ЭМС. МЭК 61000-3-3:2013. Руководство по измерению фликера

Статьи

В данной статье обсуждается стандарт измерения параметров электромагнитной совместимости МЭК 61000-3-3:2013, включая соответствующие выдержки из стандарта МЭК 61000-4-15 (ГОСТ Р 51317.4.15) и некоторые объяснения относительно анализа колебаний напряжения и фликера в низковольтных электрических сетях общего пользования.

Содержание

  1. Введение
  2. Что такое Zref?
  3. Требования к измерительному оборудованию
  4. Базовые определения
  5. Оценка кратковременной дозы фликера Pst
  6. Оценка длительной дозы фликера Plt
  7. Нормы
  8. Условия испытаний
  9. Приложение А (Annex A)
  10. Приложение B (Annex B)
  11. Приложение C (Annex C)
  12. Ссылки
  13. Галерея изображений

1. Введение

В данной статье обсуждается стандарт измерения параметров электромагнитной совместимости МЭК 61000-3-3:2013, включая соответствующие выдержки из стандарта МЭК 61000-4-15 (ГОСТ Р 51317.4.15) и некоторые объяснения относительно анализа колебаний напряжения и фликера в низковольтных электрических сетях общего пользования. В статье также объясняется то, как компания N4L гарантирует соответствие своей продукции (анализатор гармоник и фликера ПРИЗМА-551/1 и ПРИЗМА-551/3, источник мощности AC серии N4A, эквиваленты сети [стандартное полное сопротивление] ZREF серии IMP) данному стандарту.

Что такое фликер?

Формальным определением фликера является: «ощущение неустойчивости зрительного восприятия, вызванное световым источником, яркость или спектральный состав которого изменяются во времени» (ГОСТ Р 50397-2011).

Фликер можно рассматривать как некий признак изменения нагрузки, с результирующим изменением напряжения на сетевых зажимах этой нагрузки. Так как нагрузка подключается к источнику напряжения с конечным импедансом, то любое изменение (модуляция) нагрузки будет приводить к колебаниям напряжения в питающей нагрузку линии.

Стандарт МЭК 61000-3-3:2013 (соответствующий МЭК 61000-3-3:2005 – ГОСТ Р51317.3.3-2008) касается ограничения изменений и колебаний напряжения, и последующего фликера в низковольтных системах электроснабжения общего назначения. Стандарт указывает пределы изменения напряжения, вызываемые электрическим и электронным оборудованием при испытаниях с указанными в стандарте условиями.

Стандарт МЭК 61000-3-3:2013

Стандарт МЭК 61000-3-3:2013 распространяется на электрическое и электронное оборудование с номинальным потребляемым током не более 16А на одну фазу. Если тестируемое устройство, с использованием стандартного полного сопротивления электрической цепи ZREF, не соответствует нормам, указанным в стандарте МЭК 61000-3-3:2013, то устройство может быть испытано и оценено на соответствие стандарту МЭК 61000-3-11 (ГОСТ Р 51317.3.11). Стандарт МЭК 61000-3-11 распространяется на оборудование с потребляемым током не более 75А на фазу, и подключаемое к электрическим низковольтным сетям общего пользования при определенных условиях.

2. Что такое Zref? перейти к содержанию

ZREF – это международно-установленное название эталонного полного сопротивления для электрических низковольтных сетей общего пользования. Диаграмма такого сопротивления представлена ниже:

Рисунок 1 (по МЭК 61000-3-3:2013)

Примечания:
G - генератор (источник) напряжения
EUT – тестируемое устройство (Equipment Under Test - EUT)
M – измерительное устройство
S – источник электропитания, который содержит генератор (источник) напряжения G и эталонное полное сопротивление Z (RA, jXA, RN, jXN)
RA = 0.24Ом; jXA = 0.15Ом на частоте 50Гц
RA = 0.16Ом; jXN = 0.10Ом на частоте 50Гц

3. Требования к измерительному оборудованию перейти к содержанию

При измерении фликера в реальных условиях, ZREF представляет собой физическую цепь с некоторым импедансом, состоящим из резистивного и индуктивного компонентов, размещенных между источником питания AC и тестируемым устройством (EUT). Компания N4L обеспечивает поставку всей испытательной системы целиком, включая программируемый источник мощности AC, цепь с эталонным полным сопротивлением и анализатор фликера (с функциями анализа гармоник и электрической мощности).

