EMC試驗標準

國際上工業自動化儀表的電磁兼容標準化工作由IEC/TC65工業過程測量和控製標準化委員會歸口，我國相對應的標委會是SAC/TC 124全國工業過程測量和控製標準化技術委員會。在1992年曾由其負責起草了我國最早的電磁兼容基礎標準——GB/T 13926係列工業過程測量和控製裝置的電磁兼容基礎標準，其中包括總論、靜電放電要求、輻射電磁場要求、電快速瞬變脈衝群要求 P1u 。在此基礎上
，1998年IEC/TC 77 標委會組織起草了GB/T 17626係列電氣、電子設備的電磁兼容基礎標準， GB/T 13926係列標準被替代，退出了曆史舞台。

目前，工業自動化儀表行業現行的電磁兼容相關基礎標準還有JB/T 6239係列標準——工業自動化儀表通用試驗方法，其中包括共模、串模抗擾度試驗、電源電壓頻率變化抗擾度試驗、電壓電壓低降試驗、電源短時中斷試驗
、電(dian)源(yuan)快(kuai)速(su)瞬(shun)變(bian)單(dan)脈(mai)衝(chong)抗(kang)擾(rao)度(du)試(shi)驗(yan)，主(zhu)要(yao)規(gui)定(ding)了(le)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)儀(yi)表(biao)電(dian)源(yuan)畸(ji)變(bian)影(ying)響(xiang)的(de)試(shi)驗(yan)和(he)性(xing)能(neng)評(ping)價(jia)的(de)方(fang)法(fa)，模(mo)擬(ni)電(dian)網(wang)偶(ou)然(ran)出(chu)現(xian)的(de)情(qing)況(kuang)，考(kao)核(he)儀(yi)表(biao)的(de)應(ying)變(bian)能(neng)力(li)。JB/T 9233工業自動化儀表通用試驗方法中的第11部分還規定了外界磁場影響。JB/T 9233 和JB/T 6239係列標準目前正在重新修訂整合
，並將上升為國家標準。

我國工業自動化儀表行業產品類標準是GB/T 18268-2000《測量、控製和實驗室用的電設備 電磁兼容性》（idt IEC 61326），該標準規定的EMC試驗項目有靜電放電、射頻電磁場輻射、額定工頻磁場、電壓暫降
、短時中斷
、脈衝群
、浪湧
、射頻場感應的傳導騷擾、輻射發射
、傳導發射。現在此標準正在修訂中，未來新的標準將會增加諧波和電壓波動測試要求，並對不同類別的儀表提出特殊的EMC要求。

EMC試驗通用要求

儀表使用的環境場所不同，EMC試驗要求也隨之不同，GB/T 18268標準將環境場所分為工業現場和受控的電磁環境區域。工業現場的試驗等級要求要高於受控的電磁環境區域。值得注意的是，GB/T 18268標準中所說的實驗室並不是我們通常理解的實驗室的概念
，而是指分析

、試驗和服務的具有受控的電磁環境區域（包括控製室），在此環境中要求有設備保護裝置，如不間斷電源（UPS）、濾波器或huo浪lang湧yong抑yi製zhi器qi
，並bing且qie這zhe些xie區qu域yu的de工gong作zuo人ren員yuan通tong常chang是shi指zhi經jing過guo培pei訓xun能neng夠gou通tong過guo設she備bei用yong戶hu或huo設she施shi識shi別bie和he控kong製zhi電dian磁ci兼jian容rong性xing威wei脅xie的de專zhuan業ye人ren員yuan。而er我wo國guo目mu前qian的de工gong業ye場chang所suo的de控kong製zhi室shi或huo實shi驗yan室shi，常chang常chang忽hu略lve采cai取qu專zhuan門men的deEMC措施或進行相關培訓，從而導致儀表順利通過EMC試驗後，而在現場使用中卻出現了EMC問題。

根據目前我國許多工業現場的工頻磁場強度常會大於GB/T 18268標準規定的3A/m ，在JB/T 9233.11中特別提出了對外磁場影響的補充要求，規定最高的工頻磁場強度為400A/m。GB/T 18268標準規定了電源瞬態變化影響
，JB/T 6239係列標準對電源畸變影響提出要求。電源單脈衝試驗迭加一個與主峰值電壓同相的脈衝電壓

，其能量為0.1J
，脈衝幅值為主電壓的100％、200％
、300％和500％；交流電源中斷時間為20ms、100 ms、200 ms、500 ms；直流電源中斷時間為5 ms
、20ms、100 ms
、200 ms、500 ms；電源降低試驗是降電源電壓低降到公稱值的75％並保持5s，觀察對儀表的影響。

