Даследаванне па ўжыванні сімулятара кальцавой хвалі ў выпрабаваннях электраэлектроннага абсталявання на ўстойлівасць да электрамагнітных супраціваў

абстрактны
У прамысловых электрасетках і сістэмах электразабеспячэння грамадзянскіх патрэб узнікаюць затухаючыя вагальныя кальцавыя перашкоды з-за пераключэння выключальнікаў высокага напружання, пераходных ваганняў трансфарматара, збояў у сетцы і пераключэння індуктыўнай нагрузкі. Такія пераходныя перашкоды трапляюць у электрычнае і электроннае абсталяванне праз лініі электраперадач і сігнальныя лініі, што можа лёгка прывесці да збою абсталявання, няправільнай працы і нават пашкоджання абсталявання. Як ключавы прыбор для вымярэння электрамагнітнай сумяшчальнасці, сімулятар кальцавых хваль (генератар кальцавых хваль) можа ўзнаўляе рэальныя перашкоды кальцавых хваль у лабараторных умовах. Ён праводзіць выпрабаванні на ўстойлівасць у адпаведнасці з GB/T 17626.12‑2023, IEC 61000‑4‑12 і іншымі стандартамі для ацэнкі здольнасці абсталявання, якое тэстуецца (EUT), да такіх перашкод, своечасовага выяўлення слабых месцаў ізаляцыі і дэфектаў ланцуга, якія забяспечваюць перашкоды, а таксама забеспячэння стабільнай працы абсталявання ў складаных энергетычных асяроддзях. Улічваючы LISUN У якасці аб'екта даследавання ў гэтай працы выкарыстоўваецца сімулятар кальцавых хваль серыі RWG61000‑12. Апісаны механізм генерацыі перашкод кальцавых хваль, асноўныя функцыі сімулятара, ключавыя тэхнічныя параметры і сцэнарыі шматгаліновага інжынернага прымянення, каб забяспечыць арыенціры для практычнага выпрабавання электрамагнітнай устойлівасці да кальцавых хваль.

Увядзенне

Сучаснае электрычнае і электроннае абсталяванне шырока ўжываецца ў прамысловым кіраванні, зарадных прыладах новых энергетычных сістэм, медыцынскіх прыладах, бытавой тэхніцы, вымяральніках магутнасці і іншых галінах. Асяроддзе іх электрасілкавання запоўнена рознымі пераходнымі электрамагнітнымі перашкодамі. Кальцавая хваля - гэта неперыядычны затухаючы вагальны пераходны імпульс, які звычайна існуе ў нізкавольтных сетках пераменнага току. Пры працы высакавольтных выключальнікаў у абмотках трансфарматараў узнікаюць пераходныя ваганні, у энергасістэмах адбываюцца запуска-спыненні буйных рухавікоў або кароткія замыканні, адлюстраванне бегучай хвалі будзе выклікана неадпаведнасцю імпедансу лініі, генеруючы рэзка нарастаючыя, высокаамплітудныя і паступова затухаючыя вагальныя імпульсы 100 кГц, г. зн. перашкоды кальцавой хвалі.

Такія перашкоды трапляюць у абсталяванне праз сілавыя і сігнальныя кабелі і ўплываюць на сілавыя контуры і сігнальныя інтэрфейсы. Многія прылады працуюць нармальна ў ідэальных лабараторных умовах электрасілкавання, але пасля ўключэння ў лакальныя электрасеткі часта ўзнікаюць анамаліі кіравання, перапынкі ў сувязі і функцыянальныя засмучэнні. Вялікая колькасць такіх паломак звязана з перашкодамі кальцавой хвалі. Каб пазбегнуць рызык выхаду абсталявання з ладу, выкліканых электрамагнітным асяроддзем на месцы, вырабы павінны прайсці стандартызаваныя выпрабаванні на ўстойлівасць да кальцавой хвалі падчас этапаў даследаванняў і распрацовак, а таксама зацвярджэння тыпу. Імітатор кальцавой хвалі служыць асноўным абсталяваннем для такіх выпрабаванняў. Ён можа прайграваць стандартызаваныя формы сігналаў кальцавой хвалі ў лабараторыях незалежна ад складаных палявых умоў і праводзіць паўтаральную і параўнальную ацэнку ўстойлівасці, каб загадзя выявіць схаваныя канструктыўныя рызыкі вырабаў, што з'яўляецца незаменнай выпрабавальнай прыладай для праверкі электрамагнітнай сумяшчальнасці.

1 Прынцып працы і асноўныя функцыі сімулятара кальцавых хваль

Сімулятар кальцавых хваль, таксама вядомы як генератар кальцавых хваль, у асноўным складаецца з блока назапашвання энергіі высокага напружання, сеткі фарміравання імпульсаў, модуля ўзмацняльніка магутнасці, сеткі сувязі і развязкі (CDN) і сістэмы кіравання ўзаемадзеяннем чалавека з машынай. Стандартныя затухаючыя вагальныя формы сігналаў генеруюцца LC-ланцугамі ваганняў. Пасля ўзмацнення магутнасці выдаюцца імпульсныя сігналы з зададзеным напружаннем і токам. Сетка сувязі і развязкі ўводзіць перашкоды ў парты тэставанага абсталявання, адначасова ізалюючы знешнюю сетку харчавання, каб прадухіліць забруджванне электрасеткі тэставымі імпульсамі ў зваротным кірунку і гарантаваць бяспеку выпрабаванняў і дакладнасць формы сігналу.

