ГОСТ Р 50652-94 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Совместимость технических средств электромагнитная УСТОЙЧИВОСТЬ
К ЗАТУХАЮЩЕМУ Технические требования и методы испытаний
Предисловие 1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации в области электромагнитной совместимости технических средств (ТК ЭМС) 2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 03.03.94 № 54 3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта МЭК 1000-4-10-93 с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства 4 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2010 г. СОДЕРЖАНИЕ ГОСТ Р 50652-94 (МЭК 1000-4-10-93) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Дата введения 1995-01-01 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется на технические средства (ТС), применяемые на электрических подстанциях среднего и высокого напряжения, подвергающиеся в условиях эксплуатации воздействию затухающего колебательного магнитного поля (ЗКМП). Распространение стандарта на ТС, применяемые в иных условиях эксплуатации, определяется наличием ЗКМП, с которым связаны рассматриваемые в настоящем стандарте испытания, как указано в разделе 4. Настоящий стандарт устанавливает общую и воспроизводимую базу для оценки качества функционирования ТС, подвергающихся воздействию ЗКМП. Стандарт определяет рекомендуемые степени жесткости испытаний, требования к испытательному оборудованию, рабочим местам для испытаний и процедуры испытаний. Настоящий стандарт устанавливает технические требования к вновь разрабатываемым, изготовляемым, модернизируемым и импортируемым ТС в части степеней жесткости испытаний на устойчивость к воздействию ЗКМП и критериев качества функционирования при испытаниях, а также соответствующие методы испытаний. Требования настоящего стандарта являются обязательными. Содержание стандарта МЭК 1000-4-10-93 набрано прямым шрифтом, дополнительные требования к стандарту МЭК 1000-4-10-93, отражающие потребности народного хозяйства, - курсивом. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности ГОСТ 12.3.019-80 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды ГОСТ 19542-93 Совместимость средств вычислительной техники электромагнитная. Термины и определения ГОСТ 29037-91 Совместимость технических средств электромагнитная. Сертификационные испытания. Общие положения ГОСТ Р 50012-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование силовое. Методы измерения параметров низкочастотного периодического магнитного поля ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения ГОСТ Р 50648-94 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний ГОСТ Р 51317.4.1-2000 (МЭК 61000-4-1-2000) Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Виды испытаний Нормы 8-72 Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных радиопомех. Электроустройства, эксплуатируемые вне жилых домов и не связанные с их электрическими сетям. Предприятия (объекты) на выделенных территориях или в отдельных зданиях. Допускаемые величины. Методы испытаний. Утверждены ГКРЧ СССР 12 июня 1972 г. ПР 50.2.009-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений 3 ОпределенияВ настоящем стандарте применяют термины, установленные в ГОСТ 30372, а также следующие: испытуемое ТС (ИТС) - по ГОСТ 19542; качество функционирования ТС - по ГОСТ 19542; критерий качества функционирования ТС при испытаниях на устойчивость к воздействию магнитного поля - по ГОСТ 19542; индукционная катушка - проводящая обмотка установленной формы и размеров, по которой протекает ток, создающий магнитное поле определенной величины в ее плоскости и окружающем объеме; коэффициент индукционной катушки - отношение напряженности магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой, и соответствующего значению тока, причем магнитное поле измеряется в центре плоскости катушки в отсутствии ИТС; иммерсионный метод - метод воздействия магнитным полем на ИТС, при котором ИТС помещают в центре индукционной катушки; метод приближения - метод воздействия магнитным полем на ИТС, при котором небольшая индукционная катушка перемещается вдоль стороны ИТС, чтобы выявить зоны восприимчивости; плоскость заземления - плоская проводящая поверхность (металлический лист), используемая в качестве общего заземляющего проводника для ИТС, генератора магнитного поля и вспомогательного оборудования (плоскость заземления может использоваться в качестве проводника, замыкающего виток индукционной катушки); устройство развязки - по ГОСТ 19542; помеховая последовательность - последовательность конечного числа одиночных импульсов или синусоидальных колебаний ограниченной длительности. 