лаборатория электромагнитной совместимости

ЛАБОРАТОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
кафедры «Электрические станции, сети и системы»
Южно-Уральского государственного университета
Оборудование
лаборатории
предназначено
для
проведения:
исследовательских проектов в области электроэнергетики по вопросам
электромагнитной совместимости; для создания инновационной продукции,
отвечающей требованиям электромагнитной совместимости; в качестве
лабораторной базы для проведения научно-исследовательских работ
студентами, аспирантами, молодыми учёными. Поставлено оборудование
швейцарской фирмы EM TEST – мирового лидера в области производства
испытательного оборудования высочайшего качества и технического уровня
по всем действующим в мире стандартам по ЭМС для проведения
исследовательских и аттестационных испытаний; Rohde & Schwarz –
компании с мировым именем в области контрольно-измерительного
оборудования, информационных технологий и связи; Schwarzbeck MessElektronik – ведущего специалиста в области разработки и производства
антенн.
Состав лаборатории
1. Измерительный приёмник для измерения различного рода
электромагнитных помех ESPI 3 ROHDE&SCHWARZ. Предназначен для
испытаний в соответствии со стандартами ГОСТ Р 51318.22-99 «Измерение
эмиссии радиопомех по полю и по сети питания», ГОСТ Р 51318.14.1-99
«Эмиссия помех от бытовой радиоэлектронной аппаратуры», а также по
прочим стандартам на эмиссию, рис. 1.
Рис. 1. Измерительный приёмник ESPI 3 ROHDE&SCHWARZ
Функциональные свойства тестового приёмника:
 различные
типы
детекторов:
пиковый,
квазипиковый,
среднеквадратичный и усредняющий (возможность одновременного
использования до 3 детекторов);
1
 полосы измерения радиочастотного излучения – 200 Гц, 9 кГц, 120 кГц,
1 МГц;
 импульсное взвешивание с квазипиковым детектором в соответствии с
требованиями стандарта CISPR, начиная с частоты следования
импульсов 10 Гц;
 поддерживаются все коммерческие стандарты электромагнитного
излучения: CISPR, EN, ETS, FCC, ANSI, C63.4, VCCI и VDE.
Высочайшая скорость измерений:
 продолжительность измерений в режиме приёмника от 100 мкс до
100 с, до 16000 с в режиме анализатора спектра;
 опция – R&S ESPI-B2: преселектор и предусилитель с коэффициентом
усиления 20 дБ.
Анализатор спектра:
 разрешение от 10 Гц до 10 МГц (с шагом 1/3/10);
 для исследования сигналов с цифровой модуляцией используется
среднеквадратичный детектор;
 тестовые процедуры для измерения интермодуляционных искажений
3-го порядка, мощности соседнего канала, занимаемой полосы частот,
возможность построения амплитудного распределения.
Прочие технические характеристики:
 общая погрешность измерений в режиме анализатора спектра – 0,5 дБ
(без преселектора), в режиме приёмника – <1,5 дБ;
 отображаемый средний уровень шума (DANL): – 155 дБм (1 Гц), f<1
ГГц;
 шум-фактор 21,5 дБ (12 дБ с предусилителем);
 программируемые таблицы сканирования;
 граничные линии;
 таблицы и установки передаточных значений (коэффициентов
преобразования);
 цветной ЖК дисплей с диагональю 21 см.
2. Эквивалент сети однофазный ENV216 ROHDE&SCHWARZ
Предназначен для измерения напряжения индустриальных радиопомех,
создаваемых техническим средством в сетях электропитания, линиях связи и
передачи данных. При проведении измерений эквивалент сети является
регламентированной нагрузкой в установленном диапазоне частот для
напряжения радиопомех, создаваемых испытуемым техническим средством,
обеспечивает
электропитание
технического
средства,
исключает
проникновение радиопомех из сети электропитания к испытуемому
техническому средству, препятствует проникновению в сеть электропитания
радиопомех, создаваемых испытуемым техническим средством рис. 2.
Функциональные свойства:
 рабочий диапазон частот 9 кГц – 32 МГц;
2
 характеристики сопротивления сети по стандарту CISPR 16-1:1999–50
Ω;
 пределы погрешности по стандарту CISPR 16-1 по величине
сопротивления ±20%, по фазе ±11,5°;
 встроенный фильтр высоких частот 150 кГц;
 встроенный аттенюатор 10 dB.
