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摘要；文中通过对一台微机保护装置（插件式）电快速瞬变（EFT）抗扰度试验失败的介绍，经过EFT试验和其波形数据分析，找出失败的原因。指出EFT试验中通过空间辐射的能量不容小视，即干扰施加端口采取传导抑制的方法是不能完全克服干扰影响的，对空间的辐射也要采取措施；给出EFT 试验和产品设计时的一些注意事项；在解决工程 EFT试验问题时具有一定意义。
关键词：电快速瞬变脉冲群；抗扰度试验
电快速瞬变脉冲是电网中经常出现的一种干扰信号，抗扰度是装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力，它是电子设备电磁兼容性的一个重要指标。电子表的电磁兼容性是电能表质量的重要组成部分，将直接影响到电子表的可靠性或使用寿命； 严重的时候，会造成电能计量的不准确，从而影响供电企业电费的合理回收，对供用电双方均造成损失。电网中，电快速瞬变脉冲是继电器或接触器等在断开电感性负载时， 由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处所产生的暂态骚扰。当电网中的电感性负载多次重复开或关，则脉冲群也会随之多次重复出现，并且其出现的周期与重复开或关的时间间隙相对应。一般来说，这种暂态骚扰能量较小，短期内不会对电子表中的电子元件造成的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对电子表的工作可靠性产生影响，而且当能量积累到一定程度就可能引起线路（乃至设备 ）工作出错。基于对这个问题的认识以及电力行业中对计量精确度要求的不断提升，促使人们对电子表的抗扰度试验日益关注。
1.电快速瞬变群脉冲试验基本概念
（1）试验基本原理
电快速瞬变脉冲群(EFT)是一种由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群。其有特定的持续时间和脉冲周期，而且其单个脉冲也有规定的重复周期、电压幅值、上升时间和脉宽。这类脉冲群产生的原因是:由于各种电气开关断开或闭合时触头间的电压超过绝缘电压导致产生火花放电，且间隙电压上升下降不断重复若干次直到开关完全断开或闭合，在这一过程中产生的火花放电就是电快速瞬变脉冲群(EFT)。
电快速瞬变脉冲群试验则是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气设备的电源端口、信号和控制端口的试验。它的目的就是为了检测电子设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。然而，脉冲群波形的参数以及试验条件等关键要素将决定着试验是否成功。
（2）主要试验设备和性能特性
群脉冲发生器及其特性
群脉冲发生器是整个试验的最为关键的设备，它是能产生脉冲群干扰信号的模拟器，其电路简图由图1所示。
Cd— ——隔直电容;Ｒm— —阻抗匹配电阻;U—— —高压源;Ｒc— ——充电电阻;Cc— —储能电容器;Ｒs—— —脉冲持续时间成形电阻;Ｒo——外接负载和高压开关
图 1 快速瞬变脉冲群发生器电路简图
按照 GB/T 17626、4 要求试验脉冲群波形参数为:脉冲的上升时间(指10% ～ 90%):5ns±30%;脉冲持续时间(上升沿的50% 至下降沿的50%):50 ns±30%;脉冲重复频率:5 kHz或2、5kHz;脉冲群的持续时间:5 kHz时为15 ms，100kHz时为 0．75 ms;脉冲群的重复周期:300 ms;1000Ω负载时发生器的输出电压 ( 峰值):0．25(1－10%)kV～4(1+10%)kV;50Ω负载时发生器的输出电压(峰值):0．125(1－10%)kV ～2(1 +10%)kV;发生器的动态输出阻抗:50Ω±20%;隔直电容:10 nF 输出脉冲的极性:正/负;与电源的关系:异步。
而且在对保护接地进行实验时，发生器的输出将处于短路状态，因此脉冲群发生器需要能在短路状态下工作。
由于脉冲上升沿很陡，而且其频谱很宽，所以电快速瞬变脉冲群虽然其能量较小，但是对于各类型的电子设备，特别是带有数字电路的电子仪器的工作可靠性产生影响。
试验发生器输出到50Ω负载上的单个波形如图2所示。
在接50Ω负载时(发生器为同轴输出型式)，输出的电快速瞬变脉冲群的概略图如图3所示。
（2）耦合装置及其特性
GB/T 17626．4 提供的耦合装置有两种:耦合/去耦网络和容性耦合夹。一般情况下，耦合/去耦网络主要用于电源端口试验，容性耦合夹主要用于通信端口的试验。而这里主要讨论是脉冲群对于电源端口试验的影响，所以使用的主要耦合装置是交流/直流电源端口的耦合/去耦网络。其简图如图4所示。
耦合/去耦网络特性参数如下:耦合电容:33nF;耦合方式:共模。