4 Основные положенияЗКМП, воздействующее на ТС, может влиять на качество функционирования ТС. Испытания, рассматриваемые в настоящем стандарте, имеют целью подтвердить устойчивость ТС к воздействию ЗКМП в определенных условиях эксплуатации или при определенных условиях установки (например, при установке ТС вблизи источников ЗКМП). ЗКМП создается при переключении высоковольтных шинопроводов разъединителями. Испытательное воздействие представляет собой ЗКМП с характеристиками, приведенными в разделе 6. 5 Технические требования5.1. Общие положения5.1.1 Для обеспечения работоспособности в условиях эксплуатации ТС должны соответствовать установленным в настоящем стандарте требованиям устойчивости к ЗКМП. 5.1.2 Для определения качества функционирования ТС при воздействии магнитного поля необходимо подвергать ТС испытаниям на устойчивость к воздействию ЗКМП. 5.1.3 Степени жесткости испытаний ТС на устойчивость к ЗКМП выбирают в соответствии с требованиями настоящего стандарта с учетом условий эксплуатации ТС конкретного типа. 5.1.4 Степени жесткости испытаний на устойчивость к ЗКМП, а также критерии качества функционирования ТС при испытаниях по ГОСТ Р 51317.4.1 должны быть установлены в стандартах и (или) ТУ, ТЗ на ТС конкретного типа. 5.1.5 Испытания на устойчивость к воздействию ЗКМП проводят: - серийно выпускаемых ТС - при сертификационных, периодических и типовых испытаниях; - разрабатываемых ТС - при приемочных испытания; - импортируемых ТС - при сертификационных испытаниях. 5.1.6 Отбор образцов ТС для испытаний на помехоустойчивость проводят в соответствии со следующими требованиями: - для испытаний серийно изготовляемых ТС число образцов выбирают из ряда: 7, 14, 20, 26, 32, 38; - для испытаний опытных образцов ТС отбирают 2 %, но не менее 3 образцов, если изготовлено более 3 образцов, и все образцы, если изготовлено 3 и менее образцов; - ТС единичного выпуска испытывают каждое в отдельности. 5.1.7 Порядок проведения сертификационных испытаний на соответствие требованиям устойчивости к ЗКМП - по ГОСТ 29037 5.2 Степени жесткости испытанийСтепени жесткости испытаний на устойчивость к воздействию ЗКМП приведены в таблице 1. Таблица 1
6 Испытательное оборудованиеИспытательное ЗКМП создается током, протекающим в индукционной катушке. Воздействие ЗКМП и ИТС осуществляется в соответствии с иммерсионным методом. Пример реализации иммерсионного метода приведен на рисунке 1. Испытательное оборудование включает испытательный генератор (ИГ), индукционную катушку и вспомогательную аппаратуру. 6.1 Испытательный генераторИГ должен обеспечить протекание требуемого тока в индукционной катушке с учетом ее полного сопротивления. Индуктивность катушки составляет от 2,5 мкГн для стандартной одновитковой катушки со стороны 1 м до нескольких микрогенри (порядка 6 мкГн) для прямоугольной одновитковой индукционной катушки размерами 1´2,6 м. Величину требуемого выходного тока ИГ определяют как отношение нормируемой напряженности магнитного поля, приведенной в таблице 1, к коэффициенту индукционной катушки, который изменяется от 0,87 для стандартной катушки со стороной 1 м для испытаний настольных малогабаритных ТС до 0,66 для прямоугольной катушки размерами 1´2,6 м при испытаниях крупногабаритных напольных ТС. ИГ должен работать в условиях короткого замыкания. Выходной зажим ИГ соединяется с зажимом заземления (для подключения к заземляющему контуру лаборатории). 6.1.1 Характеристики ИГИГ представляет из себя генератор периодически повторяющихся затухающих синусоидальных посылок тока с характеристиками:
Напряжение и напряженность поля индустриальных радиопомех, создаваемых включенным ИГ при отсутствии генерации посылок тока, не должны превышать значений, установленных «Общесоюзными нормами допускаемых индустриальных радиопомех» (Нормы 8 - 72). ЗКМП, создаваемое ИГ, не должно влиять на уровень испытательного магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой. Для этого подсоединение ИГ к индукционной катушке должно осуществляться скрученными проводами и ИГ должен располагаться на расстоянии не менее 3 м от катушки. Форма выходного тока ИГ приведена на рисунке 2. Схема ИГ приведена на рисунке 3. Примечание - Для стандартной индукционной катушки со стороной 1 м выходной ток ИГ должен изменяться от 12 до 120 А. а - настольное ТС; б - напольное ТС Рисунок 1 - Схема воздействия ЗКМП на ТС с использованием иммерсионного метода Рисунок 2 - Форма выходного тока ИГ 1 - источник высокого напряжения; 2 - зарядный