安全相關設備的EMC試驗特殊要求

如ru果guo設she備bei在zai嚴yan酷ku的de電dian磁ci環huan境jing下xia使shi用yong或huo安an裝zhuang在zai某mou些xie特te殊shu的de位wei置zhi時shi，即ji安an全quan相xiang關guan的de設she備bei，抗kang幹gan擾rao水shui平ping要yao高gao於yu標biao準zhun規gui定ding的de水shui平ping。由you於yu涉she及ji到dao功gong能neng安an全quan並bing可ke能neng導dao致zhi危wei險xian，國guo際ji上shang相xiang關guan組zu織zhi對dui此ci相xiang當dang重zhong視shi，著zhe手shou研yan究jiu和he製zhi定ding了le工gong業ye過guo程cheng控kong製zhi儀yi表biao的de安an全quan相xiang關guan設she備bei的de電dian磁ci兼jian容rong性xing要yao求qiu。目mu前qian IEC 61326－3－1和IEC 61326－3－2標(biao)準(zhun)已(yi)經(jing)發(fa)布(bu)，其(qi)中(zhong)規(gui)定(ding)了(le)安(an)全(quan)相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)的(de)抗(kang)擾(rao)度(du)水(shui)平(ping)的(de)附(fu)加(jia)要(yao)求(qiu)，包(bao)括(kuo)概(gai)率(lv)非(fei)常(chang)低(di)的(de)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)在(zai)任(ren)何(he)場(chang)所(suo)的(de)極(ji)端(duan)情(qing)況(kuang)。試(shi)驗(yan)模(mo)擬(ni)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)嚴(yan)酷(ku)的(de)電(dian)磁(ci)現(xian)象(xiang)
，如(ru)瞬(shun)時(shi)脈(mai)衝(chong)是(shi)模(mo)擬(ni)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)或(huo)者(zhe)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)的(de)瞬(shun)變(bian)狀(zhuang)態(tai)。為(wei)了(le)增(zeng)加(jia)安(an)全(quan)完(wan)整(zheng)性(xing)等(deng)級(ji)（SIL）的de電dian磁ci抗kang擾rao度du的de可ke置zhi信xin度du，在zai進jin行xing抗kang電dian磁ci現xian象xiang性xing能neng試shi驗yan時shi相xiang對dui於yu基ji礎chu標biao準zhun要yao施shi加jia更geng多duo數shu量liang的de脈mai衝chong或huo者zhe加jia長chang試shi驗yan的de時shi間jian以yi及ji提ti高gao試shi驗yan等deng級ji。例li如ru對dui用yong於yuSIL3的設備，電快速瞬變試驗的等級為4kV

，試驗持續時間應為基礎標準規定時間的5倍。

圖題：工業自動化儀表

EMC試驗性能判據

工業自動化儀表的EMC性能判據要求按其應用的生產過程來規定，即使是同一儀表應用於不同生產過程則EMC性能判據也不相同
，所以產品說明書應明示產品預期使用的場所和生產過程。工業生產過程分為離散加工過程、連續生產過程兩大類，通常對於連續運行設備的電磁兼容性能要求較高
，而對於非連續運行設備的電磁兼容性能要求低。

非安全相關的設備的性能判據通常分為4個等級
，而安全相關的設備則對每個等級提出了補充要求,如下例所示。

非安全相關設備性能判據B：

試驗時
，功能或性能暫時降低或喪失
，但能自行恢複；
對應的安全相關設備性能判據:
2a——試驗時
，功能或性能暫時降低或喪失
，但能自行恢複,失效可以被自動診斷偵測，提示失效信息
2b——試驗時，功能或性能暫時降低或喪失，但能自行恢複,失效不可以被自動診斷偵測
2c——試驗時
，功能或性能暫時降低或喪失，但能自行恢複,暫時的可複現的性能降低，提示降低信息

工業現場的EMC問題及要求

隨著工業自動化儀表的安裝、運行環境電磁環境條件愈加惡劣
，而且安裝操作的非規範性，導致工業現場EMC問題層出不窮

，儀表安裝運行急需EMC要求規範。

案例一：在電子、電氣設備密集度高的工業現場
，大功率設備（如發動機、變頻器
、機床等） 和低功率（如傳感器
、變送器等）設備安裝在同一區域。

EMC要求：二者安裝位置相對遠
，對於易受幹擾的小功率自動化儀表設備最好安裝在金屬機殼內或者機櫃內

，配電係統應安裝濾波器等措施。

案例二：信號線和電源線混合並行走線
，現場走線長度通常大於20 m等。

EMC要求：信號線和電源線分開走線
，盡量采取垂直和水平布線方式
，避免形成環狀。

案例三：工業現場接地共用一個金屬架

，而且浮空

，使得接地係統非但未成為電磁騷擾的泄放通路
，反而變成了騷擾源。

EMC要求：規範接地係統，對於大功率和小功率設備應有專門的接地樁
，不能連接在一起。接地應良好，接地電阻最好小於1?。

通常工業自動化儀功率較小且較少采用高頻電路，如檢測儀表、顯示儀表等，抗擾度問題相對難解決，輻射發射和傳導發射出現問題的概率較低。

發展方向

真正解決工業自動化儀表的EMC問題
，確保儀表在安裝、運行、維護
、重新裝配
、升級直至報廢的整個生命周期內的EMC安全性，不僅應在設計階段采取EMC措施，而且應提供製造商、安裝人員、操作者和維護人員充分的EMC信息或規範，從而獲得最佳的產品質量和經濟效益。