在工业自动化与智能建筑领域,为实现设备间的互联互通与集中管理,家庭与楼宇电子系统(HBES)和楼宇自动化控制系统(BACS)的应用日益广泛。这些系统通过有线或无线网络,将照明、暖通空调、安防、能源管理等子系统集成起来,形成一个高效、智能的控制网络。然而,工业环境电磁环境复杂,存在大量变频器、电机、大功率开关电源等强干扰源。因此,对HBES/BACS设备及系统进行传导发射检测至关重要。这项检测旨在评估设备通过电源线或信号线向外辐射的电磁骚扰水平,确保其不会对同一电网中的其他敏感设备造成干扰,同时保障系统自身的稳定可靠运行。其主要影响因素包括设备内部开关电源的拓扑结构、滤波电路的设计、接地方式以及线缆的布线与屏蔽等。进行严格的传导发射检测,是产品符合电磁兼容法规、取得市场准入、提升系统在恶劣工业环境下抗干扰能力的关键环节,具有极高的工程与商业价值。
具体的检测项目
HBES/BACS设备的传导发射检测主要依据相关电磁兼容标准,关注设备在运行状态下通过其电源端口和电信端口向公共电网或连接网络注入的骚扰电压或骚扰电流。关键检测项目包括:
1. 电源端传导骚扰电压:测量设备在特定负载条件下,其交流或直流电源线(相线、中线)上相对于参考地产生的骚扰电压,频率范围通常覆盖150kHz至30MHz。
2. 电信端传导骚扰电压:针对具有通信功能(如KNX、BACnet、LonWorks等总线接口)的设备,测量其信号/控制线缆上对地产生的骚扰电压。
3. 断续骚扰(喀呖声):对于含有周期性开关操作(如继电器、接触器)的设备,需评估其开关动作产生的断续传导骚扰是否超出标准限值。
完成检测所需的仪器设备
进行专业的传导发射检测需要在一个受控的电磁环境(如屏蔽室)中,并配置一系列高精度测量仪器,主要包括:
1. 电磁干扰接收机:核心测量设备,用于精确测量骚扰信号的准峰值、平均值等参数,其测量带宽和检波器需符合标准要求。
2. 线路阻抗稳定网络:在电源端口测试中,用于为被测设备提供稳定的电源阻抗,并隔离电网干扰,同时提取被测设备产生的传导骚扰电压信号。
3. 人工电源网络与电流探头:在某些测试配置中,用于测量骚扰电流。
4. 电信端口耦合/去耦网络:用于电信端口测试,将骚扰电压信号耦合至接收机,同时隔离测试网络。
5. 测试软件与控制电脑:用于控制接收机自动扫描、记录数据并生成测试报告。
6. 被测设备支撑与接地参考平面:模拟实际的安装条件。
执行检测所运用的方法
传导发射检测遵循标准化的测试流程,基本操作步骤如下:
1. 测试布置:依据标准规定,在屏蔽室内布置被测设备、LISN、接收机等。所有设备需放置在接地参考平面上,线缆长度、摆放方式需严格符合要求。
2. 设备状态设置:将被测设备置于产生最大骚扰的工作模式下,通常需要遍历其主要功能状态。
3. 仪器校准与设置:对接收机进行校准,并设置正确的测量频率范围、分辨率带宽、检波器模式(准峰值、平均值)、扫描步进等参数。
4. 执行扫描测量:启动自动扫描,接收机依次测量各电源线(L、N、PE)及电信端口在指定频段内的骚扰电压电平。
5. 数据记录与分析:记录所有频点的测量值,并与标准规定的限值线进行比较,判断是否合格。对于超标频点,需分析原因并进行整改。
6. 复测与报告:整改后需重新测试,直至所有项目合格,最终形成详细的检测报告。
进行检测工作所需遵循的标准
针对工业环境中使用的HBES/BACS设备,其传导发射检测主要遵循以下国际、区域及国家标准,这些标准规定了详细的限值、测量方法和设备布置要求:
1. 国际标准:IEC 61000-6-4(工业环境通用发射标准)是基础性标准。针对HBES/BACS设备,更具体的是IEC 61326系列标准(用于测量、控制和实验室用的电设备的EMC要求),其中的工业环境要求部分适用。
2. 欧洲标准:EN 61000-6-4(对应IEC标准)是欧盟CE认证的协调标准。对于楼宇自动化产品,EN 50491系列标准也可能相关。
3. 中国国家标准:GB/T 17799.4(对应IEC 61000-6-4)《工业环境中的发射》是主要依据。此外,GB 9254(针对ITE设备)在某些情况下也可能作为参考。
4. 产品类标准:某些特定的HBES/BACS协议组织(如KNX协会)可能会制定更具体的符合性测试规范,其中包含传导发射要求。检测工作必须严格依据所声明的或目标市场强制要求的适用标准执行。