Generatore di sovratensioni da fulmine per test di sovratensione da fulmine

AstrattoLe sovratensioni indotte dai fulmini e gli shock transitori causati dalla commutazione di carichi di grande capacità sulle reti elettriche possono danneggiare le porte di alimentazione e di comunicazione delle apparecchiature elettroniche. Il test di sovratensione da fulmine è un elemento di prova obbligatorio per verificare le prestazioni di immunità elettromagnetica dei prodotti elettrici ed elettronici. Come apparecchiatura standard principale per il test di sovratensione da fulmine, LISUN SG61000-5 Il generatore di sovratensioni da fulmine adotta un'architettura hardware modulare, con tensione di uscita che va da 0 a 30 kV e corrente di cortocircuito massima fino a 15 kA. Può generare con precisione forme d'onda di tensione a circuito aperto di 1.2/50 μs e 10/700 μs, nonché forme d'onda di corrente di cortocircuito di 8/20 μs e 5/320 μs, in piena conformità con gli standard nazionali e internazionali, inclusi GB/T 17626.5 e IEC 61000-4-5. L'apparecchiatura è dotata di sonde di attenuazione di tensione e corrente integrate e di un oscilloscopio digitale. La visualizzazione in tempo reale della forma d'onda è realizzata tramite il touchscreen LCD senza strumenti di prova esterni aggiuntivi, il che semplifica notevolmente l'intera procedura operativa del test di sovratensione da fulmine e garantisce che i parametri chiave della forma d'onda, come il tempo di salita e il tempo di semipicco, soddisfino rigorosamente le tolleranze standard. SG61000-5 Prendendo come oggetto di ricerca una serie di test, questo articolo confronta la capacità di uscita di diversi modelli, illustra i vantaggi tecnici del loro design modulare e del sistema di acquisizione della forma d'onda integrato, individua gli scenari applicativi dei test di sovratensione da fulmine nei settori delle nuove energie, del controllo industriale, delle comunicazioni e degli elettrodomestici, e fornisce riferimenti tecnici per la selezione delle apparecchiature da parte dei laboratori di ricerca e sviluppo aziendali e degli istituti di prova di terze parti. 

Introduzione

Le sovratensioni transitorie ad alta energia generate dall'induzione dei fulmini, dalla commutazione della rete elettrica e dalla commutazione di carichi capacitivi e induttivi possono facilmente danneggiare componenti fondamentali come alimentatori switching, chip di comunicazione e schede di controllo, provocando guasti, bruciature e persino incidenti. Per questo motivo, a livello mondiale sono stati definiti standard di immunità alla compatibilità elettromagnetica che impongono a tutti i prodotti elettrici omologati di superare il test di resistenza alle sovratensioni da fulmine per verificare la capacità dei cavi di alimentazione e delle linee di segnale di resistere alle sovratensioni transitorie.

I generatori di sovratensione convenzionali tradizionali presentano tre principali svantaggi. In primo luogo, la struttura hardware integrata rende difficile l'espansione degli intervalli di tensione/corrente e non è in grado di soddisfare i requisiti del test di sovratensione da fulmine ad alta tensione di 30 kV e alta corrente di 15 kA. In secondo luogo, l'osservazione della forma d'onda richiede l'acquisto aggiuntivo di oscilloscopi e sonde differenziali ad alta tensione, con conseguente cablaggio di prova complesso e numerose procedure di calibrazione che possono facilmente introdurre errori di misurazione. In terzo luogo, l'insufficiente precisione dell'uscita della forma d'onda causa un'eccessiva deviazione del tempo di salita e del tempo di semi-picco, e i report del test di sovratensione da fulmine prodotti non saranno riconosciuti dagli enti di certificazione CE, 3C e FCC.

Migliori LISUN SG61000-5 serie generatore di fulmini Adotta un design modulare composto da moduli di potenza, moduli di forma d'onda e moduli di accoppiamento/disaccoppiamento. Copre completamente l'intera gamma di condizioni operative per i test di sovratensione da fulmine, da bassa tensione e bassa corrente a 4.8 kV ad alta tensione e alta corrente a 30 kV. Dotato di un sistema integrato di acquisizione della forma d'onda per la riproduzione in tempo reale della forma d'onda di sovratensione sul touchscreen, risolve i problemi tipici delle apparecchiature tradizionali, come la complessità dei test, la precisione insufficiente e la scarsa espandibilità. Trova ampia applicazione nella ricerca e sviluppo e nei test di sistemi di accumulo di energia da nuove fonti, automazione industriale, stazioni base di comunicazione, illuminazione a LED ed elettrodomestici.