Рис. 2. Эквивалент сети
однофазный
ENV216 ROHDE&SCHWARZ
3. Поглощающие клещи MDS-21
Предназначены для измерения мощности индустриальных радиопомех
в сетях электропитания, линиях связи, управления и передачи данных в
диапазоне частот 30–1000 МГц. Поглощающие клещи содержат
ферритовые поглотители энергии радиопомех, охватывающие провод.
Могут применяться при проверках эффективности экранирования
высокочастотных кабелей рис. 3.
Рис. 3. Поглощающие клещи MDS-21
4. Измеритель и анализатор электрического и магнитного полей
EFA-300 NARDA
Функциональные свойства анализатора (рис. 4):
3
 диапазон частот 5 Гц – 32 кГц;
 встроенный и выносной датчики магнитного поля;
 дополнительный автономный модуль измерения электрического поля;
 диапазон измерения датчиков магнитного поля (номинальный) 100 нТл
– 32 мТл;
 диапазон измерения датчика электрического поля (номинальный) 10
В/м – 100 кВ/м;
 режим анализа и оценки STD (Shaped Time Domain) для измерений
безотносительно к форме сигнала;
 оценка полученных значений по выбранным стандартам;
 режим спектрального анализа быстрым преобразованием Фурье;
 встроенная индивидуальная память модулей измерения магнитного и
электрического полей.
5. Антенна магнитная активная EMCO 6507
Диапазон частот 1кГц – 30МГц (рис. 5).
6. Антенна электрическая активная EMCO 3301B
Диапазон частот 1кГц – 30МГц (рис. 6).
Рис. 4. Измеритель
и анализатор
электрического
и магнитного полей
EFA-300 NARDA
Рис. 5. Антенна
магнитная активная
EMCO 6507
4
Рис. 6. Антенна
электрическая
активная EMCO 3301B
7. Антенна билогопериодическая VULB 9163 Schwarzbeck
Рис. 7. Антенна билогопериодическая VULB 9163 Schwarzbeck
Сверхширокополосная антенна, 30 – 3000 МГц, 100 Вт (200 Вт), КСВ
(коэффициент стоячей волны) ≤ 2: Изотропное усиление 6,5 дБ, Ант. Фактор
7–34 дБ/м, Кроссполяризация > 20 дБ, Импеданс 50 Ом.
8. Антенная мачта AM9104 Schwarzbeck c адаптером AA 9203
Schwarzbeck
Высота сканирования 0,4 – 4 м. Мачта изготовлена
из радиопрозрачного материала, за исключением
основания и треноги; предназначена для измерения
уровня электромагнитного поля от различного рода
промышленных объектов на открытой площадке и в
безэховой камере.
Рис. 8. Антенная мачта AM9104 Schwarzbeck
c адаптером AA 9203 Schwarzbeck
5
9. Универсальный испытательный комплекс для проведения
испытаний на устойчивость к наведённым кондуктивным помехам CWS
500CS1 EM TEST AG
Является
полнофункциональным
испытательным
комплексом,
предназначенным для проведения испытаний продукции на устойчивость к
помехам, наведённым радиочастотными электромагнитными полями в
соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.6-99, EN/IEC 61000-4-6, рис. 9.
Рис. 9. CWS 500CS1 EM TEST AG
Основные технические характеристики комплекса представлены в табл. 1.
Программы испытаний (встроенные) включают в себя: быстрый пуск –
немедленный запуск, все параметры можно настроить во время испытаний;
индивидуальные программы испытаний, вводимые пользователем – диапазон
изменения напряжения, диапазон изменения частоты, диапазон изменения
времени задержки срабатывания.
