容性。用于专业用途的音频,视频,视听和娱乐照明控制设备的产品系列标准

IEC 62493-与人体暴露于电磁场有关的照明设备的评估

EN 61000.3.2- 电磁兼容性(EMC)-谐波电流发射的限制(仅限交流电源,设备输入电流每相小于或等于16A)

EN 61000.3.3-电磁兼容性(EMC)-限值-公共低压供电系统中电压变化,电压波动和闪烁的限制(仅限交流电源,设备输入电流每相小于或等于16A)

EN电磁兼容性(EMC)-限值-公共低压供电系统中电压变化,电压波动和闪烁的限制-额定电流<=75A且有条件连接的设备

EN电磁兼容性(EMC)-限值-连接到公共低压系统的设备产生的谐波电流限制,输入电流>16A且每相<=75A.

免疫测试(可能不需要或列出所有列出的标准)

EN 61547-一般照明用设备规范。EMC抗扰度要求

EN电磁兼容性。用于专业用途的音频,视频,视听和娱乐照明控制设备的产品系列标准


电磁兼容测试仪器设备和附件: 通用测试项目

抗扰类

1.静电放电抗扰度 IEC 61000-4-2 GB/T 17626.2

2.射频电磁场辐射抗扰度 IEC 61000-4-3 GB/T 17626.3 IEC 61000-4-20 IEC 61000-4-21

3.电快速瞬变脉冲群抗扰度 IEC 61000-4-4 GB/T 17626.4

4.雷击浪涌(冲击)抗扰度 IEC 61000-4-5 GB/T 17626.5

5.射频场感应的传导(CS,BCI )大电流注入抗扰度 IEC 61000-4-6 GB/T 17626.6

6.工频磁场抗扰度 IEC 61000-4-8 GB/T 17626.8

7.电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度(电压跌落) IEC 61000-4-11 GB/T 17626.11 IEC 61000-4-34 GB/T 17626.34

骚扰类(发射)

1.EMI 发射 无线电骚扰限值和测试方法 CISPR 14-1 CISPR 22 GB 4343.1 GB 9254

2.谐波电流 发射限值 IEC 61000-3-2 IEC 61000-3-12 GB 17625.1 GB/T 17625.8

3.电压闪烁 电压变化、电压波动和闪烁限值 IEC 61000-3-3 IEC 61000-3-11 GB 17625.2 GB/T 17625.7



电磁兼容测试仪器设备和附件,含专用测试项目

c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  静电放电抗扰度

静电放电模拟器  静电枪  静电放电设备

测试环境周边:

测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

垂直耦合板: 长0.5m×宽0.5m×厚>1.0mm

绝缘垫: > 长1.0m×宽0.8m×厚0.5mm

放电线缆:470Ω×2 两头端接

 关键参数 Key parameter

电磁兼容系统集成及代理商

 放电电流上升时间0.7 ~ 1.0ns,计量时对测试人员、操作规程、示波器要求很高!

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国产电磁兼容仪器设备


 

c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  射频电磁场辐射抗扰度

全电波暗室 FAC

横电磁波室 GTEM

 

电磁兼容系统集成及代理商     电磁兼容系统集成及代理商


                                                                          全电波暗室 FAC                                      横电磁波室 GTEM



射频信号发生器 / 信号源

发射天线

功率计 / 功率探头

功率放大器

电场探头

射频开关

测试软件

关键参数 Key parameter

电磁兼容系统集成及代理商

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         场地均匀性对功率放大器、天线以及暗室尺寸提出了更高要求!


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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  电快速瞬变脉冲群抗扰度

电快速脉冲群模拟器  脉冲群模拟器  脉冲群发生器 EFT BURST

容性耦合夹 容性耦合钳

耦合去耦网络 三相耦合去耦网络

同轴衰减器  50Ω同轴衰减器  1000Ω同轴衰减器

测试环境周边:

测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

电磁兼容系统集成及代理商

单个脉冲上升时间和脉宽对计量人员、现场分布参数和校准器具要求很高!

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  新标准要求CDN校准时多条耦合线缆同时注入EFT脉冲,对CDN结构设计和滤波电路带来了挑战!

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png  雷击浪涌(冲击)抗扰度

雷击浪涌模拟器 浪涌发生器 雷击发生器 过电压模拟器 脉冲发生器 组合波浪涌 通信波浪涌

耦合去耦网络 三相耦合去耦网络 非屏蔽数据线耦合去耦网络 非屏蔽不对称数据线耦合去耦网络 对称数据线耦合去耦网络

高压差分电压探头 差分电压探头 电流探头

测试环境周边:

隔离变压器

关键参数 Key parameter

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电源端口CDN 针对大电流应用比较复杂,通常需要分段来满足不同电流的计量参数。对于新能源领域,大于200A的CDN设计开发带来了挑战!逆变电源的浪涌测试容易损坏浪涌发生器主机,尤其是采用小型化之后的浪涌脉冲电路。