Figura: Tester di sovratensione

Architettura modulare e vantaggi del test di base LISUN SG61000-5 Generatore di fulmini

Progettazione hardware modulare per soddisfare i requisiti completi dei test di sovratensione da fulmine.
Migliori SG61000-5 È composto da cinque moduli indipendenti: modulo di generazione ad alta tensione, modulo di uscita di corrente, modulo di modellazione della forma d'onda, modulo di disaccoppiamento e accoppiamento CDN integrato e modulo principale di controllo touch. Ciascun modulo può essere sostituito o aggiornato separatamente. Le aziende possono selezionare in modo flessibile i modelli in base ai propri requisiti di resistenza alle sovratensioni da fulmine, senza dover sostituire l'intera unità.

Le gamme di tensione in uscita sono classificate gerarchicamente: modello base 0~6 kV, modello a media tensione 0~10 kV, modello ad alta tensione 0~15 kV, modello personalizzato ad altissima tensione 20 kV/30 kV. La corrente di cortocircuito è adattata all'intera gamma da 2.4 kA a 15 kA, coprendo sia i test di sovratensione da fulmine a bassa tensione per l'elettronica di consumo, sia i test di sovratensione da fulmine ad alta tensione e corrente elevata per inverter fotovoltaici e apparecchiature di controllo industriale ad alta potenza. L'apparecchiatura supporta l'uscita di quattro forme d'onda conformi agli standard:

1. Forma d'onda della tensione a circuito aperto 1.2/50 μs e forma d'onda della corrente di cortocircuito 8/20 μs: forma d'onda combinata comune per il test di sovratensione da fulmine in modo comune e in modo differenziale sulle porte di alimentazione;
2. Forma d'onda della tensione a circuito aperto 10/700μs e forma d'onda della corrente di cortocircuito 5/320μs: forme d'onda speciali per il test di sovratensione da fulmine su linee di comunicazione, cavi di rete e porte di segnale.

Le tolleranze del tempo di salita e del tempo di semi-picco per tutte le forme d'onda sono controllate entro ±20%, soddisfacendo i rigorosi requisiti di precisione per le forme d'onda di prova delle sovratensioni da fulmine specificati nelle norme nazionali, europee e americane.

Il sistema integrato di acquisizione della forma d'onda semplifica il processo operativo di test di sovratensione da fulmine.

L'aggiornamento principale che lo distingue SG61000-5 Ciò che distingue apparecchiature simili presenti sul mercato è la presenza di sonde di attenuazione di tensione e corrente integrate e di un oscilloscopio digitale. Il set completo per il test di sovratensione da fulmine non richiede strumenti di misura esterni aggiuntivi, offrendo tre vantaggi principali:

Innanzitutto, visualizzazione in tempo reale delle forme d'onda. Il touchscreen industriale LCD da 7 pollici adotta un sistema di controllo Android. Dopo l'attivazione di una sovratensione, le curve delle forme d'onda di tensione e corrente vengono caricate in pochi millisecondi. Gli ingegneri possono leggere direttamente il tempo di front-end, la tensione di picco e il tempo di semi-picco per valutare rapidamente in loco se le forme d'onda soddisfano gli standard, eliminando le fasi di cablaggio e calibrazione per oscilloscopi esterni.

In secondo luogo, gli errori di misurazione sono notevolmente ridotti. Le sonde esterne soffrono di attenuazione del cavo e disadattamento di impedenza. Il canale di acquisizione integrato e il circuito di uscita ad alta tensione adottano una schermatura integrata e lo strato di schermatura isola le interferenze elettromagnetiche spaziali, migliorando la ripetibilità dei dati della forma d'onda ottenuti da prova di scarica di fulmini.

In terzo luogo, l'archiviazione automatica delle forme d'onda. Ogni test di sovratensione da fulmine può salvare simultaneamente screenshot della forma d'onda, parametri di test, tempi di sovratensione e dati di sfasamento. I file PDF originali possono essere esportati con un clic e allegati direttamente ai report di test EMC per soddisfare i requisiti di tracciabilità dei dati dei laboratori di terze parti.

