李滟 王剛（中國家用電器研究院 北京 100176）

1 前言

越來越多的高新技術(shù)隨著科技的進步被應(yīng)用到家電產(chǎn)品中，而它們的電磁兼容性對其安全性能的影響也越來越受到關(guān)注。我國最新一版的家電安全通用標準GB 4706.1-2005的第14章規(guī)定了瞬態(tài)過電壓試驗，第19章中19.11.4.4條款規(guī)定了電子類家電產(chǎn)品對電磁兼容抗擾度的相關(guān)試驗項目，即：通過電子斷開獲得斷開位置的開關(guān)的器具、帶有處于待機狀態(tài)開關(guān)器具和帶有保護電子電路的器具需進行浪涌（沖擊）抗擾度的測試。實際工作中許多技術(shù)人員對上述兩個實驗的理解存在理解模糊的情況，因此本文有針對性地以GB 4706.1-2005標準中19.11.4.4的浪涌（沖擊）抗擾度試驗和第14章的瞬態(tài)過電壓試驗為對象，從試驗?zāi)康?、試驗原理、試驗方法、合格判定等方面入手進行對比分析，希望能夠?qū)I(yè)人士提供一些必要的參考。

2 試驗?zāi)康?/h2>

浪涌（沖擊）抗擾度試驗是評價設(shè)備在遭受浪涌（沖擊）時的抗擾度能力，這種沖擊大多是由設(shè)備開關(guān)瞬間或者雷電瞬變過電壓引起的。GB 4706.1-2005標準中第19.11.4.4條款所涉及的浪涌（沖擊）試驗?zāi)康?，是為了評價待機狀態(tài)下的被測產(chǎn)品在防浪涌器件斷開條件下承受浪涌（沖擊）的能力。第14章的瞬態(tài)過電壓試驗是為了評價被測產(chǎn)品的電氣間隙是否能夠承受標準規(guī)定的高壓脈沖，即當(dāng)兩個帶電導(dǎo)體或者帶電導(dǎo)體與易觸及表面之間的電氣間隙不符合安全通用標準GB 4706.1-2005中表16的規(guī)定時，器具應(yīng)當(dāng)承受瞬態(tài)過電壓試驗，該試驗應(yīng)在被測產(chǎn)品未運行時進行。

3 試驗原理

GB 4706.1-2005標準中第19.11.4.4條款所涉及的浪涌（沖擊）的試驗，要求僅在被測產(chǎn)品的電源端進行測試，試驗分別對線對線、線對地進行耦合，GB/T 17626.5規(guī)定的試驗等級3級適用于線對線的耦合方式，4級適用于線對地的耦合方式。線對線耦合的有效阻抗為2Ω，線對地耦合的有效阻抗為12Ω，信號發(fā)生器要求浮地。浪涌（沖擊）的標準開路電壓波形（峰值1kV）見圖1。從圖1中我們可以看出，波前時間（10%~ 90%）T1=1.67T=1.2μs，T是30%峰值到90%峰值所經(jīng)歷的時間。持續(xù)時間（50%峰值 ~ 50%峰值）T2=50μs。浪涌信號發(fā)生器發(fā)出的脈沖信號一般會產(chǎn)生電壓過沖，標準要求電壓過沖的峰值不能超過電壓脈沖峰值的30%。

表1

第14章的瞬態(tài)過電壓試驗要求的試驗點與浪涌（沖擊）試驗不同，它要求在不符合標準的電氣間隙兩端導(dǎo)體進行測試，脈沖試驗電壓波形要符合標準GB/T 17627.1的要求（見圖2），有效阻抗為12Ω。從圖2中我們可以看出，瞬態(tài)過電壓試驗所要求的脈沖波形（峰值1kV）與浪涌（沖擊）試驗要求的脈沖波形在波前時間和持續(xù)時間方面基本相同，只是瞬態(tài)過電壓試驗對于脈沖過壓沒有做出限制，這是因為脈沖試驗發(fā)生器一般不會產(chǎn)生過電壓脈沖，脈沖能量會以緩慢的方式釋放掉。浪涌（沖擊）試驗和瞬態(tài)過電壓試驗脈沖的能量集中在持續(xù)時間內(nèi)能進行釋放，所以同樣峰值的浪涌（沖擊）脈沖與瞬態(tài)過電壓脈沖對被測產(chǎn)品的抗沖擊能力的考核是相同的。