Асноўная функцыя імітатара кальцавых хваль заключаецца ў мадэляванні перашкод кальцавых хваль, з якімі сутыкаецца электрычнае і электроннае абсталяванне ў рэальных умовах. Ён узнаўляе затухаючыя вагальныя імпульсы, якія генеруюцца працай высакавольтнага выключальніка, пераходнымі ваганнямі абмоткі трансфарматара, няспраўнасцямі энергасістэмы і пераключэннем індуктыўнай нагрузкі. Сігналы перашкод падаюцца на абсталяванне, якое выпрабоўваецца (EUT), у адпаведнасці з нацыянальнымі і міжнароднымі стандартнымі спецыфікацыямі формы сігналу для стандартызаваных выпрабаванняў на ўстойлівасць, каб ацаніць узровень устойлівасці EUT да перашкод кальцавых хваль. Падчас выпрабаванняў можна своечасова выявіць слабыя месцы ізаляцыі абсталявання, дэфекты электрычных контураў і ўразлівасці ланцугоў абароны інтэрфейсаў, каб накіраваць аптымізацыю абсталявання, забяспечваючы бесперапынную і стабільную працу абсталявання пасля разгортвання ў складаных энергетычных асяроддзях.

Аператары могуць рэгуляваць амплітуду выходнага напружання, выходны імпеданс, палярнасць імпульсаў і фазу сінхранізацыі электрасеткі для мадэлявання перашкод рознага ўзроўню сур'ёзнасці. Назіраецца працоўны стан выпрабавальнага абсталявання пры ўздзеянні перашкод. Пагаршэнне прадукцыйнасці, функцыянальныя адхіленні і пашкоджанне абсталявання ацэньваюцца ў адпаведнасці з крытэрыямі спецыфікацыі прадукту для ацэнкі ўзроўню імунастычнасці. LISUN Сімулятар кальцавых хваль серыі RWG61000‑12 абсталяваны сэнсарным экранам Android на кітайскай і англійскай мовах для візуальнай канфігурацыі параметраў і аўтаматычнага запісу працэсу выпрабаванняў, што адпавядае патрабаванням да электрамагнітнай сумяшчальнасці ў розных галінах прамысловасці. 

2 Асноўныя параметры LISUN Сімулятар кальцавых хваль серыі RWG61000‑12

,en LISUN Імітатар кальцавых хваль серыі RWG61000‑12 уключае чатыры мадэлі з выхадным узроўнем 4 кВ і 6 кВ, абсталяваныя аднафазнымі і трохфазнымі пяціправаднымі сеткамі сувязі-развязкі адпаведна, прыдатнымі для аднафазных бытавых прыбораў, лічыльнікаў і трохфазнага прамысловага абсталявання. Гэтая серыя адпавядае стандартам GB/T 17626.12‑2023, IEC 61000‑4‑12:2017, EN 61000‑4‑12:2017, GJB151B‑2013 і іншым стандартам. Асноўныя тэхнічныя характарыстыкі прыведзены ў табліцы 1.

Табліца 1 Асноўныя характарыстыкі імітатара кальцавых хваль серыі RWG61000‑12

Як паказана ў прыведзеных вышэй параметрах, гэты сімулятар кальцавой хвалі забяспечвае два стандартныя значэнні выходнага імпедансу: 12 Ом і 30 Ом, што адпавядае ўмовам выпрабаванняў з рознымі імпедансамі крыніц, указанымі ў стандартах. Ён падтрымлівае сінхроннае кіраванне пераменным токам прамысловай частаты ад 0° да 360°, што можа імітаваць сцэнарыі, у якіх узнікаюць перашкоды кальцавой хвалі пры адвольных фазавых вуглах напружання прамысловай частаты і паляпшае ўзнаўляльнасць выпрабаванняў. Версія на 4 кВ падыходзіць для бытавых прыбораў і агульнага прамысловага абсталявання кіравання, у той час як мадэлі RWG61000‑12A і RWG61000‑12AT на 6 кВ прызначаны для сілавога абсталявання і новых энергетычных прадуктаў больш высокага ўзроўню сур'ёзнасці. Аднафазная CDN падыходзіць для невялікіх бытавых прыбораў і электралічыльнікаў; трохфазная пяціправадная CDN выкарыстоўваецца для пераўтваральнікаў частаты, трохфазных рухавікоў і іншага прамысловага абсталявання, ахопліваючы шырокі спектр прадуктаў.

