Генератор блискавкових перенапруг для випробування на блискавкові перенапруги

абстрактнийПеренапруга, викликана блискавкою, та короткочасні удари, спричинені перемиканням великої потужності на електромережах, можуть пошкодити силові та комунікаційні порти електронного обладнання. Випробування на блискавку є обов'язковим випробувальним елементом для перевірки електромагнітної стійкості електричних та електронних виробів. Як основне стандартне обладнання для випробувань на блискавку, LISUN SG61000-5 Генератор блискавкових перенапруг має модульну апаратну архітектуру з вихідною напругою від 0 до 30 кВ та максимальним струмом короткого замикання до 15 кА. Він може точно видавати форми хвиль напруги холостого ходу 1.2/50 мкс та 10/700 мкс, а також форми хвиль струму короткого замикання 8/20 мкс та 5/320 мкс, що повністю відповідає вітчизняним та міжнародним стандартам, включаючи GB/T 17626.5 та IEC 61000-4-5. Обладнання оснащене вбудованими зондами атенюатора напруги та струму та цифровим осцилографом. Візуалізація форми хвилі в режимі реального часу здійснюється за допомогою сенсорного РК-екрана без додаткових зовнішніх випробувальних приладів, що значно спрощує всю процедуру випробування на блискавкові перенапруги та гарантує, що ключові параметри форми хвилі, такі як час наростання та час напівпіку, суворо відповідають стандартним допускам. Беручи до уваги... SG61000-5 серія як об'єкт дослідження, у цій статті порівнюється вихідна потужність різних моделей, детально розглядаються технічні переваги модульної конструкції та вбудованої системи збору сигналів, розглядаються сценарії застосування випробувань на грозові перенапруги в нових галузях енергетики, промислового управління, зв'язку та побутової техніки, а також надаються технічні довідки для вибору обладнання для науково-дослідних лабораторій підприємств та сторонніх випробувальних установ. 

Вступ

Швидкоплинні високоенергетичні перенапруги, що виникають внаслідок індукції блискавки, перемикання електромережі та перемикання ємнісних та індуктивних навантажень, можуть легко вивести з ладу основні компоненти, такі як імпульсні джерела живлення, комунікаційні мікросхеми та плати керування, що призводить до аварій обладнання, його перегорання та навіть аварій безпеки. Тому в усьому світі розроблені стандарти стійкості до електромагнітної сумісності, які вимагають, щоб усі перелічені електротехнічні вироби проходили випробування на блискавкові перенапруги для перевірки здатності силових кабелів та сигнальних ліній витримувати швидкоплинні перенапруги.

Традиційні генератори імпульсних перенапруг мають три основні недоліки. По-перше, інтегрована апаратна структура створює труднощі з розширенням діапазонів напруги/струму та не може задовольнити вимоги випробувань на імпульсні перенапруги блискавки при високій напрузі 30 кВ та великому струмі 15 кА. По-друге, спостереження за формою сигналу вимагає додаткового придбання осцилографів та високовольтних диференціальних зондів, що призводить до складного проведення випробувальних проводів та численних процедур калібрування, які легко призводять до похибок вимірювання. По-третє, недостатня точність вихідної форми сигналу призводить до надмірного відхилення часу наростання та часу напівпіку, а звіти про випробування на імпульсні перенапруги блискавки не будуть визнані органами сертифікації CE, 3C, FCC.

Команда LISUN SG61000-5 серія генератор грозових перенапруг має модульну конструкцію, що складається з силових модулів, модулів форми сигналу та модулів зв'язку/розв'язки. Він повністю охоплює повний діапазон робочих умов випробувань на блискавкові перенапруги від низької напруги та малого струму 4.8 кВ до високої напруги та великого струму 30 кВ. Оснащений інтегрованою системою збору сигналів для відтворення сигналів перенапруги в режимі реального часу на сенсорному екрані, він принципово вирішує проблеми традиційного обладнання, такі як громіздкі випробування, недостатня точність та низька розширюваність. Він широко застосовується в дослідженнях, розробках та випробуванні нових накопичувачів енергії, промислової автоматизації, базових станцій зв'язку, світлодіодного освітлення та побутової техніки.