Программируемый источник мощности AC

Раздел 6.3 стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) содержит требования к источнику мощности AC при измерении фликера. Обобщенные данные приведены в таблице ниже:

Требования к питающему напряжению (источник мощности AC) в соотв. с МЭК 61000-3-3
Требования Программируемые источники мощности AC серии N4A компании N4L
Испытательное напряжение электропитания (или напряжение холостого хода) должно быть равно номинальному напряжению питания тестируемого устройства (EUT) 0 – 300Вскз. однофазная модификация
0 – 520Вскз. трехфазная модификация
Отклонение испытательного напряжения от номинального значения должно быть не более ±2% ±0.1%
Стабильность частоты должна быть в пределах ±0.25Гц ±0.01Гц
Коэффициент синусоидальности кривой напряжения (THD) не должен превышать 3% Лучше чем 0.3%

ZREF – эталонное полное сопротивление

Раздел 6.4 стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) содержит требования к эталонному импедансу ZREF.

Стандарт МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) ссылаются на стандарт IEC/TR 60725:2005, который определяет синфазный и квадратурные компоненты эталонного импеданса ZREF. Необходимо заметить, что импеданс ZREF включает в себя импеданс стандартного полного сопротивления Z и выходной импеданс источника напряжения AC. Но так как импеданс источников мощности AC серии N4A крайне мал, то им можно пренебречь.

Анализатор фликера

Раздел 4.2.1 стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) ссылаются на стандарт МЭК 61000-4-15:2010 (а также ГОСТ Р 51317.4.15), который определяет технические требования, включая этапы обработки сигнала, к совместимому со стандартом анализатору фликера. Модели анализаторов фликера и гармоник ПРИЗМА-551/1 и ПРИЗМА-551/3 компании N4L полностью соответствуют стандарту МЭК 61000-4-15:2010. Более того, при необходимости компания N4L может провести калибровку анализаторов ПРИЗМА по стандарту ISO17025 силами своей собственной лаборатории (аккредитованной UKAS).

4. Базовые определения перейти к содержанию

Оценка изменений напряжения

Параметры для оценки изменений напряжений известны как «d»-значения, и представляют собой величины d(t), dc, dmax, Tmax.

  • d(t) – характеристика относительного изменения напряжения. Представляет собой временную функцию относительного изменения ср-кв. значений напряжения источника питания за каждую половину периода между моментами нулевого значения, при установившемся напряжении.
  • dc – максимальное установившееся относительное изменение напряжения за период наблюдения.
  • dmax – максимальное абсолютное изменение напряжения за период наблюдения.
  • Tmax – максимальный период времени, в течение которого ср-кв. значение напряжения за полупериод превышает предельное значение dc. Во время изменения напряжения, величина Tmax суммируется до тех пор, пока не будет достигнуто установившееся состояние напряжения.

Крактовременная доза фликера PST

Величина Pst рассчитывается в соответствии со стандартом МЭК 61000-4-15 (а также ГОСТ Р 51317.4.15). Период наблюдения для оценки величины составляет 10 минут.

Длительная доза фликера PLT

Величина длительной дозы фликера рассчитывается в соответствии с формулой:

где PST, i (i = 1, 2, 3...) – последовательные значения кратковременной дозы фликера

Подключение при определенных условиях

Если тестируемое устройство (EUT) не соответствует нормам, указанным в стандарте МЭК 61000-3-3 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008), при проведении испытаний с использованием эталонного импеданса ZREF, то производитель оборудования вправе указать, что тестируемое устройство должно быть подключено в точке присоединения к электрической сети, имеющей импеданс меньший, чем ZREF. Это объясняется тем, что падение напряжения на сопротивлении (активном или комплексном), прямо пропорционально этому сопротивлению. Если импеданс источника в точке подключения ниже (при таких же изменениях нагрузки), то и колебания напряжения, а следовательно и фликер, в этой точке также будут ниже.

5. Оценка кратковременной дозы фликера Pst перейти к содержанию

Базисом для оценки фликера является характеристика изменения напряжения на зажимах тестируемого устройства (EUT). Компания N4L использует метод «фликерметра» для оценки величины Pst. Существуют и другие методы, они указаны в разделе 4.2 стандарта МЭК 61000-3-3 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008), но они сопровождаются пояснением, что номинальное напряжение U(t) должно быть заранее известно для проведения методов симуляции.

Таким образом, для оценки фликера необходимо рассмотреть разность между двумя последовательными ср-кв. значениями напряжения питания за половину периода между моментами нулевого значения:

Uhp(t1) – ср-кв. значение на половину периода (* hp – half period) в момент времени t1.
Uhp(t2) – ср-кв. значение на половину периода (* hp – half period) в момент времени t2.
ΔUhp(t) = Uhp(t1) - Uhp(t2)

Изменение напряжения ΔUhp(t) на зажимах тестируемого устройства (EUT) обусловлено падением напряжения на эталонном импедансе ZREF, вызванным изменением потребляемого комплексного тока основной частоты. Стандарт МЭК 61000-3-3 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) описывает это изменение комплексного тока основной частоты, состоящего из двух компонентов:

ΔIp = активная составляющая изменения комплексного тока
ΔIq = реактивная составляющая изменения комплексного тока

Если тестируемое устройство (EUT) демонстрирует индуктивный характер нагрузки по отношению к источнику напряжения, а также для однофазных и симметричных трехфазных тестируемых устройств (EUT), изменение напряжения ΔUhp может быть приближенно определено по формуле:

ΔUhp = │ ΔIpR + ΔIqX │,
где  ΔIp и ΔIq – синфазная и квадратурная составляющие изменения комплексного тока ΔI;
R и X – синфазные и квадратурные составляющие комплексного импеданса.