резистор; Рисунок 3 - Схема ИГ 6.1.2 Проверка характеристик ИГПри проверке характеристик ИГ измеряют: - амплитудное значение выходного тока; - степень затухания; - частоту колебаний; - частоту повторения. Параметры выходного тока измеряют при подключении ИГ к стандартной индукционной катушке (6.2). Измерения выполняют с помощью измерительных приборов с погрешностью 10 %. 6.2 Индукционная катушка6.2.1 Характеристики индукционной катушкиИндукционная катушка, подключенная к ИГ, должна обеспечить создание ЗКМП с напряженностью, соответствующей установленной степени жесткости и заданной точности. Индукционная катушка должна быть изготовлена из меди, алюминия или другого проводящего немагнитного материала; ее поперечное сечение и конструктивное исполнение должны обеспечивать устойчивую установку при испытаниях. Индукционная катушка может быть одновитковой, если она обеспечивает протекание тока, необходимого при заданной степени жесткости испытаний. Многовитковая индукционная катушка может применяться для создания заданного испытательного магнитного поля при пониженном токе ИГ. Индукционная катушка должна иметь размеры, соответствующие размерам ИТС, так чтобы охватить его в трех ортогональных плоскостях. В зависимости от вида и назначения ИТС могут применяться индукционные катушки различных размеров. Индукционные катушки размерами, указанными в 6.1, пригодны при создании ЗКМП в объеме ИТС (настольных - рисунок 4, напольных - рисунок 5). Неравномерность ЗКМП в рабочем объеме индукционной катушки должна быть не более ±3 дБ. Пример расположения индукционной катушки при проверке устойчивости ТС к ЗКМП методом приближения приведен на рисунке 6. 6.2.1.1 Индукционная катушка для испытаний настольных ИТС Стандартная индукционная катушка для испытаний малогабаритных ИТС, устанавливаемых на столе (счетчиков электрической энергии, устройств систем управления и др.), должна иметь форму квадрата (круга) с размером стороны (диаметра), составляющим 1 м, и изготовляться из одного витка провода толщиной не более 10 мм. Рабочий объем стандартной квадратной катушки составляет 0,6´0,6´0,5 м. При испытаниях настольных ТС больших размеров для получения ЗКМП с неоднородностью не более ±3 дБ может использоваться двойная индукционная катушка (катушка Гельмгольца) стандартного размера, которая составляется из двух катушек (рисунок 7). Напряженность магнитного поля в центре двойной индукционной катушки вычисляют по формуле
где Н - напряженность магнитного поля, А/м, п - число витков каждой катушки, b - длина стороны катушки, м, I - ток, А. Рабочий объем двойной катушки, состоящей из катушек стандартного размера и разнесенных на 0,8 м, при неоднородности поля ±3 дБ равен 0,6´0,6´1 м (высота). 6.2.1.2 Индукционная катушка для испытаний напольных ИТС Размеры индукционной катушки должны соответствовать размерам ИТС при различных плоскостях поляризации ЗКМП. Расстояние проводников катушки от наружных поверхностей ИТС должно составлять не менее 20 % длины каждой стороны катушки. Индукционная катушка должна быть выполнена из провода толщиной не более 10 мм. 1 - стол из немагнитного материала; 2 - плоскость
заземления; 3 - к ИГ; 4 - ИТС; Рисунок 4 - Рабочее место для испытаний настольных ТС на устойчивость к ЗКМП 1 - плоскость заземления; 2 - к ИГ; 3 - ИТС;
4 - индукционная катушка; 5 - защитное заземление; Рисунок 5 - Рабочее место для испытаний напольных ТС на устойчивость к ЗКМП 1 - ИТС; 2 - индукционная катушка Рисунок 6
- Схема проверки восприимчивости ИТС Рисунок 7 - Схема катушки Гельмгольца Рабочий объем индукционной катушки определяется ее рабочей поверхностью (50´50 % от длины каждой стороны катушки), умноженной на высоту, соответствующую 50 % длины короткой стороны катушки. 