Рисунок: Тестер перенапруги

Переваги модульної архітектури та основного тестування LISUN SG61000-5 Генератор блискавкових імпульсів

Модульна конструкція обладнання для задоволення вимог до випробувань на блискавку в повному діапазоні
Команда SG61000-5 складається з п'яти незалежних модулів: модуля генерації високої напруги, модуля струмового виходу, модуля формування сигналу, вбудованого модуля розв'язки зв'язку CDN та головного модуля сенсорного керування. Кожен модуль можна замінити або модернізувати окремо. Підприємства можуть гнучко вибирати моделі відповідно до власних вимог до класу випробувань на грозові перенапруги, не замінюючи весь пристрій.

Діапазони вихідної напруги класифікуються ієрархічно: базова модель 0~6 кВ, модель середньої напруги 0~10 кВ, модель високої напруги 0~15 кВ, спеціалізована модель надвисокої напруги 20 кВ/30 кВ. Струм короткого замикання узгоджується в повному діапазоні від 2.4 кА до 15 кА, що охоплює як випробування на низьковольтні блискавкові перенапруги для побутової електроніки, так і випробування на високовольтні блискавкові перенапруги великого струму для фотоелектричних інверторів та потужного промислового контрольного обладнання. Обладнання підтримує вихід чотирьох стандартних сумісних форм сигналу:

1. Форма хвилі напруги холостого ходу 1.2/50 мкс та форма хвилі струму короткого замикання 8/20 мкс: загальна комбінована хвиля для випробування на перенапругу блискавки синфазного та диференціального режимів на портах живлення;
2. Форма хвилі напруги холостого ходу 10/700 мкс та форма хвилі струму короткого замикання 5/320 мкс: спеціальні форми хвилі для випробувань на блискавкові перенапруги на лініях зв'язку, мережевих кабелях та сигнальних портах.

Допуски часу наростання та часу напівпіку для всіх форм хвиль контролюються в межах ±20%, що задовольняє суворі вимоги до точності форм хвиль для випробувань на грозові перенапруги, зазначені в національних, європейських та американських стандартах.

Вбудована система збору даних про форму сигналу спрощує процес випробувань на блискавку

Основне оновлення, яке відрізняє SG61000-5 Відмінність від аналогічного обладнання на ринку полягає у вбудованих зондах атенюатора напруги та струму, а також цифровому осцилографі. Повний комплект випробувань на блискавкові перенапруги не потребує додаткових зовнішніх вимірювальних приладів, що має три основні переваги:

По-перше, візуалізація осцилограм у режимі реального часу. 7-дюймовий сенсорний РК-екран промислового призначення використовує систему керування Android. Після спрацьовування перенапруги криві осцилограм напруги та струму завантажуються протягом мілісекунд. Інженери можуть безпосередньо зчитувати час фронту, пікову напругу та час напівпіку, щоб швидко оцінити, чи відповідають осцилограми стандартам на місці, що усуває необхідність підключення та калібрування зовнішніх осцилографів.

По-друге, значно зменшуються похибки вимірювання. Зовнішні зонди страждають від затухання в кабелі та невідповідності імпедансу. Вбудований канал збору даних та високовольтна вихідна петля мають інтегроване екранування, а екрануючий шар ізолює просторові електромагнітні перешкоди, покращуючи повторюваність даних сигналів, отриманих від випробування на грозовий перенапругу.

По-третє, автоматичне зберігання архіву форм сигналів. Кожне випробування на блискавку з перенапругою може одночасно зберігати скріншоти форм сигналів, параметри випробувань, час перенапруги та дані про фазовий зсув. Оригінальні записи у форматі PDF можна експортувати одним клацанням миші та безпосередньо додавати до звітів про випробування електромагнітної сумісності, щоб відповідати вимогам відстеження даних сторонніх лабораторій.