从网络结构可以看出，脉冲群发生器发出的试验信号只能通过33nF 的耦合电容以共模的方式施加到被试电子设备的电源线路上。但就实际发生的骚扰现象来说，共模骚扰及差模骚扰都是有可能出现的。
（3）基本配置和基本试验方法
试验配置:接地参考平面;耦合装置(耦合网络);去耦网络;脉冲群发生器。
基本试验方法(基于电子式电能表):
在准备试验时，试验室的地面应铺设一块厚度至少为 0．25 mm 的铝或铜金属板作为接地参考平面，也可使用其它金属材料，但厚度至少0. 65 mm。接地参考平面的最小尺寸为1 m×1m。接地参考平面的四周至少应超出仪表 0.1 m，并应与保护接地系统相连。脉冲群发生器和耦合/去耦网络放置在接地参考平面上并与保护接地系统相连。电表应按要求进行配置和连接，并置于接地参考平面上0．1 m 高的绝缘支架上。电表与试验室四壁和除接地参考平面外的其它金属性结构之间的距离至少 0．5 m， 仪表与耦合网络之间的信号线和电源线的长度应为 0．5 m;温度在 15～35 度，相对湿度在 45% ～75%， 大气压在68～106 kPa以内。
试验前应先检查被试电能表是否正常， 并将表内的数据全部抄录下来， 作为原始记录;检查接线无误后，即可按标准设置脉冲群发生器输出参数，并按照发生器说明书中的操作步骤进行试验。每次试验时，检查并抄录被试电能表测试结果，比较试验前后的数据，记录试验中发生的现象。
试验结束后，检查被试电能表的功能是否正常，时钟有没有发生紊乱，内部数据有无变化丢失，电能表能否正常工作。
2.对抗扰度试验中所遇到问题的分析及解决方案
在进行试验时，由于功率源以及标准电子表的接入，电快速瞬变脉冲群干扰信号会通过电流线反馈至标准表以及功率源中，对试验造成较大影响。其具体情况以及解决方案如下：
（1）在进行试验时，功率源受到干扰信号的冲击，产生发热并急剧增大、监控屏不断闪烁、键盘无法正常控制等异常现象，同时，在干扰信号进入功率源时输出功率中的B相电压值突然下降，且不在试验结束后自动恢复。以上情况对功率源损伤十分严重，并存在安全隐患。
经分析发现，由于电流回路缺乏滤波器的保护，电快速脉冲群干扰信号发生器所产生的干扰信号通过耦合网路进入EUT（电子表 ）后，从电流回路反馈至功率源中，相当于将干扰信号同时也加在了功率源中，干扰信号干扰了功率源的控制模块， 造成异常现象的产生。
为此， 经科技小组研究、分析，决定在功率源与被试电子表之间加去耦网络以及用幅度、量程锁定电路，以减少干扰信号对功率源的影响，控制功率源的功率输出，确保抗扰度试验功率源的稳定
（2）经相同原理分析可知，由于在标准电能表与被试电子表间没有安装去耦网络，试验时标准电能表也将受到电快速瞬变脉冲群信号的干扰，导致被试电子表检定误差与实际误差可能产生偏差，从而直接影响试验结果的判定。
对此，经科技小组研究、分析，决定在电流回路上加装一个去耦网络，降低电快速瞬变脉冲群干扰信号从电流回路上的反馈量，从而最大程度的减少了干扰信号对标准表和功率源的影响，确保试验结果判定的准确性、有效性。
经改造后的电子表电快速瞬变脉冲群抗扰度试验配置结构图如图4所示。经多次试验证明，加装去耦网络后，所有试验设备在试验中均能正常运作，再没有产生电源监控屏不断闪烁、功率源台体发热、键盘无法正常控制、某相电压值突然下降等异常现象，切实提高了抗扰度试验结果的准确性。
结语；电快速瞬变群脉冲试验是电磁兼容试验中较为重要的一项试验，而电磁兼容性的合格与不合格对于电子式电能表的元器件质量有着很大影响。所以电快速瞬变群脉冲试验结论的准确度是电子式电能表性能试验中十分关键的一点。通过这次发现和分析问题，提出改进方案，并且反复实践，解决和克服了电快速瞬变脉冲群抗扰度实验中的问题，最终提高了整个试验的准确性。
参考文献:
（1）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验_新_旧标准对照解析_刘新梅
（2）电快速瞬变_脉冲群抗扰度试验及对策_张晓东
（3）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验发生器的建模_翟小社
（4）电子式电能表的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验方法的改进_顾臻
（5）电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度试验_毕婕婷
（6）电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度试验方法探讨_刘慧敏
（7）合并单元的电快速瞬变脉冲群抗扰度分析_徐丽青
论文作者:彭金生,梁世林
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/12
标签：脉冲论文; 快速论文; 电子表论文; 干扰论文; 功率论文; 发生器论文; 信号论文; 《基层建设》2016年30期论文;