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数据线浪涌CDN 难点是去耦部分,当要保证数据带宽时,很难满足浪涌的波形校准。

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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png 射频场感应的传导(CS,BCI )大电流注入抗扰度

射频传导抗扰度一体机 传导抗扰度 CS BCI

CDN 耦合去耦网络 三相耦合去耦网络 非屏蔽数据线耦合去耦网络 非屏蔽不对称数据线耦合去耦网络 对称数据线耦合去耦网络

电磁耦合夹 电磁耦合钳

电流探头 电流注入探头

测试环境周边:

测试木桌:长1.6m×宽0.8m×高0.8m

水平耦合板: 长1.6m×宽0.8m×厚>1.0mm

绝缘垫: > 长0.5m×宽0.5m×高10cm

关键参数 Key parameter

IEC 61000-4-6 Ed4.0 明确了对功率放大器饱和度的判断,要求执行CDN校准过程中记录功率放大器的前向功率,这就要求射频传导抗扰度测试系统带定向耦合器以及至少两通道以上的功率计。


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测试示意图



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现场测试照片



c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png工频磁场抗扰度

工频磁场发生器 磁场发生器 磁场线圈 脉冲磁场 阻尼振荡波磁场


电磁兼容系统集成及代理商



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关键参数 Key parameter

工频的磁场强度主要由流过线圈的电流大小决定的,整套测试系统如何准确的复现磁场数据尤其重要。

 


c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度电压故障模拟器 

电压跌落测试仪 电压中断 电压暂降 电压变化

交流移相器

直流跌落源

关键参数 Key parameter

电压暂降和短时中断模拟器有几个关键参数值得关注:

1.电压上升时间tr和下降时间tf: 1μs ~ 5μs @ 100Ω纯阻

2.过冲/欠冲: <5%UT

3.三相负载电压暂降相-相模式下要求相位偏移 Phase shift

4.附录A中要求整套测试系统满足冲击电流的负荷(至少>500A)

电压变化的关键参数值得关注:

1.电压降低时间td要求是突变,相对于ms为周期的正弦波”突变”一般理解是μs级

2.电压缓慢上升时间ti:要求是25/30个正弦波周期,也即ms级别,并且在过零点处调整电压

              

以上新标准提出的几个关键技术参数导致采用传统技术的发生器变成了预兼容测试系统,例如三相交流调压器不能作为移相器 使用;带马达控制的

自耦变压器作为电压变化的发生器满足不了突变和过零点调压;采用程控电源作为调压源不满足附录A对试验冲击电流的要求。

 

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  c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.pngEMI 发射测量系统

半电波暗室

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屏蔽室

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测试设备典型配置:

人工电源网络

 功率吸收钳

三环天线    

线性阻抗稳定网络

电流探头

电压探头

测量天线

EMI测试软件

关键参数 Key parameter

EMI传导骚扰测量系统投资金额比较小,在众多中小型企业中大部分都有采用。有些企业甚至不需要用到屏蔽室,简单的用测量接收机和人工电源网络搭建一个平台来摸底测量,这里提醒用户重点要考虑独立接地(Reference ground),测量接收机以及人工电源网络的选型。电波暗室依据测量距离不同,分3m法、5m法、10m比较常见。大部分的企业用户采用3m法半电波暗室,有些用户受预算和场地空间的限制,在小型EUT的情况下会选择更加经济紧凑的电波暗室(通常长7m,宽4m,高3m);依据CISPR定义标准规格的暗室要求长9m、宽6m、高6m左右的空间,这种966暗室才能满足实验室认可的需求。如果更大EUT体积,就只能去选择5m或者10m的测量距离暗室。


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c840f5fc9dfa77fd0dab61465899e57.png谐波电流和电压闪烁测量系统

高精度电参数分析仪

高精度净化电源

闪烁分析仪

参考阻抗网络

谐波电流和电压闪烁测试软件

关键参数 Key parameter

这套系统属于EMI发射的测量范畴,用户对传导骚扰和辐射骚扰测量系统给予更大的关注是因为CE/RE测量的数据量非常敏感,稍微有点偏差就相差很大,并且整改起来没有那么容易,对工程师的实战经验和理论功底都要求非常高。谐波电流和电压闪烁从结果来看,相对单一好整改,并且样品出问题的情况少,但是需要强调的是,这套测量系统同样对分析仪表和测量精度以及测量方法需求一点都不低。由于用户关注少,往往忽略对这些标准和分析系统的深入研究,市面上甚至有主流品牌的仪器出现非常大错误的数据量。这里提醒用户在测量系统选型时要关注以下几点:

1.     分析仪表是否完全符合IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-15最新版定义;目前市面上很多品牌的仪表并不能完全满足IEC 标准定义,只不过国内计量单位并不完全参考该标准出具数据

2.     净化电源是否满足IEC 61000-3-2 附录A的需求;电源作为整套系统核心仪器,价格占比高,故障率也高,所以一定要选择合适的高质量的交流电源

3.     是否采用了最新版的测试法规软件


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