Таблиця порівняння специфікацій Випробувальна здатність до блискавкових перенапруг для SG61000-5 Моделі серії

Різні моделі адаптуються до робочих умов випробувань на грозовий перенапругу для різних галузей промисловості та класів. Основні вихідні параметри розподілені наступним чином:

Як показано в таблиці, повний SG61000-5 Серія охоплює дві категорії форм хвиль випробувань на грозові перенапруги для портів живлення та портів зв'язку з повними градієнтами напруги та струму. Підприємства можуть вибрати стандарт SG61000-5 для звичайних випробувань на грозові перенапруги 6 кВ, високовольтні моделі H15/H30 для високовольтних випробувань великострумового обладнання нового енергетичного обладнання та SG61000-5C для спеціального тестування комунікаційних продуктів. Кілька моделей від одного бренду можуть задовольнити вимоги до випробувань на блискавку для всіх типів продуктів без необхідності купувати кілька комплектів обладнання від різних постачальників.

Аналіз галузевого застосування SG61000-5 для випробування на грозові перенапруги

Попереднє тестування для досліджень та розробок побутової техніки та обладнання інформаційних технологій
Сертифікація 3C у Китаї та сертифікація CE в ЄС для побутової техніки, комп'ютерних адаптерів та маршрутизаторів вимагають випробування на перенапругу блискавки 2 кВ/4 кВ. На етапі досліджень та розробок підприємства проводять попередні випробування на перенапругу блискавки, використовуючи стандартні... SG61000-5Сенсорний екран відображає форми хвиль перенапруги в режимі реального часу. У разі поломки компонента або падіння напруги випробування можна негайно призупинити, щоб виявити слабкі місця вхідних ланцюгів живлення та ланцюгів фільтрів. Пристрої захисту від перенапруги, такі як TVS-лампи та варистори, можна додати заздалегідь, щоб уникнути збоїв під час випробувань на блискавку в сторонніх лабораторіях, що заощадить повторні цикли випробувань та витрати.

Випробування на блискавку високої напруги для нових фотоелектричних систем, накопичувачів енергії та зарядних установок
Фотоелектричні інвертори, системи накопичення енергії (PCS) та зарядні батареї постійного струму встановлюються у відкритих зонах з високим ризиком ураження блискавкою. Стандарти вимагають суворих випробувань на грозові перенапруги 10 кВ/15 кВ, що відповідає SG61000-5H та SG61000-5H15-SP моделі. Модульні високовольтні модулі можуть стабільно видавати великі струмові перенапруги. Вбудована трифазна мережа розв'язки зв'язку адаптується до випробувань на блискавкові перенапруги для трифазних портів змінного та постійного струму. Вбудований осцилограф може фіксувати миттєві сплески напруги потужних пристроїв та допомагати інженерам оптимізувати загальну схему блискавкозахисту.

Випробування на грозовий перенапруг для сигнальних ліній комунікаційного обладнання
Мережеві порти комутаторів, камер безпеки та оптичних модемів повинні пройти спеціальне випробування на перенапругу блискавки форми сигналу зв'язку 10/700 мкс. SG61000-5C спеціально розроблений для випробувальних умов зв'язку. Симетрична чотирипровідна CDN реалізує диференціальне введення імпульсних перенапруг. Сенсорний екран може збирати форми хвиль слабких імпульсних струмів на лініях зв'язку для перевірки здатності мікросхем захисту мережевих портів від блискавки витримувати перенапругу, що відповідає вимогам випробувань на імпульсні перенапруги, зазначеним у стандарті захисту зв'язку ITU-T K.20.

Стандартизоване випробування на блискавкові перенапруги для сторонніх випробувальних та сертифікаційних лабораторій
Сторонні органи сертифікації, такі як CQC, TÜV та SGS, широко оснащені повним SG61000-5 серія для комерційних випробувань на перенапругу блискавки. Обладнання вбудовано в бази даних стандартних граничних значень національних стандартів, IEC та EN. Час перенапруги, фаза та полярність змінюються автоматично, а форми хвиль архівуються автоматично. Згенеровані випробування на грозовий перенапругу Звіти з оригінальними скріншотами осцилограм мають міжнародну сертифікаційну силу та можуть бути безпосередньо використані для доступу до світового ринку. Оснащений додатковими аксесуарами, такими як блок захисту від перенапруги PD-E01 та випробувальний стенд SG-DESK, забезпечує повноцінне та безпечне робоче місце для випробування на грозовий перенапругу cбути побудованим.