4 試驗方法

由于浪涌（沖擊）試驗的電壓波形相對較緩，因此對試驗室的配置比較簡單，尤其對于電源線上的試驗，都是通過耦合去耦網(wǎng)絡(luò)來完成的。

GB 4706.1-2005標準中第19.11.4.4條款規(guī)定對于帶有待機狀態(tài)開關(guān)、電子斷開功能開關(guān)、保護電子電路的產(chǎn)品，在實驗室進行的浪涌（沖擊）試驗僅在電源端進行5次正脈沖和5次負脈沖試驗，試驗電壓應(yīng)當(dāng)分別在0 o、90o、180o、270o的相位上進行，電源線長度不應(yīng)超過2m。試驗速率每分種1次，不宜太快，以便給被測產(chǎn)品內(nèi)部器件有一個性能恢復(fù)的過程。事實上，自然界的雷擊現(xiàn)象和開關(guān)站大型開關(guān)的切換也不可能有非常高的重復(fù)率現(xiàn)象存在。試驗要在防浪涌裝置斷開的條件下進行，Ⅰ類器具中接地的電熱元件應(yīng)斷開。之所以將防浪涌裝置斷開是為了考察被測產(chǎn)品在防浪涌裝置失效這種“非正?！睏l件下，內(nèi)部器件自身的抗擾度能力。

第14章的瞬態(tài)過電壓試驗要考核的是被測產(chǎn)品的電氣間隙結(jié)構(gòu)是否符合標準規(guī)定，如果電氣間隙符合GB 4706.1-2005表16的規(guī)定，則不需要進行脈沖過電壓試驗。對于額定電壓在150V和300V之間的產(chǎn)品，要經(jīng)受2500V的額定脈沖電壓，對應(yīng)的脈沖試驗電壓為2950V，詳見表1。

試驗中應(yīng)首先觀察帶電部件的電器間隙是否符合GB 4706.1-2005表16的規(guī)定值，如果不符合則應(yīng)當(dāng)將脈沖電壓發(fā)生器輸出端的兩極夾于帶電部件兩端，對于額定電壓220V的被測產(chǎn)品輸出2950V的脈沖試驗電壓。被測產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)置于絕緣墊上，試驗過程中人員應(yīng)當(dāng)遠離被測點。GB 4706.1-2005表16的規(guī)定值適用于空氣中的電氣間隙，在標準大氣壓力與溫濕度的條件下空氣的擊穿電壓為3000V/mm，所以試驗人員對試驗點能否被擊穿在試驗之前能當(dāng)有一定的預(yù)判。

標準規(guī)定脈沖試驗電壓以不小于1s的間隔對每個極性施加3次脈沖，在實際檢測中脈沖電壓發(fā)生器充電時間往往較長，一秒鐘的時間間隔達不到想要的脈沖試驗電壓，所以建議時間間隔大于5s。

5 合格判定

GB 4706.1-2005標準中第19.11.4.4條款規(guī)定被測產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)在電子斷開、待機狀態(tài)下和保護電子電路工作的情況下進行浪涌（沖擊）試驗，試驗過程中檢測人員應(yīng)當(dāng)觀察被測產(chǎn)品的狀態(tài)，被測產(chǎn)品在試驗中和試驗結(jié)束后不應(yīng)變得可運行。

第14章的瞬態(tài)過電壓試驗中不應(yīng)出現(xiàn)閃絡(luò)，實際檢測中是否出現(xiàn)閃絡(luò)有時很難判斷而且檢測人員近距離觀察閃絡(luò)情況有時比較危險，本文提供另外一種判斷瞬態(tài)過電壓試驗的合格判定方法。

瞬態(tài)過電壓試驗所使用的脈沖電壓發(fā)生器一般會提供一個輸出波形檢測端口，此端口也可以作為設(shè)備計量或者期間核查時用來檢測標準輸出波形。在試驗中可以將示波器連接到輸出波形檢測端口，如果被測產(chǎn)品未被擊穿，示波器會顯示一個符合GB/T 17627.1的開路電壓標準波形，見圖3。

示波器使用40:1的探頭，橫軸每格10μs，縱軸每格20V。

1.2 /50μs脈沖電壓波形，峰值電壓Ut=2950V。

如果產(chǎn)品被擊穿，示波器會顯示一個不規(guī)則波形，見圖4。

6 結(jié)束語

GB 4706.1-2005不但對產(chǎn)品的安全性能提出了嚴格的要求，對產(chǎn)品的電磁兼容特性也提出了更加嚴格的要求。分析安全測試與電磁兼容測試的特點與區(qū)別不僅有助于專業(yè)檢測人員掌握試驗的特性，也有助于設(shè)計人員在產(chǎn)品的設(shè)計初期能夠容易把握產(chǎn)品設(shè)計方案，從而更好的為消費者提供使用方便、安全放心的家電產(chǎn)品。

[1] GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》

[2] GB/T 17626.5-2008《電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗》

[3] GB-T 17627.1-1998《低壓電氣設(shè)備的高電壓試驗技術(shù)第一部分：定義和試驗要求》