Относительное изменение напряжения

Относительное изменение напряжения вычисляется по формуле:

d = ΔUhp / Un , где Un – номинальное значение фазного напряжения

Как ранее было указано, dmax представляет собой максимальное абсолютное изменение напряжения. Таким образом, оценка величины dmax,i прекращается в момент достижения нового значения установившегося напряжения, либо в момент окончания периода наблюдения (измерения).

Положительное значение dmax,i  регистрируется в том случае, если максимальное изменение напряжения есть результат снижения напряжения по отношению к предыдущему значению dend,i.

Отрицательное значение dmax,i  регистрируется в том случае, если максимальное изменение напряжения есть результат повышения напряжения по отношению к предыдущему значению dend,i.

Использование кривой PST = 1

Кривая PST = 1 является широко известной концепцией, однако, не всегда понимаемой. График, представленный ниже (взят из стандарта МЭК 61000-3-3:2013) иллюстрирует общую концепцию. Необходимо запомнить, что если характеристика тестируемого устройства (EUT) располагается ниже кривой PST = 1, то искажения, вносимые устройством в питающую электрическую сеть, считаются приемлемыми в кратковременном периоде (разница между кратковременным и долговременным периодом будет объяснена далее в статье).

Рисунок 2 (МЭК 61000-3-3:2013)

Если проанализировать рабочие точки на графике PST = 1, то возможно определить относительное изменение напряжения (d-значение) и число изменений напряжения за минуту, соответствующее выбранному уровню помех (возмущений).

Пример:

Для 230В системы электроснабжения, относительное изменение напряжения в 1%, соответствующее значению кратковременной дозе фликера PST = 1, потребует 25 изменений напряжения в минуту. См. рисунок 3 ниже.

Рисунок 3 (МЭК 61000-3-3:2013)

Иными словами, при изменении напряжения в 1% при частоте 25 изменений в минуту, будет достигнута величина кратковременной дозы фликера PST = 1.

Сказанное также подтверждает таблица D1 из приложения D (Annex D) стандарта МЭК 61000-3-3.

6. Оценка длительной дозы фликера Plt перейти к содержанию

Длительная доза фликера PLT рассчитывается при значении N = 12 по указанной ниже формуле:

Стандарт указывает, что оценку длительной дозы фликера PLT необходимо получить для устройств, длительность рабочего цикла которых в нормальных условиях превышает 30 минут.

7. Нормы перейти к содержанию

Указанные в стандарте МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) нормы (предельные значения), применяются к изменениям напряжения и фликеру, измеренным на сетевых зажимах тестируемого устройства (EUT). Это крайне важное замечание, так как любой компонент, проводящий ток, имеет конечный импеданс, а следовательно на нем будет некоторое падение напряжения. Например, кабели, соединяющие источник питания AC и тестируемое устройство (EUT). И если фликерметр размещен у входных зажимов тестируемого устройства (EUT), необходимо помнить, что общий эталонный импеданс ZREF будет также включать импеданс соединяющих кабелей. Комплектные измерительные системы по МЭК 61000 компании N4L учитывают дополнительный импеданс соединяющих кабелей и имеют скомпенсированное значение эталонного импеданса ZREF.

Нормы изменения напряжения и фликера
Параметр Норма
PST Меньше, либо равно 1.0
PLT Меньше, либо равно 0.65
TMAX Отклонение более 3.3% накапливаемого значения относительного изменения напряжения d(t) на зажимах тестируемого устройства (EUT) в течение единичного изменения напряжения не должно превышать 500мс.
dC Максимальное установившееся относительное изменение напряжения не должно превышать 3.3%.
dMAX

Максимальное относительное изменение напряжения (между двумя полупериодами) не должно превышать:

4% – при отсутствии дополнительных условий
6% – для тестируемого устройства (EUT), у которого:
  • включение/выключение осуществляется в ручном режиме
  • включение/выключение осуществляется в автоматическом режиме более, чем 2 раза в день, и при условии повторного запуска с запаздыванием не менее чем на несколько десятков секунд. Либо повторный запуск после прерывания напряжения питания в ручном режиме.
7% – для тестируемого устройства (EUT), которые:
  • применяются/используются непосредственно пользователем
  • включаются/выключаются в автоматическом режиме не более 2 раз в день, при условии повторного запуска с запаздыванием не менее через на несколько десятков секунд. Либо повторный запуск после прерывания напряжения питания в ручном режиме.