Значення інженерного застосування SG61000-5 Генератор блискавкових перенапруг для випробування на блискавкові перенапруги

• Модульне розширення зменшує інвестиційні витрати на обладнання: Модульна архітектура підтримує незалежну модернізацію високовольтних та струмових модулів на пізнішому етапі. Підприємствам потрібно модернізувати лише відповідні блоки відповідно до ітерації продукту, замість того, щоб замінювати всю машину, що відповідає довгостроковим вимогам багатоградієнтних випробувань на блискавкові перенапруги.

• Інтегрована система збору сигналів спрощує процедури випробувань: зовнішні осцилографи та високовольтні зонди більше не потрібні. Один оператор може виконати весь комплекс випробувань на перенапругу блискавки, що підвищує ефективність випробувань більш ніж на 50% та знижує витрати на калібрування та обслуговування зовнішніх приладів.

• Висока точність форми сигналу забезпечує відповідність протоколів випробувань: суворий контроль допусків для чотирьох стандартних форм сигналу. Вбудована система збору даних усуває зовнішні перешкоди вимірюванням. Дані, отримані під час випробувань на грозову напругу, можуть пройти аудити основних світових органів сертифікації та запобігти відхиленню сертифікації.

• Повне покриття багатьох портів у галузі: Підтримує два типи випробувань на блискавкові перенапруги, включаючи комбіновані хвилі для силових портів та довгі хвилі для ліній зв'язку. Один пристрій виконує випробування як силових, так і сигнальних пристроїв, що значно зменшує кількість обладнання, що закуповується лабораторіями.

• Повні засоби безпеки запобігають ризикам високої напруги: їх можна поєднувати з коробками захисту від перенапруги, ізоляційними трансформаторами та спеціальними випробувальними стендами для реалізації ізоляції людини від машини під час випробувань на блискавку високої напруги та усунення прихованих небезпек, таких як ураження електричним струмом та вибух обладнання.

Висновок

На тлі дедалі суворішого нагляду за електромагнітною сумісністю, випробування на грозовий перенапругу є обов'язковою процедурою випробувань для всіх електричних та електронних виробів перед виходом на ринок та експортом. Точність форми сигналу, зручність експлуатації та діапазон охоплення випробувального обладнання безпосередньо визначають ефективність випробувань та достовірність звіту. Завдяки зрілій модульній конструкції, LISUN SG61000-5 Генератор блискавкових перенапруг досягає повного діапазону вихідних напруг від 0~30 кВ до 0~15 кА та підтримує два типи стандартних форм хвиль перенапруг для енергетичних та комунікаційних застосувань. Він інноваційно інтегрує зонди атенюатора напруги та струму з цифровим осцилографом, а також забезпечує спостереження форми хвилі в режимі реального часу за допомогою сенсорного РК-екрана, що значно спрощує весь процес випробування на блискавкові перенапруги та гарантує, що параметри форми хвилі точно відповідають вимогам допусків GB/T 17626.5, IEC 61000-4-5 та іншим стандартам.

Серія включає кілька підмоделей, адаптованих до різних ступенів випробувань на перенапругу блискавки для побутової техніки, ІТ, нової енергетики, комунікаційних галузей та сторонніх випробувальних установ. Вона має чотири основні переваги: ​​розширюваність, висока точність, простота експлуатації та висока безпека, що ефективно вирішує поширені галузеві проблеми традиційного обладнання для випробувань на перенапругу, такі як недостатній діапазон вимірювання, складна проводка, спотворення форми сигналу та низький відсоток проходження сертифікації. З популяризацією зовнішнього енергетичного обладнання та потужного силового обладнання, SG61000-5HМодель 30-SP з підтримкою надвисокого струму 30 кВ стане основним обладнанням для суворих випробувань на блискавкові перенапруги високого класу, забезпечуючи стандартизовану тестову підтримку для проектування блискавкозахисту вітчизняних електронних виробів та глобальну сертифікацію EMC.