6.2.2 Калибровка индукционной катушки. Коэффициент катушкиИндукционная катушка должна быть откалибрована до начала испытаний в отсутствие ИТС. При калибровке катушка должна быть установлена на расстоянии не менее 1 м от стены лаборатории, а также от любой конструкции из магнитного материала и подсоединена к ИГ, как указано в 6.1.2. Калибровку осуществляют с использованием тока промышленной частоты. Амплитуда тока должна быть выбрана такой, чтобы получить напряженность ЗКМП, соответствующую требуемой степени жесткости испытаний. Полученное таким образом значение амплитуды тока используется при проведении испытаний ТС на устойчивость к ЗКМП. Для контроля напряженности ЗКМП, создаваемого индукционной катушкой, должен использоваться датчик магнитного поля. Датчик поля должен быть установлен в центре индукционной катушки и иметь соответствующую ориентацию, чтобы выделять максимальное значение поля. Коэффициент индукционной катушки определяется как отношение H/I, где Н - напряженность магнитного поля в А/м, I - ток, протекающий по катушке, в А. Метод калибровки индукционной катушки приведен в приложении В. Характеристики индукционных катушек различных размеров, предназначенных для проведения испытаний настольных и напольных ИТС на устойчивость к ЗКМП, - по ГОСТ Р 50648. 6.3 Измерительные приборы и вспомогательное оборудованиеИзмерительные приборы включают аппаратуру для установки и измерения тока в индукционной катушке, а также устройства развязки и помехоподавляющие фильтры для цепей электропитания, управления и передачи сигналов. Устройства развязки предназначены для обеспечения стандартного входного сопротивления, равного 50 Ом, для всех внешних цепей, подключаемых к зажимам ИТС. Система измерения токов должна содержать откалиброванный прибор для измерения тока, зонд или шунт. Погрешность измерений прибора должна быть не более 10 %. В качестве устройства развязки для сетей электропитания может быть применен эквивалент сети, для цепей передачи сигналов и управления - последовательно соединенные резистор и конденсатор. Порядок применения устройств развязки должен быть установлен в методике испытаний. К вспомогательному оборудованию относятся имитаторы или любое другое оборудование, необходимое для обеспечения функционирования ИТС, проверки его рабочих характеристик и проведения испытаний ИТС и выполнения испытаний. 7 Рабочее место для испытанийВ зависимости от места проведения различаются испытания, проводимые в испытательных лабораториях (центрах) и на месте эксплуатации ИТС. Приемочные и сертификационные испытания ТС на соответствие требованиям устойчивости к ЗКМП проводят только в условиях испытательной лаборатории (центров). Рабочее место для испытаний должно содержать следующее испытательное оборудование: плоскость заземления; ИТС; индукционную катушку; ИГ (рисунки 4, 5). 7.1 Плоскость заземленияИТС и вспомогательное оборудование должны располагаться на плоскости заземления и соединения с ней. Плоскость заземления должна представлять собой медный или алюминиевый металлический лист толщиной не менее 0,25 мм. Допускается использовать другие металлы, но при этом толщина листа должна быть не менее 0,65 мм. Минимальные размеры плоскости заземления должны составлять 1´1 м. Фактические размеры зависят от размеров ИТС. Плоскость заземления должна быть соединена с защитным заземлением. 7.2 ИТСИТС, установленное и подключенное в соответствии с функциональными требованиями, должно быть размещено на изоляционной опоре толщиной 0,1 м, уложенной поверх плоскости заземления. Если заземление ИТС предусмотрено через кабель питания, ИТС должно быть заземлено с использованием указанного кабеля. Если блоки ИТС заземляются с использованием зажимов заземления, то подключение к защитному заземлению должно быть осуществлено непосредственно на плоскости заземления. Цепи питания, входные и выходные цепи ИТС должны быть подключены к соответствующим источникам питания и сигналов. При испытаниях используются соединительные кабели, входящие в состав ИТС; при их отсутствии допускается применение неэкранированных кабелей. Длина неэкранированного кабеля, подвергающегося воздействию ЗКМП при испытаниях, должна быть не более 1 м. Если применяются сетевые помехоподавляющие фильтры (эквиваленты сети), то они должны быть соединены с ИТС кабелями длиной 1 м и подключены к плоскости заземления. 7.3 ИГИГ должен размещаться на расстоянии не менее 3 м от индукционной катушки. Один из выходных зажимов ИГ должен быть соединен с плоскостью заземления. 7.4 Индукционная катушкаИндукционная катушка должна охватывать ИТС, размещенное в ее центре. Для испытания ТС при воздействии ЗКМП в различных ортогональных плоскостях могут быть применены различные индукционные катушки. Индукционная катушка, располагаемая вертикально (горизонтальное направление ЗКМП), может быть подключена у основания одного из вертикальных проводников непосредственно к плоскости заземления, которая в этом случае выполняет роль нижней стороны катушки. Индукционная катушка подключается к ИГ в соответствии с 6.1.1. Выбранная для проведения испытаний индукционная катушка должна быть указана в методике испытаний. 