EN 61000-4-5:2014+A1:2017 是歐盟關于電磁兼容性(EMC) 中浪涌(沖擊)抗擾度測試的基礎標準。它規定了設備對由開關瞬態和雷電瞬態引起的高能量浪涌干擾的抗擾度測試方法、測試等級和性能判據。

以下是該標準的詳細解讀:

1. EN 61000-4-5:2014+A1:2017標準基本信息

• 標準全稱:Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test

• 版本:EN 61000-4-5:2014 + A1:2017 (等同于IEC 61000-4-5:2014/AMD1:2017) 

• 適用范圍:適用于在居住、商業和工業環境中工作的電氣和電子設備 。

• 法律地位:是歐盟EMC指令(2014/30/EU)下的協調標準,用于證明產品符合CE標記的電磁兼容性要求。

2. EN 61000-4-5:2014+A1:2017核心測試目的

該標準旨在評估設備在遭受高能量浪涌干擾時的抗擾度。這種干擾主要模擬兩種現實情況:

1. 雷電瞬態:包括直接雷擊或在電網、通信線路中感應的間接雷擊(如雷擊地面或附近物體)。

2. 開關瞬態:電力系統中大型開關操作(如電容器組切換、負載投切)引起的瞬時過電壓。

測試確保設備在此類高能量、短時間的浪涌沖擊下能正常工作或不被損壞。

3. EN 61000-4-5:2014+A1:2017主要測試要求

測試波形與耦合方式

標準規定了兩種主要的浪涌波形及其適用場景 :

*注:某些測試實驗室可能注明不測試三相設備或10/700波形 。*

• 耦合方式:浪涌信號通過耦合/去耦網絡(CDN) 注入到被測設備的端口。對于電源線,通常采用“線-地”和“線-線”兩種耦合模式。

測試等級

測試等級根據設備的預期使用環境和端口類型來選擇,以電壓峰值(kV)表示。標準定義了不同的嚴酷等級:

*具體的測試等級要求需參考相應的產品標準或通用標準(如EN 61000-6系列)。*

測試設備與布置

• 浪涌發生器:能產生標準要求的1.2/50μs電壓波和8/20μs電流波(組合波)或10/700μs電壓波(通信波)的設備。

• 耦合/去耦網絡(CDN):用于將浪涌能量有效地耦合到EUT的端口,同時對連接到同一網絡的輔助設備(AE)進行去耦,保護其免受浪涌沖擊。

• 測試布置:測試應在參考接地平面上進行。EUT應通過絕緣支座與接地平面隔離。

測試過程

• 對選定的端口(電源、信號/控制、接地)依次施加正極性和負極性脈沖。

• 每次至少施加5次脈沖,脈沖間隔時間建議不少于1分鐘(或根據產品標準規定),以避免累積效應并允許保護器件(如MOV)冷卻。

• 對電源端口的“線-地”和“線-線”模式都需要測試。

4. EN 61000-4-5:2014+A1:2017性能判據

測試后,設備的功能性能應根據其產品標準或技術規范中定義的性能判據進行評定。EN 61000-4-5本身不定義通過/失敗標準,但提供了通用的評估指南:

• 性能判據 A:在制造商規定的限值內性能正常。

• 性能判據 B:功能或性能暫時喪失或降級,但能自行恢復,無需操作者干預。

• 性能判據 C:功能或性能暫時喪失或降級,但需操作者干預(如重啟系統)才能恢復。

• 性能判據 D:因硬件、軟件損壞或數據丟失而導致不可恢復的功能喪失或性能降級。判據D通常意味著測試失敗。

制造商的規范應明確界定在測試期間和之后什么是可接受的性能。

5. EN 61000-4-5:2014+A1:2017適用產品與領域

該標準適用于幾乎所有連接到電源或長距離信號線的電子電氣設備,常見于:

• 信息技術設備:如電腦、服務器、路由器。

• 工業自動化設備:如PLC、變頻器、伺服驅動器。

• 家用電器:如冰箱、洗衣機、空調。

• 照明設備:如LED驅動、路燈控制器。

• 醫療設備:(需結合專用標準)。

• 軌道交通設備:(需結合專用標準如EN 50121)。

• 建筑自動化系統。

6. EN 61000-4-5:2014+A1:2017重要注意事項

• 與其他標準的關系:

• 本標準是基礎標準,規定了測試方法。產品的具體抗擾度要求(測試等級、性能判據、適用端口)必須在相應的產品族標準(如EN 55014-2 for家電,EN 61000-6-1/2 for通用環境)或產品標準中規定。

• 它與國際標準 IEC 61000-4-5:2014/AMD1:2017 技術內容完全相同 。

• 它對應于中國國家標準 GB/T 17626.5。

• 德國版本為 DIN EN 61000-4-5:2014 + A1:2017,并于2021年發布了勘誤1 (DIN EN 61000-4-5 Berichtigung 1-2021) 。

• 版本有效性:EN 61000-4-5:2014 + A1:2017 是當前歐盟官方期刊(OJEU)列出的協調標準有效版本。

• 安全警告:浪涌測試涉及高電壓、大電流,操作人員必須經過嚴格培訓并遵守安全規范。

• 設備限制:一些測試實驗室可能對測試能力有說明,例如最大電流32A ,或不測試三相設備和不測試10/700波形 。

7. EN 61000-4-5:2014+A1:2017為何它重要?

• 可靠性保障:確保電子設備在現實世界中可能遭遇的浪涌沖擊下不損壞或性能不永久性下降,提升產品可靠性和安全性。

• 市場準入:是產品獲得CE標志、進入歐盟市場的強制性要求之一(符合EMC指令)。

• 產品質量證明:通過此嚴酷測試表明產品具有 robust 的電路設計和保護措施。

EN 61000-4-5:2014+A1:2017總結

EN 61000-4-5:2014+A1:2017 為評估電子電氣設備對浪涌(沖擊)干擾的抗擾度提供了標準化和可重復的測試方法。它對于確保連接到電網和長距離線路的設備的可靠性和穩定性至關重要。

對于制造商而言,應:

1. 明確要求:首先查閱產品的專屬標準,以確定其必須滿足的浪涌抗擾度等級、性能判據以及需要測試的端口。

2. 早期設計:在產品開發階段就考慮浪涌保護設計(如使用TVS、MOV、氣體放電管等保護器件)。

3. 選擇合格實驗室:在具有相應資質(如ISO/IEC 17025認可)和經驗的測試實驗室進行認證測試,并提前溝通測試范圍(如是否需要測試10/700波形或三相設備)。

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