電工產品的電磁兼容要求

在幾十年以前, 世界各國特別是歐洲一些工業(yè)發(fā)達的先進國家，發(fā)現(xiàn)許多電子產品在正常工作時，經常出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài), 嚴重時會被損壞無法繼續(xù)工作。他們經過不懈的努力，發(fā)現(xiàn)電子產品在其工作的環(huán)境中，要受到環(huán)境中電磁場的作用，電磁場中存在各種各樣的電磁騷擾源，這些電磁騷擾源要影響到在其環(huán)境中電子產品的正常工作，甚至會損壞電子產品。他們對電磁騷擾問題進行了深入細致的研究，已經探索出許多減少電磁騷擾強度和解決電子產品的正常工作措施。在此基礎上，總結出一套完整的理論和方法，形成了一門新興的學科——電磁兼容（Electromagnetic Compatibility 簡稱EMC）。

電磁兼容（EMC）淺顯的解釋是“在電磁環(huán)境中共存的能力” 。電工委員會IEC標準中有關電磁兼容的名詞術語中給出了它的定義為：“電磁兼容是設備和系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境的任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力” ，根椐IEC給出的定義我們可以用一種通俗說法：EMC就是研究設備或系統(tǒng)的電磁騷擾和抗擾度的問題，也就是說所有的電子設備既不要成為一個電磁騷擾源，對周圍的其它設備的正常工作產生不良影響；又要能承受周圍電磁環(huán)境中從各種途徑傳輸?shù)母鞣N電磁騷擾，而保證自身設備的正常工作。

當今的時代己進入電子信息時代。科學技術的發(fā)展，越來越多的電子產品采用高集成的電子元器件組成的數(shù)字電路和應用計算機技術，涌現(xiàn)出一代又一代新型電子設備，進入科研、生產和人類生活的各個領域。在電工行業(yè)中, 許多新產品也廣泛采用了這些高集成的電子元器件組成的數(shù)字電路和計算機技術等，形成了新一代的智能電器；在企業(yè)生產過程和自動化控制中，也廣泛使用微型計算機和工業(yè)控制計算機。在日常工作中, 各種各樣的家用電器已成為人類生活必需品；這些影響和危害就是電磁兼容研究的兩類問題。這些新型電工產品在運行的過程中以各種形式傳輸電磁能量，電磁能量如對周圍環(huán)境產生污染就是電磁騷擾，即形成了“電磁騷擾源” 。

電磁騷擾源就可能影響到周圍的其它電子設備，使其無法正常工作；另一方面新型電工產品在所使用的環(huán)境中，也會受到各種各樣的電磁騷擾源騷擾，要求這些電子設備必須具有抵抗這些電磁騷擾的能力，保證其正常工作。電工委員會成立了無線電干擾特別委員會（英文簡寫CISPR）和TC77電磁兼容技術委員會, 專門從事研究電磁兼容、制訂電磁兼容有關標準。我國有關部門在近十余年中也十分重視研究電磁兼容領域內所產生的各種技術問題，成立了對應于CISPR和IECTC77技術委員會的全.國.無線電干擾標準化技術委員會和全.國.電磁兼容標準化技術委員會。

CISPR和IECTC77技術委員會下設的分技術委員會，屬于電工領域有以下兩個：

（1）家用電器、電動工具、照明設備及類似電器
（2）工業(yè)、科學、醫(yī)療射頻設備

在電工領域中，更多的產品如低壓電器、量度繼電器及繼電保護裝置、自動化設備、由半導體器件組成的整流器、變流器以及各種直流電源、不間斷電源和逆變電源等，各產品的標準化技術委員都按照CISPR和IECTC77技術委員會制訂電磁兼容的基礎標準和通用標準制訂各自產品的電磁兼容標準。

下面介紹部分電工產品的電磁兼容要求：

1.家用電器、電動工具、照明設備及類似電器電磁兼容要求

家用電器、電動工具、照明設備及類似電器電磁兼容要求目前由CISPR F分技術委員會負責制定。

家用電器、電動工具、照明設備及類似電器電磁兼容要求包括電磁發(fā)射(EMI)和抗擾度(EMS)兩個方面,其標準有:

