Испытания комбинированных блоков питания на устойчивость к воздействию магнитного поля промышленной частоты

         Технические требования

         В соответствии с [1], способность комбинированных блоков питания (в дальнейшем – блок, техническое средство или ТС) сохранять заданное качество функционирования при воздействии на него внешних электромагнитных помех с регламентируемыми значениями параметров, при отсутствии дополнительных защитных средств, не относящихся к принципу действия или построения ТС, называют устойчивостью к электромагнитной помехе.

Все ТС, используемые в схемах релейной защиты, согласно [2] должны подвергаться испытаниям на устойчивость к магнитному полю промышленной частоты, проводимым по [3].

Действующим стандартом [4] предусмотрено несколько критериев качества функционирования, характеризующих работоспособность ТС при воздействии помех. В связи с тем, что все изделия, используемых в системах релейной защиты, при  воздействии помех должны соответствовать критерию качества А, то есть продолжать функционировать без сбоев и не требовать вмешательства оператора после прекращения воздействия помех, рассматривать другие критерии здесь не будем..

При испытаниях на электромагнитную совместимость предполагают, что электромагнитные помехи воздействуют на ТС через пόрты – границы между ним и внешней электромагнитной средой (рис. 1).

В стандарте [5] помеха, создаваемая магнитным полем промышленной частоты (МППЧ), рассматривается как воздействующая на порт корпуса.

Параметры воздействующей при испытаниях той или иной помехи задают в нормативной документации. Для удобства интенсивность воздействия помехи характеризуют условным номером (цифрой) и называют степенью жесткости испытаний [6].

Для того или иного конкретного изделия может быть предусмотрена специальная степень жесткости испытаний, которую в стандартах обозначают * или х.

В этом случае значения параметров воздействующей помехи берут не из стандартов, а устанавливают специальным соглашением между потребителем и изготовителем и фиксируют в технических условиях или в другой документации.

         На основании рекомендаций, приведенных в нормативных документах, в технических условиях должно  указано, что комбинированный блок питания должен выполнять свои функции (критерий качества функционирования А) в условиях воздействия магнитного поля промышленной частоты (степень жесткости испытаний 5) напряженностью:

- длительно – 100А/м;

- в течение 3 с  – 600 А/м по [5];

- в течение 1 с – 1000 ^*1 А/м по [3].

Необходимо отметить, что введенные в 1997 году общие технические требования [7], предусматривали испытания МППЧ значительно меньшей напряженности – 30А/м.

Метод испытаний

Для обеспечения сопоставимых результатов, испытания на помехозащищенность необходимо производить с использованием методов и испытательного оборудования, соответствующего требованиям, приведенных в стандартах испытаний.

Испытательное МППЧ согласно [3] создают током, протекающим в индукционной катушке, или в специальном устройстве, например трансформаторе.

Различают два метода испытаний на устойчивость к МППЧ – иммерсионный (от лат. immersio—погружение) и приближения.

В первом случае объект испытаний помещают в центре индукционной катушки («погружают» в магнитное поле). Во втором индукционную катушки перемещают вдоль стороны ТС, выявляя  зоны, наиболее восприимчивые к воздействию испытательного поля.

В связи с тем, что  габариты блока питания позволяют разместить его на испытательном столе, то испытания проводят при трёх взаимно перпендикулярных положениях испытательной катушки (рис. 2).

Для испытаний малогабаритных ТС используют круглую (рис. 3) или квадратную катушку. Такая катушка должна быть откалибрована для подтверждения соответствия напряженности МППЧ требуемой степени жест кости испытаний.

Полученное при калибровке катушки значение тока используют при проведении испытаний. Метод калибровки катушки описан в [3].

Испытательный генератор, используемый для питания катушки, должен быть рассчитан для работы в режиме короткого замыкания и, независимо от типа, соответствовать требованиям, установленным в этом же стандарте [3].

Для того, чтобы МППЧ, создаваемое испытательным генератором,  не влияло поле, создаваемое индукционной катушкой, стандарт предписывает устанавливать испытательный генератор не ближе 3 м от испытательной катушки.

Испытательная схема

При испытаниях на устойчивость к воздействию помех ТС должно работать в соответствии со своим назначением, поэтому комбинированный блок питания включают в испытательную схему, используемую и при проверке его параметров. В схеме предусмотрены регулируемые источники напряжения АU и тока АI и  регулируемая нагрузка AR (рис. 4). Параллельно вольтметру РV2 подключают вход осциллографа.

           

Длина проводов испытательной схемы не должна превышать 5 м, а площадь сечения – не менее 0,5 мм2.

После подключения блока питания в испытательную схему, его помещают

в геометрическом центре индукционной катушки.

С помощью  ЛАТР1 устанавливают напряжение (220 ± 11) В на входе  канала напряжения

Если канал тока в блоке питания при наличии напряжения на выходе  блока питания блокируется схемой, то ЛАТР2 не включают. В противном случае

на вход  канала тока с помощью ЛАТР2 подают ток, значение которого указано в документации на блок питания.

После включения блока питания в работу с помощью испытательного генератора, на выход которого подключена индукционная катушка, создают МППЧ.

Напряженность поля и продолжительность его воздействия на блок должны соответствовать указанным выше, в разделе Технические требования.

Испытания повторяют для двух других положений блока относительно индукционной катушки (см. рис. 2).

Во время воздействия МППЧ и после его отключения блок должен функционировать нормально, выходное напряжение блока не должно отклоняться за установленные пределы.

После окончания испытаний на воздействие МППЧ бок подвергают приемосдаточным испытаниям.

Литература

1. ГОСТ 30372-95  (ГОСТ Р 50397-92). Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения.

2. ГОСТ 51317.4.1-2000. Совместимость технических средств электромагнитная.

Испытания на помехоустойчивость. Виды испытаний.

3. ГОСТ Р 50648-94.  Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний.

4. ГОСТ 32137-2013 Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства для атомных станций. Требования и методы испытаний.

5. ГОСТ Р 51317.6.5-2006. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях. Требования и методы испытаний

6.  ГОСТ Р 50648-94 . Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний.

7. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: ОРГРЭС, 1997.