Нормы на дозы фликера PST и PLT не применяются при изменениях напряжения, вызванных ручным включение/выключением тестируемого устройства (EUT). Также нормы не применяются при изменениях напряжения, связанных с аварийными режимами тестируемого устройства (EUT) в силу незначительной частоты появления таких состояний.

8. Условия испытаний перейти к содержанию

При изменениях напряжения, связанных с ручным включением/выключением тестируемого устройства (EUT), предполагается соответствие устройства нормам стандарта, без проведения дополнительных испытаний, если максимальное значение потребляемого тока (включая пусковой ток), определяемое во временном окне длительностью 10мс между моментами нулевого значения, не превышает 20А. И далее (после пускового тока) потребляемый устройством ток не должен превышать 1.5.А. Если максимальное относительное изменение напряжения dMAX, связанное с ручным включением/выключением устройства определяется измерительными методами (например, с помощью анализаторов ПРИЗМА-551/1 или ПРИЗМА-551/3), то измерение проводится в соответствии с приложении Б (Annex B) стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008).

Погрешность результатов измерений

Стандарт МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) описывает погрешности для различных величин, относящихся к фликерметру (ПРИЗМА-551/1, ПРИЗМА-551/3), эквиваленту сети (или эталонному импедансу, модели IMP161, IMP163, IMP323, IMP753).

Требования к погрешностям результатов измерений приведены в разделе 6.2 стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008), и сведены в таблицу ниже:

Погрешность результатов измерений 
Параметр Норма Параметры N4L ПРИЗМА-551/х
Ток ±(1% + 10мА) 0.01% изм. значения + 0.0038% диапазона
Суммарная погрешность измерения, включая значения допусков для эталонного полного сопротивления и импеданса источника мощности AC ±8% < 1%

Эталонное полное сопротивление

Эталонный импеданс представляет собой стандартный импеданс, состоящий из сопротивлений и индуктивностей на каждой фазе. Значения величин указаны в стандарте МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) и приведены ниже на рисунке 4.

Рисунок 4

Эталонный импеданс 50Гц (60Гц) 
Параметр Значение
RA 240мОм
XA 150мОм (180мОм)
RN 160мОм
XN 100мОм (120мОм)

Период наблюдения

Период наблюдения TP для оценки дозы фликера указан в разделе 6.5 стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008).

Период наблюдения
Параметр Время
PST 10 минут
PLT 2 часа

Стандарт рекомендует включать в период наблюдения ту часть рабочего цикла тестируемого устройства (EUT), в течение которой происходят «неблагоприятные последовательности изменения напряжения».

При оценке кратковременной дозы фликера PST, рабочий цикл устройства повторяется периодически, если иное не указано в Приложении А (Annex A) стандарта МЭК 61000-3-3. Минимальное время, требуемое для перезапуска устройства, включается в период наблюдения, и если устройство автоматически прекращает работу при продолжительности рабочего цикла меньшем, чем период наблюдения.

При оценке длительной дозы фликера PLT, повторять рабочий цикл устройства не требуется, если иное не указано в Приложении А (Annex A) стандарта МЭК 61000-3-3, в случае, если рабочий цикл меньше 2 часов и устройство не предназначено для продолжительного функционирования.

Пример:

Рабочий цикл устройство: 35 минут.
Четыре последовательных значения PST измеряются в течение первого периода 40 минут.
Остальные восемь значений PST за 2 часовой период тестирования считаются равными нулю.

Общие условия испытаний

Стандарт указывает общие условия испытаний для устройств, не вошедших в приложение А (Annex A) и рекомендует настроить тестируемое устройство таким образом, чтобы обеспечить создание наиболее неблагоприятной последовательности изменений напряжения (на сетевых зажимах устройства, подключенного к источнику мощности и опорному импедансу). При этом для настройки устройства используются только те режимы, которые указаны производителем в руководство по эксплуатации, либо те, которые могут быть использованы с большой степенью вероятности.

Таким образом, конкретное тестируемое устройство должно быть испытано в условиях, максимально приближенным к обычным рабочим условиям, указанным изготовителем.

Испытания электродвигателей

При запуске двигателя, обратное электромагнитное поле, создаваемое вращающимся ротором, и проходящее через неподвижные обмотки двигателя равняется нулю. Таким образом, при механической частоте ротора равной нулю, потребляемый двигателем ток будет максимальным. Следовательно, логично сделать вывод, что для определения максимального пускового тока, проводить измерения необходимо при заторможенном роторе. Как следствие, максимальный пусковой ток соответствует максимальной величине dMAX, т.е. максимальное значение dMAX определяется во время измерения при заторможенном роторе. Такой метод является приемлемым для оценки dMAX.