1.1適用范圍
適用于家用電器、電動工具、使用半導體裝置的調節(jié)器、電動機驅動的電療設備、電動/電子玩具、自動配給機以及電影或幻燈放映機；還包括電動機、開關電器等設備的單獨部件，例如（電源或保護的）繼電器。

1.2發(fā)射

1.2.1連續(xù)騷擾電壓限值∶
a.頻率范圍為148.5kHz～30MHz的連續(xù)騷擾的電壓限值如下∶
a)家用電器等

(a)頻率為0.15～0.5MHz∶
電源端子上為65～56dBμV（準峰值檢波器測量），59～46dBμV（平均值檢波器測量）。
負載端子和附加端子上為80dBμV（準峰值檢波器測量），70dBμV（平均值檢波器測量）。

(b)頻率為0.50～5.00MHz∶

電源端子上為56dBμV（準峰值檢波器測量），46dBμV（平均值檢波器測量）。
負載端子和附加端子上為74dBμV（準峰值檢波器測量），64dBμV（平均值檢波器測量）。

(c)頻率為5.00～30.00MHz∶
電源端子上為60dBμV（準峰值檢波器測量），50dBμV（平均值檢波器測量）。 負載端子和附加端子上為74dBμV（準峰值檢波器測量），64dBμV（平均值檢波器測量）。                              

b)電動工具等∶

  (a)頻率為0.15～0.35MHz∶
電動機額定功率≤700W為66～59dBμV（準峰值檢波器測量），59～49dBμV（平均值檢波器測量）。
700W＜電動機額定功率≤1000W為70～63dBμV（準峰值檢波器測量），63～53dBμV（平均值檢波器測量）。
電動機額定功率＞700W為76～69dBμV（準峰值檢波器測量），69～59dBμV（平均值檢波器測量）。

  (b) 頻率為0.35～0.50MHz∶
電動機額定功率≤700W為59dBμV（準峰值檢波器測量），49dBμV（平均值檢波器測量）。
700W＜電動機額定功率≤1000W為63dBμV（準峰值檢波器測量），53dBμV（平均值檢波器測量）。
電動機額定功率＞700W為69dBμV（準峰值檢波器測量），59dBμV（平均值檢波器測量）。

  (c) 頻率為5.00～30.00MHz∶
電動機額定功率≤700W為64dBμV（準峰值檢波器測量），54dBμV（平均值檢波器測量）。
700W＜電動機額定功率≤1000W為68dBμV（準峰值檢波器測量），58dBμV（平均值檢波器測量）。

電動b. 頻率范圍為30～300MHz騷擾功率限值（騷擾功率限值隨頻率線性増大）如下∶
a)家用電器等∶
45～55dBpW（準峰值檢波器測量），35～45dBpW（平均值檢波器測量）。

b)電動工具等∶
電動機額定功率≤700W為45～55dBpW（準峰值檢波器測量），35～45dBpW（平均值檢波器測量）。
700W＜電動機額定功率≤1000W為49～59dBpW（準峰值檢波器測量），39～49dBpW（平均值檢波器測量）。
電動機額定功率＞700W為55～65dBpW（準峰值檢波器測量），45～55dBpW（平均值檢波器測量）。

1.2.2斷續(xù)騷擾電壓限值:
GB4343-1995/CISPR14 《家用和類似用途電動、電熱器具、電動工具的無線電騷擾特性測量方法和限值》規(guī)定如下:
在頻率范圍為148.5kHz～30MHz的斷續(xù)騷擾電壓限值用兩種方式來規(guī)定。一種采用喀嚦聲騷擾限值，另一種采用連續(xù)騷擾限值。

a.采用連續(xù)騷擾限值的斷續(xù)騷擾有∶
a)單個脈沖的持續(xù)時間小于200ms，間隔時間小于200ms，而連續(xù)時間大于200ms的多于脈沖串驗騷擾。
b)時間間隔小于200ms，而連續(xù)時間小于200ms的兩次騷擾。
c)在任意2s時間內，經常發(fā)生兩次以上的喀嚦聲。
d)喀嚦聲率大于30的喀嚦聲。