Tabella comparativa delle specifiche della capacità di prova di sovratensione da fulmine per SG61000-5 Modelli di serie

Diversi modelli si adattano alle condizioni operative dei test di sovratensione da fulmine per vari settori e livelli di qualità. I ​​principali parametri di output sono suddivisi come segue:

Come mostrato nella tabella, il completo SG61000-5 La serie copre due categorie di forme d'onda di prova di sovratensione da fulmine per porte di alimentazione e porte di comunicazione con gradienti di tensione e corrente completi. Le aziende possono selezionare lo standard SG61000-5 per il test convenzionale di sovratensione da fulmine a 6 kV, modelli ad alta tensione H15/H30 per il test ad alta tensione e corrente elevata di nuove apparecchiature energetiche e SG61000-5C per test speciali di prodotti di comunicazione. Diversi modelli di un unico marchio possono soddisfare i requisiti di test di sovratensione da fulmine per tutti i tipi di prodotti, senza dover acquistare più set di apparecchiature da fornitori diversi.

Analisi delle applicazioni industriali SG61000-5 per il test di sovratensione da fulmine

Pre-test per la ricerca e sviluppo di elettrodomestici e apparecchiature informatiche.
La certificazione 3C in Cina e la certificazione CE nell'UE per elettrodomestici, adattatori per computer e router richiedono tutte un test di sovratensione da fulmine di 2 kV/4 kV. Nella fase di ricerca e sviluppo, le imprese conducono un test preliminare di sovratensione da fulmine utilizzando lo standard SG61000-5Il touchscreen visualizza le forme d'onda delle sovratensioni in tempo reale. In caso di guasto di un componente o calo di tensione, il test può essere sospeso immediatamente per individuare i punti deboli dei circuiti di alimentazione e dei circuiti di filtraggio. È possibile aggiungere in anticipo dispositivi di protezione contro le sovratensioni, come tubi TVS e varistori, per evitare guasti durante i test di sovratensione da fulmine presso laboratori esterni, risparmiando cicli di test ripetuti e costi.

Test di sovratensione da fulmine ad alta tensione per nuovi impianti fotovoltaici, sistemi di accumulo energetico e pali di ricarica.
Gli inverter fotovoltaici, i PCS di accumulo di energia e le colonnine di ricarica CC sono installati in aree esterne con elevato rischio di fulmini. Gli standard richiedono un test di sovratensione da fulmine di grado rigoroso a 10 kV/15 kV, corrispondente a SG61000-5H and SG61000-5H15-SP modelli. I moduli modulari ad alta tensione possono erogare stabilmente picchi di corrente elevati. La rete di disaccoppiamento trifase integrata si adatta al test di sovratensione da fulmine per le porte CA e CC trifase. L'oscilloscopio integrato può acquisire picchi di tensione istantanei di dispositivi ad alta potenza e guidare i progettisti nell'ottimizzazione della configurazione complessiva della protezione contro i fulmini.

Test di sovratensione da fulmine per linee di segnale di apparecchiature di comunicazione
Le porte di rete di switch, telecamere di sicurezza e modem ottici devono essere sottoposte a uno speciale test di sovratensione da fulmine con forma d'onda di comunicazione di 10/700μs. SG61000-5C è specificamente progettato per le condizioni di test delle comunicazioni. La CDN simmetrica a quattro fili realizza l'iniezione differenziale di sovratensione del segnale. Il touchscreen può acquisire le forme d'onda di debole corrente di sovratensione sulle linee di comunicazione per verificare la capacità di resistenza dei chip di protezione contro i fulmini delle porte di rete, soddisfacendo i requisiti del test di sovratensione da fulmine specificato nello standard ITU-T K.20 per la protezione contro i fulmini nelle comunicazioni.

Test standardizzato di sovratensione da fulmine per laboratori di prova e certificazione di terze parti
Gli enti di certificazione di terze parti come CQC, TÜV e SGS sono ampiamente dotati della piena SG61000-5 serie per test di sovratensione da fulmine commerciali. L'apparecchiatura incorpora database di limiti standard di norme nazionali, IEC ed EN. Tempi di sovratensione, fase e polarità circolano automaticamente e le forme d'onda vengono archiviate automaticamente. Il generato prova di scarica di fulmini I report con screenshot originali delle forme d'onda possiedono validità di certificazione internazionale e possono essere utilizzati direttamente per l'accesso al mercato globale. Dotato di accessori opzionali come la scatola di protezione da sovratensione PD-E01 e il banco di prova SG-DESK, una postazione di lavoro completa e sicura per test di sovratensione da fulmine ce può essere costruito.