Таблица 1
Уровень испытания
Уровень выходного сигнала
1 – 30 В ЭДС после аттенюатора 6 дБ
Выходная мощность
80 Вт (номинал)
Полное выходное
сопротивление
Синусоидальная
Амплитудная модуляции
Импульсная модуляция
Общее
50 Ом
Частоты испытаний
100 кГц – 300 МГц
Модуляция
1 кГц, 80 % AM по ГОСТ Р 51317.4.6-99
2 Гц, 80%AM по IEC 60601-1-2
1 Гц, 50 % цикла по EN 50130-4
80% на частотах 2 Гц, 400 Гц, 1 кГц
6
Калибровочный ввод
Калибровочные данные
LCD жидкокристаллический
индикатор, дисплей
Индикатор ВЧ сигнала
Время воздействия
Измерения
Интегральный ВЧ-вольтметр, вход измерений
для калибровки устройств связи/развязки
4 внутренних памяти для калибровочных данных
Он-лайн отображение уровня испытания и
предварительно выбранных частот. Индикация
установленных степеней жёсткости и
установленных значений воздействия
Светодиодный индикатор наличия ВЧ сигнала
Установка времени
Общее td = 0,3с – 9999,9 с
td импульсной модуляции = 3 с – 9999,9 с
Время паузы
tr = 0/0,3 с – 9999,9 с
Аксессуары для испытательного комплекса: Монитор инжектированного
тока PM 401; Электромагнитные клещи связи EM 101; Калибровочный набор
для электромагнитных клещей связи CA-EM; Специализированный
аттенюатор
ATT6/75;
Устройство
связи/развязки
для
двухпроводной/трёхпроводной линии питания CDN-M2/M3; Устройство
связи/развязки для пятипроводной линии питания, 3 фазы, нейтраль и земля
CDN-M5; Адаптер для калибровки CDN-M2/M3; Адаптер для калибровки
CDN-M5; Калибровочный набор CWS-CAL.
10. Универсальный испытательный комплекс для проведения
испытаний на устойчивость к кондуктивным помехам UCS 500 M4 EM
TEST AG
UCS 500M4 новейший ультракомпактный испытательный генератор,
предназначенный для испытания продукции на устойчивость к
наносекундным и микросекундным импульсным воздействиям, а также к
динамическим изменениям напряжения сети питания в соответствии с
международными, европейскими и отечественными стандартами, а также
для испытаний по воздействию магнитного поля промышленной частоты,
импульсного магнитного поля, рис. 10.
Испытательный комплекс, разработанный как модульная система,
является наиболее универсальным и интеллектуальным решением,
предлагающим точное и полное решение вопроса испытаний, в том числе
сертификационных, на устойчивость к переходным процессам и изменениям
напряжения сети питания. Такие особенности комплекса, как удобство
подключения испытуемого оборудования и автоматическая коммутация
сигналов, встроенное устройство связи/развязки, интуитивно понятное меню
и удобное представление информации, а также предустановленные
стандартные тестовые уровни позволяют сократить время испытаний и
автоматизировать процесс. Широкая гамма дополнительных возможностей
7
позволяет проводить испытания для устройств с потребляемым током до 100
А.
Рис. 10. UCS 500 M4 EM TEST AG
Аксессуары для испытательного комплекса:
 ёмкостные клещи связи HFK;
 моторизованный автотрансформатор MV2616;
 антенный комплекс для создания магнитного поля MS100;
 трансформатор тока MC2630;
 трансформатор тока MC26100.
Основные технические характеристики комплекса представлены в табл. 2.
8
Таблица 2
Характеристики испытательных воздействий
в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.4-99, ГОСТ Р 51317.6.1-99,
ГОСТ Р 51317.6.2-99, EN/IEC 61000-4-4 и EN 61000-6-1, -6-2
Испытательное напряжение
200 В – 4400В  10%
Форма импульса
5/50нс  30% на 50 Ом
5нс  30%, 50нс -15/+100нс на 1000 Ом
Импеданс источника
Zq = 50
Полярность
Положительная/Отрицательная
в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.5-99, ГОСТ Р 51317.6.1-99, ГОСТ Р
51317.6.2-99, EN/IEC 61000-4-5 and EN 61000-6-1; -6-2
Напряжение (холостой ход)
160 В – 4400 В  10 %, шаг 20 В
Длительность фронта
1,2 мкс  30%
Длительность импульса
50 мкс  20%
Ток (КЗ)
80 – 2000A  10%
Длительность фронта
6,4 мкс  20%
Длительность импульса
16 мкс  20%
Полярность
Положительная/Отрицательная/Изменяющаяся в
процессе
Выбор количества импульсов
1 – 30000 или непрерывно
Счётчик импульсов
1 – 1000000
в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.11-99, EN/IEC 61000-4-11
и EN 61000-6-1, -6-2
Каналы PF1 и PF2
AC напряжение:
max. 250В
AC ток: max. 16A
Частота сети
50 – 60 Гц
DC напряжение:
max. 250В
DC ток: max. 10A
Время выключения
< 5мкс на резистивной нагрузке 100 Ом
Максимальный
импульсный
> 500A
ток
Электронная защита от перегрузки. Оба канала имеют защиту от КЗ
9