b.采用喀嚦聲騷擾限值Lg的斷續(xù)騷擾

喀嚦聲騷擾限值Lg是與連續(xù)騷擾有關的限值。其大小為連續(xù)騷擾限值上增加一定的數(shù)量∶當N＜0.2，增加44dB；或0.2≤N≤30，增加20lg 。
采用喀嚦聲騷擾限值Lg的斷續(xù)騷擾有∶
a)由一系列連續(xù)脈沖組成的，持續(xù)時間不大于200ms的脈沖騷擾，即一次喀嚦聲。
b)單個脈沖持續(xù)時間小于200ms，相互間隔時間小于200ms，而總持續(xù)時間不大于200ms的多個脈沖騷擾，也為一次喀嚦聲。
機額定功率＞700W為74dBμV（準峰值檢波器測量），64dBμV（平均值檢波器測量）。
c)對于喀嚦聲率N小于5的產品，如果兩個或兩個以上的單獨開關順序動作引起兩次騷擾，每次騷擾的大持續(xù)時間為200ms，而且在2s時間內，這兩次騷擾的前后都沒有其它騷擾存在，甚至這兩次騷擾之間的間隔時間小于200ms，則這兩次騷擾應為二次喀嚦聲。
d)用于溫控的三相開關，在開斷三相四線電源的各相電壓及零線時，依次產生三次騷擾，如果三次騷擾符合下列條件∶
  (a)任意15min內，開關僅動作一次，而且在2s的時間內，產生這三次騷擾的前后沒有出現(xiàn)其他任何騷擾。
  (b)三相開關中任何一個觸頭在開或斷的過程中所產生的騷擾持續(xù)時間不大于10ms，
而且在觀察期間所記錄下由開關動作所引起不大于四分之一數(shù)目的喀嚦聲限值都超過連續(xù)騷擾限值的44dB。
  在以上的情況下則應將這三次騷擾認定為三次喀嚦聲而不是連續(xù)騷擾。認定時主要依據是它們之間的間隙時間。
e)在裝有程序控制的產品，在小觀察時間內，如果斷續(xù)騷擾的總持續(xù)時間不超過600ms，應為喀嚦聲。小觀察時間應指當統(tǒng)計喀嚦聲或有關的開關操作時，為統(tǒng)計判斷每單位時間內所出現(xiàn)大量喀嚦聲時應提供穩(wěn)定數(shù)據所需要的少時間。 

由于對斷續(xù)騷擾的理解、測量、和判定始終是一個比較難理解和執(zhí)行的技術難題,在GB4343.1-2003/CISPR14-1:2000 《電磁兼容 家用電器、電動工具和類似器具的要求 第1部分：發(fā)射》標準中對此部分作了如下修改和補充:
a.適用于用連續(xù)騷擾電壓限值判定斷續(xù)騷擾的器具標準規(guī)定：
a)除喀嚦聲以外的騷擾, 或者
b)喀嚦聲率大于30的喀嚦聲。
以上兩種情況下,器具適用于用連續(xù)騷擾電壓限值判定, 并且刪除了“在任意2s時間內，經常發(fā)生兩次以上的喀嚦聲”。

b.新標準中對某些不符合喀嚦聲定義的斷續(xù)騷擾類型的判定作了如下規(guī)定：
a)單個開關操作--無限值要求操作的騷擾，可判定被試產品的騷擾限值符合標準規(guī)定。但不涵蓋經常重復操作的開關。
開關和控制器的操作包括：
  (a)接通或斷開電源；
  (b)程序選擇；
  (c)通過在有限的固定位置間的開關切換進行能量或速度控制；
  (d)家用電器中脫水的變速裝置或電子溫控器的可連續(xù)調節(jié)控制器的人工設定變化；
  (e)裝在器具內僅為了安全地切斷電源。