RWG61000-12_AL

3 Прамысловыя прымянення сімулятара кальцавых хваль

Сімулятары кальцавых хваль шырока выкарыстоўваюцца для даследаванняў і распрацовак прадуктаў, праверкі надзейнасці і тыпавых выпрабаванняў у прамысловым кіраванні і энергетыцы, новай энергетыцы, бытавой тэхніцы, медыцынскай электроніцы і іншых сектарах.

У галінах прамысловага кіравання і энергетычнага абсталявання ПЛК, сервапрывады, прамысловыя маршрутызатары, лічыльнікі энергіі і прылады рэлейнай абароны павінны праходзіць выпрабаванні на ўстойлівасць ліній электраперадач з дапамогай імітатараў кальцавых хваль, якія імітуюць перашкоды з затухаючымі ваганнямі, выкліканыя запускам і прыпынкам рухавіка і пераключэннем трансфарматараў на заводах. Выпрабаванні могуць выявіць затрымку каманды, памылкі сувязі і няправільную працу рэле, а таксама ацаніць характарыстыкі ізаляцыі, пазбягаючы перагарання абсталявання на месцы і забяспечваючы бяспечную эксплуатацыю вытворчых ліній і сістэм размеркавання электраэнергіі.

У сектарах новай энергетыкі і аўтамабільнай электронікі парты ўводу харчавання і парты сувязі CAN зарадных паль пераменнага/пастаяннага току патрабуюць выпрабаванняў на ўстойлівасць да кальцавых хваль з дапамогай сімулятараў кальцавых хваль для мадэлявання перашкод у электрасетцы і перашкод кальцавых хваль, выкліканых унутранай камутацыяй, зарадных паль, а таксама для праверкі наяўнасці перапыненняў зарадкі і збояў сувязі. Аўтамабільныя сістэмы кіравання будынкам (BMS) і бартавыя зарадныя прылады (OBC) таксама могуць выкарыстоўваць сімулятары кальцавых хваль для ўзнаўлення перашкод пераходных ваганняў сістэм электразабеспячэння транспартных сродкаў і гарантавання надзейнай працы бартавых электронных кампанентаў.

Для бытавой тэхнікі і спажывецкай электронікі, халадзільнікаў, кандыцыянераў, пральных машын, адаптараў харчавання і разумных разетак выкарыстоўваюцца імітатары кальцавых хваль для ўзнаўлення перашкод кальцавых хваль, якія ўзнікаюць пры запуску-спыненні кампрэсара і пераключэнні магутных прыбораў у бытавых электрасетках. Правяраецца, ці будзе абсталяванне выходзіць з ладу або выходзіць з ладу, а схемы абароны сілавых партоў загадзя аптымізуюцца для павышэння надзейнасці спажывецкіх тавараў.

Медыцынскае электроннае абсталяванне патрабуе высокай эксплуатацыйнай надзейнасці. Маніторы пацыентаў, ультрагукавыя прылады, інфузійныя помпы і іншыя медыцынскія прыборы павінны выкарыстоўваць імітатары кальцавых хваль для імітацыі перашкод кальцавых хваль электрасеткі, выкліканых пераключэннем буйнога бальнічнага абсталявання, такога як КТ і МРТ, правяраючы адсутнасць зрушэння дадзеных або ілжывых спрацоўванняў для гарантыі бяспекі дыягностыкі.

4 Практычнае значэнне і высновы

Перашкоды кальцавой хвалі аб'ектыўна існуюць у рэальных сетках электразабеспячэння, і шматлікія паломкі прадуктаў на месцы ўзнікаюць з-за ўздзеяння кальцавой хвалі. Сімулятар кальцавой хвалі прапануе стандартызаваныя і адэкватныя рашэнні для лабараторных выпрабаванняў. Без стварэння складаных умоў на месцы можна мадэляваць рэальныя затухаючыя імпульсы ваганняў для завяршэння ацэнкі ўстойлівасці выпрабаванага абсталявання, выяўлення слабых месцаў ізаляцыі і дэфектаў ланцугоў абароны, а таксама аптымізацыі разводкі друкаванай платы, праектавання зазямлення і выбару кампанентаў абароны ад перанапружання. Верагоднасць паломкі абсталявання на месцы можа быць зніжана на этапе даследаванняў і распрацовак.

,en LISUN Серыя RWG61000‑12 сімулятар кальцавых хваль цалкам адпавядае патрабаванням да формы сігналу нацыянальных, ваенных і міжнародных стандартаў. Некалькі аднафазных і трохфазных канфігурацый задавальняюць патрабаванні навукова-даследчых лабараторый і старонніх выпрабавальных устаноў. Выпрабаванне на ўстойлівасць да кальцавых хваль - гэта не толькі сертыфікацыя адпаведнасці, але і жыццёва важны падыход да павышэння адаптацыі да навакольнага асяроддзя і надзейнасці электрычнага і электроннага абсталявання. З пастаяннай папулярызацыяй прамысловага і новаэнергетычнага абсталявання сімулятары кальцавых хваль будуць адыгрываць усё больш важную ролю ў праверцы электрамагнітнай сумяшчальнасці.