Valore dell'applicazione ingegneristica SG61000-5 Generatore di sovratensioni da fulmine per test di sovratensione da fulmine

• L'espansione modulare riduce i costi di investimento nelle apparecchiature: l'architettura modulare consente l'aggiornamento indipendente dei moduli ad alta tensione e corrente in una fase successiva. Le aziende devono aggiornare solo le unità corrispondenti in base all'iterazione del prodotto, anziché sostituire l'intera macchina, soddisfacendo così le esigenze a lungo termine dei test di sovratensione da fulmine a gradiente multiplo.

• L'acquisizione integrata delle forme d'onda semplifica le procedure di test: non sono più necessari oscilloscopi esterni e sonde ad alta tensione. Un singolo operatore può completare l'intera serie di test di sovratensione da fulmine, migliorando l'efficienza del test di oltre il 50% e riducendo i costi di calibrazione e manutenzione degli strumenti esterni.

• L'elevata precisione della forma d'onda garantisce la conformità dei rapporti di prova: controllo rigoroso delle tolleranze per quattro forme d'onda standard. Il sistema di acquisizione integrato elimina le interferenze di misurazione esterne. I dati ottenuti dal test di sovratensione da fulmine possono superare gli audit dei principali enti di certificazione globali e prevenire il rifiuto della certificazione.

• Copertura multiporta completa per tutti i settori industriali: supporta due tipi di test di sovratensione da fulmine, incluse onde combinate per le porte di alimentazione e forme d'onda lunghe per le linee di comunicazione. Un'unica unità consente di testare sia prodotti di tipo elettrico che di tipo di segnale, riducendo notevolmente la quantità di apparecchiature acquistate dai laboratori.

• Accessori di sicurezza completi per evitare rischi di alta tensione: può essere abbinato a scatole di protezione contro le sovratensioni, trasformatori di isolamento e banchi di prova speciali per realizzare l'isolamento uomo-macchina durante i test di sovratensione da fulmine ed eliminare pericoli nascosti come scosse elettriche ed esplosioni di apparecchiature.

Conclusione

Nel contesto di una supervisione EMC sempre più rigorosa, prova di scarica di fulmini è una procedura di test obbligatoria per tutti i prodotti elettrici ed elettronici prima del lancio sul mercato e dell'esportazione. L'accuratezza della forma d'onda, la facilità d'uso e la copertura della gamma delle apparecchiature di test determinano direttamente l'efficienza del test e la validità del rapporto. Caratterizzato da un design modulare consolidato, il LISUN SG61000-5 Il generatore di sovratensioni da fulmine offre una gamma completa di uscita da 0 a 30 kV e da 0 a 15 kA e supporta due tipi di forme d'onda standard per applicazioni di potenza e telecomunicazione. Integra in modo innovativo sonde di attenuazione di tensione e corrente e un oscilloscopio digitale, consentendo l'osservazione in tempo reale della forma d'onda tramite il touchscreen LCD. Questo semplifica notevolmente l'intero flusso operativo del test di sovratensione da fulmine e garantisce che i parametri della forma d'onda soddisfino con precisione i requisiti di tolleranza delle norme GB/T 17626.5, IEC 61000-4-5 e altre.

La serie comprende diversi sottomodelli che si adattano a diversi gradi di test di sovratensione da fulmine per elettrodomestici, IT, nuove energie, industrie delle comunicazioni e istituti di test di terze parti. Ha quattro punti di forza principali: espandibilità, alta precisione, facilità d'uso e alta sicurezza, risolvendo efficacemente i problemi comuni del settore delle apparecchiature di test di sovratensione tradizionali come l'intervallo di misurazione insufficiente, il cablaggio complicato, la distorsione della forma d'onda e il basso tasso di superamento della certificazione. Con la diffusione delle nuove energie esterne e delle apparecchiature di potenza ad alta potenza, SG61000-5HIl modello 30-SP, in grado di supportare correnti ultra-elevate fino a 30 kV, diventerà l'apparecchiatura di riferimento per i rigorosi test di sovratensione da fulmine, fornendo un supporto standardizzato per la progettazione della protezione contro i fulmini dei prodotti elettronici nazionali e per la certificazione EMC globale.