b)時間小于600ms的喀嚦聲組合--一個喀嚦聲

對于裝有程序控制的器具，在每一個選擇的程序周期中允許有一個時間小于600ms的喀嚦聲組合，對于其它器具，在小觀察時間內允許有這樣一個喀嚦聲組合。
該規(guī)定也適用于恒溫控制的三相開關在開斷三相電源中的每相和中線過程中相繼引起的三個騷擾，這些喀嚦聲的組合可認為是一個喀嚦聲。
c)瞬時開關--無限值要求
同時滿足下列條件的器具，被認為滿足限值要求而與喀嚦聲的幅值無關。
  (a)喀嚦聲率N不大于5；
  (b)沒有持續(xù)時間長于20ms的喀嚦聲；
  (c)90%的喀嚦聲的持續(xù)時間小于10ms。

d)喀嚦聲的時間間隔小于200ms—兩個喀嚦聲
對于喀嚦聲率N小于5的器具，任何兩個持續(xù)時間多為200ms的騷擾應評定為兩個喀嚦聲，即使這兩個騷擾之間的間隔時間小于200ms。

1.3抗擾度

a.試驗依據

b.家用電器、電動工具、照明設備及類似電器產品抗擾度試驗的分類
對于不同的家用電器、電動工具、照明設備及類似電器產品的抗擾度試驗項目是不同的,標準將其類產品分為四類:
Ⅰ類器具——無電子控制電路的器具，不進行抗擾度試驗。 
Ⅱ類器具——帶有電子控制電路并由市電供電的器具。（電子控制線路的內部時鐘頻率或振蕩頻率不超過15 MHz）
Ⅲ類器具——帶有電子控制電路并由電池供電的器具，正常使用條件下不與市電連接。（電子控制線路的內部時鐘頻率或振蕩頻率不超過15 MHz）
Ⅳ類器具——除上述三類以外的器具。

c.家用電器、電動工具、照明設備及類似電器產品抗擾度試驗的試驗項目
Ⅰ類器具不進行抗擾度試驗；
Ⅱ類器具的抗擾度試驗項目為：
靜電放電抗擾度試驗(外殼端口),
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口),
浪涌（沖擊）抗擾度試驗（交流電源端口）,電壓暫降、短期中斷及電壓變化抗擾度試
驗（交流電源端口）,
注入電流（0.15～230MHz）抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口)。
Ⅲ類器具的抗擾度試驗項目為：
靜電放電抗擾度試驗(外殼端口),
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口) ,
注入電流（0.15～230MHz）抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口)。
Ⅳ類器具的抗擾度試驗項目為：
靜電放電抗擾度試驗(外殼端口),
電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口),
浪涌（沖擊）抗擾度試驗（交流電源端口）,電壓暫降、短期中斷及電壓變化抗擾度試驗（交流電源端口）,
注入電流（0.15～80MHz）抗擾度試驗(信號和控制端口、交流電源端口、直流電源端口) ,
射輻電磁場輻射抗擾度試驗(外殼端口)。
注:注入電流（0.15～230MHz）抗擾度試驗即為射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗。

2.低壓電器電磁兼容要求

低壓電器的電磁兼容要求主要是對已采用了電子技術的數(shù)字電路和計算機技術等的智能電器, 目前IECTC32、TC109及TC17等技術委員會和全.國.低壓電器標準化委員會都還沒有制定專門的低壓電器的電磁兼容標準, 而是在產品標準中增加了電磁兼容的要求, 這些標準有:

以上標準規(guī)定了這部分低壓電器的電磁兼容要求, 電磁兼容要求包括電磁發(fā)射和抗擾度兩部分。 

2.1電磁發(fā)射
a.試驗依據

b.環(huán)境條件

產品使用的環(huán)境條件不同, 產品電磁發(fā)射的限值大小的要求也不同, 標準規(guī)定低壓電器使用環(huán)境條件分為兩類, 即環(huán)境1和環(huán)境2。
環(huán)境1:指與低壓非公用電網(如居住、商業(yè)和輕工業(yè)等場所和裝置)有關的環(huán)境(不考慮如弧焊機等設備強騷擾源)。
環(huán)境2:指與低壓公用電網有關的環(huán)境(考慮強騷擾源)。

c.發(fā)射限值

a)傳導騷擾發(fā)射限值

環(huán)境1：

 (a)頻率為0.15～0.5MHz∶65～55dBμV（準峰值檢波器測量），56～46dBμV（平均值檢波器測量）——頻率對數(shù)線性下降。

 (b)頻率為0.5～5MHz∶56dBμV（準峰值檢波器測量），46dBμV（平均值檢波器測量）。 
 (c)頻率為5～30MHz∶56dBμV（準峰值檢波器測量），46dBμV（平均值檢波器測量）。  