8 Порядок проведения испытанийИспытания включают: контроль условий испытаний; проверку правильности функционирования ИТС; проведение испытаний; оценку результатов испытаний. 8.1 Условия испытанийДля того чтобы уменьшить влияние параметров окружающей среды на результаты испытаний, испытания должны проводиться в рекомендованных климатических и электромагнитных условиях, указанных в 8.1.1 и 8.1.2. 8.1.1 Климатические условияИспытания должны проводиться в нормальных климатических условиях в соответствии с требованиями ГОСТ 15150. 8.1.2 Электромагнитная обстановкаЭлектромагнитная обстановка в испытательной лаборатории (центре) должна обеспечивать нормальное функционирование ИТС и не влиять на результаты испытаний. В частности, уровень ЗКМП в лаборатории должен быть не менее чем на 20 дБ ниже выбранной степени жесткости испытаний. Если указанные требования не выполняются, испытания проводят в экранированном помещении. 8.2 Проведение испытанийИспытания должны проводиться на основе методики испытаний, которая должна включать проверку функционирования ИТС в соответствии с техническими условиями. Напряжения источников питания, сигнализации и другие рабочие электрические параметры ИТС должны находиться в оговоренных для них диапазонах. Проверка функционирования ИТС должна проводиться до подачи испытательного ЗКМП. Воздействие ЗКМП на ИТС должно осуществляться в соответствии с иммерсионным методом. Степень жесткости испытаний не должна превышать предусмотренную нормативной документацией. Напряженность ЗКМП, соответствующая выбранной степени жесткости испытаний, и длительность испытаний должны быть указаны в методике испытаний. Для определения стороны ИТС или его расположения относительно испытательного поля, при которых ИТС обладает максимальной восприимчивостью к ЗКМП, допускается применять метод приближения. Испытания проводят при двух частотах колебаний ЗКМП - 0,1 и 1 МГц. Длительность воздействия ЗКМП на ИТС должна быть не менее 2 с. 8.2.1 Настольные ИТСМалогабаритные ИТС подвергают воздействию ЗКМП, создаваемого стандартной индукционной катушкой в соответствии с 6.2.1.1. Затем индукционную катушку поворачивают на 90 град, относительно ИТС, чтобы воздействовать на ИТС испытательным полем по другому направлению. 8.2.2 Напольные ИТСИТС подвергают воздействию ЗКМП, создаваемого индукционной катушкой подходящих размеров в соответствии с 6.2.1.2. Испытание повторяют при перемещении и сдвиге катушки, чтобы исследовать весь объем ИТС для каждого ортогонального направления ЗКМП. Сдвиг индукционной катушки в различных положениях вдоль стороны ИТС при испытаниях не должен превышать 50 % длины наименьшей стороны катушки. Затем индукционную катушку поворачивают на 90 град, относительно ИТС и испытывают ИТС в такой же последовательности на устойчивость к ЗКМП, действующему в другом направлении. Если расстояние проводников катушки от наружных поверхностей ИТС составляет менее 20 % длины каждой стороны катушки, используют индукционную катушку большего размера. Примечание - Перемещение индукционной катушки с шагом, не превышающим 50 % длины наименьшей стороны катушки, позволяет перекрывать весь объем ИТС без пропусков. 9 Оценка результатов испытаний9.1 Критерии качества функционирования ТС при испытаниях на устойчивость к ЗКМП выбирают по ГОСТ Р 51317.4.1. 9.2 Требования устойчивости к ЗКМП серийно изготовляемых ТС, а также опытных изделий при числе испытанных образцов не менее 7 считают выполненными, если число образцов, удовлетворяющих требованиям устойчивости к помехам, будет не менее указанного в таблице 2. Таблица 2
9.3 В случае, если результаты испытаний не соответствуют требованиям таблицы 2, испытаниям может быть подвергнута вторая выборка ТС. Результаты испытаний двух выборок суммируют. 9.4 Требования устойчивости к ЗКМП опытных ТС при числе испытанный образцов менее семи, а также изделий единичного выпуска считают выполненными, если все испытанные образцы удовлетворяют требованиям устойчивости к ЗКМП. 10 Требования безопасностиИГ и вспомогательное оборудование должны соответствовать требованиям, установленным в ГОСТ 12.2.007.0. Испытания ТС должны проводиться с соблюдением требований безопасности, установленных в ГОСТ 12.3.019, а также требований стандартов (нормативной документации) на конкретные ТС. ПРИЛОЖЕНИЕ А
|