Испытания устройств с отдельными управляемыми цепями

Для тестируемых устройств (EUT), состоящих из отдельных управляемых цепей, каждая цепь рассматривается как отдельное тестируемое устройство внутри основного устройства. При этом подразумевается, что каждая отдельная цепь не предназначена для одновременного включения с другими цепями.

Если предполагается одновременное включение внутренних цепей, то группа таких цепей должна рассматриваться как отдельное тестируемое устройство.

Пример:

Система состоит из 14 внутренних цепей
Цепи 1, 3, 5 и 7 включаются одновременно (Система А)
Цепи 2, 4, 6, 8 ~ 14 включаются одновременно (Система Б)
Таким образом, имеется 2 внутренних тестируемых устройства, которые испытывают отдельно для всех 14 внутренних цепей.

9. Приложение А (Annex A) перейти к содержанию

МЭК 61000-3-3 (ГОСТ Р 51317.3.3-2008) Приложение А
Тип устройства Условия проведения испытаний
Кухонное оборудование
  • Длительная доза фликера PLT не определяется.
  • Кратковременная доза фликера PST определяется при установившемся температурном режиме, если не указано иное.

Электроплитки
  • Испытываются с помощью обычного сосуда с водой (кастрюля), наполненного водой. Высота сосуда и масса воды указаны в Таблице А.1 стандарта МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008).
  • Кипение. Испытание проводят 5 раз в момент кипения воды и по результатам испытаний определяют среднее значение.
  • Жарка. Наполняют сосуд силиконовым маслом, массой, превышающей значения в Таблице А.1 в 1.5 раза. Устанавливают температуру 180°С. Контроль температуры осуществляется с помощью термопары.
  • Настройки мощности. Испытывают все дискретные установки мощности (максимум 10). Если дискретных установок мощности не предусмотрено, то разбить весь диапазон мощности на 10 дискретных интервалов.

Печи для выпечки хлеба
  • Испытываются пустыми, с закрытой дверцей.
  • Необходимо поместить термопару в центр духовки.
  • Установить температуру 220°С (печи обычного типа), 200°С (печи с циркуляцией горячего воздуха).

Грили
  • Испытываются пустыми, с закрытой дверцей, если иное не указано в технической документации производителя.
  • При возможности настройки – необходимо установить режимы наименьшей, средней и наибольшей температуры, и зарегистрировать худший результат.

Комбинированная печь для выпечки хлеба/гриль
  • Испытываются пустыми, с закрытой дверцей.
  • Необходимо поместить термопару в центр духовки.
  • Установить температуру 250°С (либо наиболее близкую из возможных).

Микроволновые печи
  • Испытываются с помещенным внутрь сосудом с водой, массой 1000гр.
  • Испытываются при минимальном, среднем и третьем (уровень, соответствующий либо максимальной мощности, либо 90% от максимальной мощности) уровне мощности.
  • Зарегистрировать худший результат.
Световое оборудование
  • При испытании использовать лампу, мощность которой соответствует мощности оборудования.
  • Дозы фликера PST и PLT определяют только для устройств, которые с большой долей вероятности могут вызывать фликер, например, для оборудования для дискотек.
  • Для отдельных ламп, таких как флуоресцентные трубки, нормы не устанавливаются.
  • Лампы накаливания (мощностью ≤1000Вт), газоразрядные лампы (мощностью ≤600Вт), LED лампы (мощностью ≤200Вт), считают соответствующими нормам по dMAX и не требующими дополнительного испытания.
  • Осветительные приборы с большей номинальной мощностью, и не соответствующие нормам данного стандарта, должны быть подключены к сети питания при определенных условиях в соответствии с МЭК 61000-3-11 (а также ГОСТ Р 51317.3.11).
Стиральные машины
  • Испытываются при выполнении полной программы, при нормальном цикле стирки хлопчатобумажной ткани без использования программы предварительной стирки (если возможно), при температуре 60°С.
  • При испытании используется дважды подогнутая и подшитая выстиранная хлопчатобумажная ткань (размер 70х70см, плотность 140~175гр/м2).
  • Температура воды 65°С (с нагревательным элементом), 15°С (остальные типы).
  • При программном управлении нагревательным элементом – предварительный подогрев воды до 60°С.
  • При отсутствии программного управления нагревательным элементом – предварительный подогрев воды до 90°С, или меньшей, если требуемое условие стирки выполняется.
  • При определении величин dC, dMAX, TMAX, игнорируют одновременное включение двигателя и нагревателя.
  • Проводят оценку величин PST и PLT.
Барабанные сушилки
  • При испытании используют ткань, сухая масса которой составляет 50% от нормативного значения. При испытании используется дважды подогнутая и подшитая выстиранная хлопчатобумажная ткань (размер 70х70см, плотность 140~175гр/м2).
  • Замачивают материал в воде при температуре 25°С, добавляя 60% от изначальной массы ткани.
  • Если возможно, проводят испытания при минимальной и максимальной мощности.
  • Проводят оценку величин PST и PLT.
Холодильники
  • Устройство должно работать непрерывно, с закрытой дверью.
  • Термостат устанавливается в среднее значение температуры.
  • Камера холодильника должна быть пустой и без подогрева.
  • Оценка величин PST и PLT не требуется.
Копировальные машины, лазерные принтеры и аналогичное оборудование
  • Оценка величины PST при максимальной скорости копирования (печати).
  • Для печати используется белая чистая бумага, плотностью 80г/м2, если в технической документации на устройство не указано иное.
  • Оценка величины PLT производится в режиме ожидания (standby mode) устройства.
Пылесосы Оценка величин PST и PLT не требуется.
Миксеры Оценка величин PST и PLT не требуется.
Переносные электрические инструменты
  • Оценка величины PLT не требуется.
  • При отсутствии нагревательных элементов в конструкции устройства, оценка величины PST не требуется.
  • Для испытания устройство включается на 10 минут.
Фены
  • Для ручных фенов оценка величины PLT не требуется.
  • Для оценки величины PST, устройство включают на 10 минут.
  • Если в устройстве предусмотрена регулировка мощности, то проверяется весь диапазон мощностей, с максимальным количеством дискретных шагов равным 20.
Телевизионное, аудио, компьютерное, DVD и аналогичное оборудование
  • В соответствии с Приложением А (Annex A) текущего стандарта.
  • Если не накладывается дополнительных требований, то проверяется соответствие величины dMAX.