環(huán)境2:

 (a)頻率為0.15～0.5MHz∶79dBμV（準峰值檢波器測量），66dBμV（平均值檢波器測量）。

 (b)頻率為0.5～5MHz∶73dBμV（準峰值檢波器測量），60dBμV（平均值檢波器測量）。 
 (c)頻率為5～30MHz∶56dBμV（準峰值檢波器測量），60dBμV（平均值檢波器測量）。

b)輻射騷擾發(fā)射限值

環(huán)境1：
 (a)頻率為20～230MHz∶30dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為10m。

 (b)頻率為230～1000MHz∶37dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為10m。  
測量距離為3m時，限值增加10dB。

環(huán)境2:

 (a)頻率為20～230MHz∶30dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為30m。
 (b)頻率為230～1000MHz∶37dBμV/m（準峰值檢波器測量），測量距離為30m。 
 測量距離為10m時，限值增加10dB；測量距離為3m時，限值增加20dB。

2.2抗擾度
試驗依據及要求為以下標準：

3. 電力系統(tǒng)量度繼電器及繼電保護裝置電磁兼容要求

量度繼電器及繼電保護裝置是用于電力系統(tǒng)二次回路的繼電保護, 量度繼電器及繼電保護裝置電磁兼容要求是由IECTC95技術委員會和全.國.量度繼電器及保護設備標準化委員會制定,其主要標準有: 

以上標準規(guī)定了量度繼電器及保護裝置的電磁兼容要求，電磁兼容要求包括電磁發(fā)射和抗擾度兩部分。

3.1 電磁發(fā)射
a.傳導發(fā)射限值
頻率范圍為0.15～0.50MHz:發(fā)射限值為:79dBμV（準峰值檢波器測量）66dBμV（平均值檢波器測量）
頻率范圍為0.5～30MHz: 發(fā)射限值為:73dBμV（準峰值檢波器測量）60dBμV（平均值檢波器測量） 

b.輻射發(fā)射限值
頻率范圍為30～230MHz:發(fā)射限值為:限值40dBμV/m（準峰值檢波器測量）
頻率范圍為230～1000MHz:發(fā)射限值為:限值47dBμV/m（準峰值檢波器測量）

3.2 抗擾度試驗項目
a.1MHz（100kHz）脈沖群抗擾度試驗；    
b.靜電放電抗擾度試驗；
c.射輻電磁場輻射抗擾度試驗；        
d.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗；
e.浪涌（沖擊）抗擾度試驗；          
f.射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗；
g.工頻抗擾度試驗。 

4. 電力系統(tǒng)自動化裝置電磁兼容要求

電力系統(tǒng)自動化裝置電磁兼容要求是由IECTC57技術委員會和全.國.電力系統(tǒng)控制及其通信標準化技術委員會制定,其主要標準是：

標準規(guī)定的電磁兼容要求包括電磁發(fā)射和抗擾度兩部分。標準規(guī)定的電磁兼容試驗項目為：

4.1 電磁發(fā)射：
a.傳導發(fā)射限值；                
b.輻射發(fā)射限值；
c.諧波電流限值； 

d.電壓閃爍限值。                

4.2抗擾度：
a.衰減振蕩波抗擾度試驗；          
b.靜電放電抗擾度試驗；
c.射輻電磁場輻射抗擾度試驗；        
d.電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗；
e.浪涌（沖擊）抗擾度試驗；          
f.射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗；
g.工頻磁場抗擾度試驗；            
h.脈沖磁場抗擾度試驗；
i.阻尼振蕩磁場抗擾度試驗；      

j.電壓暫降、短期中斷及電壓變化抗擾度試驗。