Приведенная выше таблица не является исчерпывающей, поэтому рекомендуется обратиться к тексту стандарта МЭК 61000-3-3 (Приложение/Annex A) (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008, Приложение А) для получения информации об испытаниях таких устройств как: водонагреватели, усилители сигналов звуковой частоты, кондиционеры, тепловые насосы, коммерческое холодильное оборудование и оборудование дуговой сварки.

10. Приложение B (Annex B) перейти к содержанию

Приложение B (Annex B) устанавливает процедуры испытаний для измерения величины dMAX, известной также как изменение напряжения на сетевых зажимах тестируемого устройства (EUT), вызванного ручным включением/выключением.

При ручном включении/выключении устройства, его пусковой ток приводит к изменениям питающего напряжения. Для получения повторяемых результатов при измерении dMAX, необходимо применять статистические методы. Максимальное и минимальное значение величины dMAX исключаются, а окончательный результат получается как среднеарифметическое из оставшихся 22 значений dMAX.

Процедура испытания состоит из 24 измерения, проводится в следующем порядке:

  1. Запуск измерения
  2. Включение тестируемого устройства (EUT)
  3. Обеспечение функционирования тестируемого устройства (EUT) максимально возможное время в течение периода измерения в 1 минуту.
  4. Выключение тестируемого устройства (EUT) до истечения 1 минутного периода измерения.
  5. Убедиться, что все движущиеся части внутри тестируемого устройства (EUT) остановились до истечения 1 минутного периода измерения.
  6. Перед началом следующего периода измерения, убедиться, что температура всех устройств, которые могли бы повлиять на величину, снизилась до температуры окружающей среды.
  7. Начать следующее измерение.

11. Приложение C (Annex C) перейти к содержанию

Приложение C (Annex C) определяет характеристики установившегося напряжения и изменения напряжения.

Данный раздел стандарта является модифицированной версией раздела из стандарта МЭК 61000-4-15:2010 (а также ГОСТ Р 51317.4.15-99), и необходимо помнить, что оба стандарта не существуют друг без друга. Стандарт МЭК 61000-4-15:2010 (а также ГОСТ Р 51317.4.15-99) задает требования к измерительной системе, а МЭК 61000-3-3:2013 (а также ГОСТ Р 51317.3.3-2008) задает нормы и практическую реализацию измерения величины фликера.

Необходимо рассмотреть два состояния напряжения. Одно состояние состоит в том, что ср.-кв. (RMS) значение величины напряжения за половину периода остается в т.н. установившемся состоянии, во втором состоянии происходит «изменение», т.е. увеличение или уменьшение ср.-кв. значения величины напряжения за половину периода.

Определения

Для понимания терминов и описаний, приведенных в Приложении С (Annex C), необходимо определить параметры, связанные с установившимся и меняюящимся напряжением.

Ср-кв. значение напряжения за половину периода (Uhp)

Представляет собой ср.-кв. (RMS) значение величины напряжения испытательного сигнала за половину периода. Рассчитывается на интервалах 0~180° и 180~360° между моментами нулевого значения.

Рисунок 5. Ср-кв. значение напряжения за половину периода (Uhp
в соответствии с МЭК 61000-3-3 (ГОСТ Р 51317.3.3)

На рисунке 5 показаны отсчеты (измерительные точки), используемые для расчета ср-кв. значения напряжения на интервале 0~180° (частота выборки анализаторов ПРИЗМА-551/1 и ПРИЗМА-551/3 значительно выше, чем указана на рисунке, и соответствует 2Мвыб/с). Такой же процесс повторяется и для второй половины периода, т.е. интервала 180~360°. Таким образом, величина Uhр является функцией времени.

Временная зависимость величины Uhp(t)

Представляет собой функцию, образованную последовательными ср-кв. значениями напряжения, расчитанными дискретно для каждой половины периода между моментами нулевого значения.

Относительное ср-кв. значение напряжения за половину периода dhp

Выражается как отношение измеренного значения Uhp к величине номинального напряжения Un.

dhp(t) = Uhp(t) / Un

Изменение установившегося напряжения dc,i

Величина представляет собой разницу между двумя последовательными изменениями установившегося напряжения, и обычно выражается в процентах по отношению к номинальному напряжению Un.

dc,i = [dend,i-1 – dstart,i] / Un

Пример измерения величины dc:

Пример изменения установившегося напряжения

Рисунок 6

На рисунке 6 представлено поведение ср-кв. значения при появлении «изменения установившегося напряжения», согласно стандарта МЭК 61000-3-3 (ГОСТ Р 51317.3.3).
dc,i = [dend,i-1 – dstart,i] / Un

dc,i = [230 – 227.7] / 230 = 0.01 = 1%

Указанный пример приводит расчет изменения установившегося напряжения. Необходимо заметить, что следующее состояние «установившегося напряжения» наступит после 1 секунды с момента расчета ср-кв. значения за половину периода, равному 227.7Вскз.

Максимальное изменение напряжения dmax,i

Величина представляет собой максимальную, измеренную за период испытания, разность между установившимся напряжением и последующим ср-кв. значением напряжения за половину периода (dhp(t)).

dmax,i = max [dend,i-1 - dhp(t)]

Величина имеет знак, и его значение зависит того, в каком  направлении меняется напряжение относительно установившегося состояния dend,i-1.

Если:
Величина dmax является результатом уменьшения напряжения, то dmax является положительным.

Величина dmax является результатом увеличения напряжения, то dmax является отрицательным.

Макс. изменение установившегося напряжения за период испытаний dc

Величина представляет собой максимальное значение dc из измеренных значений dc,i за весь период испытания (наблюдения).

dc = max i [ |dc,i| ]

Макс. абсолютное изменение напряжения за период испытаний dmax

Величина представляет собой максимальное абсолютное значение из измеренных значений dmax,i за весь период испытания (наблюдения).

dmax = max i [ |dmax,i| ]

Характеристика отклонения напряжения d(t)

Представляет собой функцию времени d(t), определяется изменением текущего ср-кв. значения за половину периода (dhp(t)) по отношению к предыдущему значению (dend,i-1). Значение функции имеет знак. Падение напряжения дает положительный знак, возрастание напряжения – отрицательный.

d(t) = dend,i-1 - dhp(t)

Характеристика установившегося состояния напряжения и характеристика изменения напряжения

Состояние установившегося напряжения считается таковым в том случае, когда ср-кв. значение напряжения за половину периода (Uhp) остается в полосе допуска ±0.2% на протяжении как минимум 100 половин периодов основной частоты (50Гц), что эквивалентно длительности установившегося состояния в течение 2 секунд.

Перед началом измерения величины фликера, изначальное эталонное напряжение считается усредненным ср-кв. значением напряжения, полученным в течение предыдущей секунды перед началом испытания (периода измерения). Это значение является опорным значением для расчета величин dc и dhp(t), а также в расчетах при измерении значений dmax и d(t).

Если условие установившегося напряжения во время испытания не выполняется, то величина dc считается равной 0.

Во время проведения испытания, среднее значение Uhp,avg рассчитывается на основе 100 последних значений Uhp (на основной частоте 50Гц). Величина Uhp,avg позволяет определить, продолжается ли установившееся состояние напряжения или нет. Также величина служит опорным значением для расчета величин dc, dmax и Tmax в случае сбоя питающего напряжения.

Важно отметить, что среднее значение за 100 полупериодов Uhp,avg, рассчитывается непрерывно и сравнивается в последним измеренным ср-кв. значением за половину периода Uhp. И если это последнее измеренное ср-кв. значение Uhp находится в пределах 0.2% от величины Uhp,avg, то считается, что состояние установившегося напряжения продолжается.

Новое установившееся состояние dc,i определяется после изменения напряжения, и начальное значение dstart,i берется равным величине dhp(t=tstart). Затем устанавливается допуск в 0.2% и условие установившегося состояния считается выполненным, если средние значения за 100 полупериодов находятся в полосе допуска в 0.2%.

Причина, по которой используется величина Uhp,avg, заключается в предотвращении влияния медленных изменений в сетевом напряжении на величины dc и dmax.

Последнее значение Uhp, находящееся в пределах полосы допуска 0.2%, обозначается как dend,i. А новое ср-кв. значение за половину периода, следующее за этой величиной Uhp (в пределах допуска 0.2%), обозначается как dhp. Эта величина dhp используется как изначальное значение для определения следующего установившегося состояния, известного как dc,i+1.

После определения нового значения Uhp,avg (после 100 полупериодов), проводится измерение нового установившегося состояния. Если какое-либо значение (в течение 100 полупериодов) выходит за допуск 0.2%, то этого значение берется за начальную точку для определения нового установившегося состояния, и так до тех пор, пока все значения из полного интервала в 100 полупериодов не будут находиться в пределах полосы допуска 0.2%.

Определение «d»-значений

Измерения фликера с помощью анализаторов (или систем) компании N4L, проводятся в полном соответствии с Приложением С (Annex C) стандарта МЭК 61000-4-15:2010 (ГОСТ Р 51317.4.15) «Определение характеристик установившегося состояния напряжения и характеристик изменения напряжения».

В ходе испытания обеспечивается генерация опорных характеристик изменения напряжения, описанных в таблицах С.1 и С.2 стандарта МЭК 61000-3-3:2013.

Компания N4L разработала источники мощности AC, обеспечивающие генерацию требуемых характеристик изменения напряжения в соответствии с таблицами С.1 и С.2. Другие формы сигналов могут задаваться пользователем самостоятельно, так как источники оснащены встроенным генератором сигналов произвольной формы.

Таблица С.1 – условия для испытания/измерения dc – dmax – td(t)

Рисунок 7

Программируемый источник AC мощности N4A06 в режиме «SEQUENCE», используя высокоточные алгоритмы синхронизации, обеспечивает генерацию сигнала, приведенного на рисунке 7.

Параметры сигнала измеряются с помощью анализатора фликера ПРИЗМА-551/1 в «нормальном» измерительном режиме параметров d(t).

Испытание с ПРИЗМА-551/1: td(t) = 500мс

Рисунок 8

Далее обеспечивается генерация и последующее измерение параметров сигнала в соответствии с таблицей С.2. В результате измерений ожидается получение величины td(t) равной 600мс (величина td(t) на дисплее анализатора ПРИЗМА-551/1 отображается как Tmax).

Таблица С.2 – условия для испытания/измерения dc – dmax – td(t)

Рисунок 9

Испытание с ПРИЗМА-551/1: td(t) = 600мс

Рисунок 10

Необходимо отметить, что измеренные величины d(t), dc и Tmax находятся в допустимых пределах по точности, в соответствии со стандартом МЭК 61000-3-3.

12. Ссылки перейти к содержанию

  • Международный электротехнический словарь. (1990). Электромагнитная совместимость, глава 161, МЭК 60050-161:1990
  • Международная электротехническая комиссия. (2013). Электромагнитная совместимость (ЭМС) – Часть 3-3 Нормы – Ограничение измерений напряжения, колебаний напряжения и фликера в общественных низковольтных системах электроснабжения, для оборудования с потребляемым током ≤16А по одной фазе, и не требующего условного подключения.

13. Галерея изображений перейти к содержанию


Другие статьи

посмотреть все
  • Решения компании "Главприбор" для испытаний на ЭМС

    Решения компании "Главприбор" для испытаний на ЭМС

    Наша компания является официальным партнером ряда производителей оборудования для испытания на ЭМС. В данном материале приведены поддерживаемые стандарты МЭК (ГОСТ) и соответствующее им испытательное оборудование, поставляемое нашей компанией.

    Статьи
  • Электрохимическая импедансная спектроскопия эл. питания

    Электрохимическая импедансная спектроскопия эл. питания

    Спектроскопия электрохимического импеданса (СЭИ, EIS) представляет собой метод, при котором импеданс электрохимической ячейки измеряется как функция от частоты. Метод импедансной спектроскопии играет значительную роль в фундаментальных и прикладных исследованиях. Метод описывает процессы, связанные с химическими и электрическими явлениями/реакциями/параметрами и может представлять трудность в понимании терминов и использовании измерительных приборов.

    Статьи
  • Обзор анализатора мощности серии ПРИЗМА-350

    Обзор анализатора мощности серии ПРИЗМА-350

    Компания Newtons4th представляет новейший прецизионный анализатор мощности ПРИЗМА-350 с возможностью анализа от 1 до 6 фаз в одном компактном 2U корпусе. Мощность двухядерной обработки данных обеспечивает одновременные измерения по всем 6 фазам с максимальной производительностью. Анализатор ПРИЗМА-350 обеспечивает точность измерения напряжения и тока 0.04%, мощности 0.06% при частоте дискретизации 1МГц по всем каналам.

    Статьи