Come utilizzare il simulatore di sovratensione da fulmine per eseguire il test di sovratensione

Che cosa è un simulatore di fulmini:
Simulatore di fulmini è un dispositivo in grado di generare impulsi transitori ad alta tensione e alta corrente, utilizzato per simulare fulmini e altre situazioni di interferenza elettromagnetica improvvisa, al fine di testare e valutare la tolleranza e la capacità anti-interferenza di apparecchiature elettroniche e sistemi di alimentazione.

Principio di funzionamento del simulatore di fulmini:
I simulatore di fulmini di solito è costituito da un condensatore con un interruttore di scarica e un induttore di scarica. Durante l'esperimento, il condensatore viene caricato a una velocità inferiore. Quando il condensatore è completamente carico, l'interruttore di scarica inizia a condurre, provocando il rilascio della carica sul condensatore nell'induttanza di scarica a una velocità estremamente elevata, generando impulsi transitori di tensione e corrente estremamente elevati.

Applicazione del simulatore di fulmini:
I generatore di fulmini è utilizzato principalmente per test anti-interferenza e valutazione di apparecchiature elettroniche e sistemi di alimentazione. Ad esempio, i prodotti elettronici devono essere sottoposti a test di sovratensione prima della produzione per verificare se possono funzionare correttamente in ambienti con fulmini e se possono prevenire guasti causati da improvvise interferenze elettromagnetiche.

Che cos'è il test di sovratensione da fulmine:
Le cause dei test di sovratensione sono transitori di commutazione e transitori di fulmini nel sistema di alimentazione; Lo scopo del test di immunità ai picchi è quello di stabilire un punto di riferimento comune per valutare le prestazioni delle apparecchiature elettriche ed elettroniche quando sono soggette a picchi (urti).

Prova di fulmini è un test di immunità alle sovratensioni (urti) che simula l'interferenza degli impulsi generata dall'accoppiamento dei fulmini, l'avvio e lo spegnimento di apparecchiature ad alta potenza, i guasti dell'alimentazione, ecc. Verifica la capacità del dispositivo di protezione dell'alimentazione del prodotto di assorbire gli impulsi delle sovratensioni o la interferenza degli impulsi generata dall'avvio e dallo spegnimento di apparecchiature ad alta potenza, interruzione dell'alimentazione, ecc. Verifica inoltre la capacità del dispositivo di protezione dell'alimentazione del prodotto di assorbire gli impulsi di sovratensione.

Secondo lo standard IEC61000-4-5 test di immunità agli impulsi di sovratensione, il requisito generale è che il generatore di sovratensione da fulmine simuli una forma d'onda di tensione 1.2/50us, una forma d'onda di corrente 8/20us e un'onda combinata (forma d'onda di tensione 10/700us forma d'onda di corrente 5 /320us). La rete di accoppiamento accoppia la forma d'onda al circuito testato per raggiungere lo scopo sperimentale. Il livello sperimentale è suddiviso nei livelli 1,2,3,4 e X in base alla severità della tensione. Tra questi, X e sono stadi aperti e l'intensità di tensione corrispondente per ciascuno stadio è mostrata nella Tabella 1. L'intervallo di applicazione del livello di severità dipende dall'ambiente (eccellente laboratorio di lampade per prove di resistenza) e dalle condizioni di installazione.

Metodo di test del simulatore di picchi di fulmini:
Le cause delle sovratensioni sono transitori di commutazione e transitori di fulmini nel sistema di alimentazione; Lo scopo del test di immunità ai picchi è quello di stabilire un punto di riferimento comune per valutare la funzionalità delle apparecchiature elettriche ed elettroniche quando sono soggette a picchi (urti). In base ai requisiti generali del test di immunità agli impulsi di sovratensione IEC61000-4-5, il generatore di sovratensioni da fulmine simula una forma d'onda di tensione 1.2/50us, una forma d'onda di corrente 8/20us e un'onda combinata (forma d'onda di tensione: 10/700us, forma d'onda di corrente: 5/320 us). Attraverso una rete di accoppiamento, la forma d'onda viene accoppiata al circuito in prova, raggiungendo lo scopo del test.

Livello di test di sovratensione del simulatore di sovratensione da fulmine:
I livelli di test sono divisi nei livelli 1, 2, 3, 4 e X in base alla gravità della tensione, dove X e X sono livelli aperti. L'intensità di tensione corrispondente per ciascun livello è mostrata nella Tabella 1. La scala dell'applicazione del livello rigoroso dipende dall'ambiente (l'ambiente che può essere influenzato da sovratensioni) e dalle condizioni del dispositivo ed è generalmente classificata in base alle seguenti condizioni:

Livello 1: Un ambiente ben mantenuto, come la sala di controllo di una fabbrica o di una centrale elettrica.
Livello 2: Un ambiente con una certa manutenzione, come una fabbrica senza forti disturbi.
Livello 3: ambiente di interferenza elettromagnetica generale, non sono specificati requisiti speciali per i dispositivi per le apparecchiature, come la rete via cavo di dispositivi generali, i luoghi di lavoro industriali e la sottostazione elettrica.
Livello 4: ambiente gravemente disturbato, come linee aeree civili, e cabina elettrica ad alta tensione senza manutenzione.
Livello X: Livello speciale, determinato dalla negoziazione tra l'utente e il produttore. Il livello specifico di selezione del prodotto è generalmente determinato dalle specifiche del prodotto.

Test di protezione contro i fulmini per apparecchi di illuminazione a LED:
Standard per il test di sovratensione degli apparecchi di illuminazione:
GB/T 18595 "Immunità alla compatibilità elettromagnetica delle apparecchiature di illuminazione generale"
GB/T 17626.5, IEC 61000-4-5, EN 61000-4-5 “Test di compatibilità elettromagnetica e tecniche di misurazione – Test di immunità ai picchi (urti)”
I requisiti di GB/T18595 sull'immunità elettromagnetica si applicano alle lampade e alle relative apparecchiature, come alimentatori a bassa tensione o lampadine, accessori e lampade alimentati a batteria.

Requisiti del test di sovratensione della lampada:
Il test di sovratensione degli apparecchi di illuminazione deve essere condotto in conformità con GB/T 17626.5 e i livelli di test sono i seguenti:
1. Lampade e semilampade autoalimentate
Dati della forma d'onda: 1.2/50us;
Livello di prova: da linea a linea ± 0.5 kV, da linea a terra ± 1.0 kV.
2. Apparecchi e accessori indipendenti con potenza assorbita ≤ 25W
Dati della forma d'onda: 1.2/50us;
Livello di prova: da linea a linea ± 0.5 kV, da linea a terra ± 1.0 kV.
3. Apparecchi e accessori indipendenti con potenza assorbita superiore a 25W
Dati della forma d'onda: 1.2/50us;
Livello di prova: da linea a linea ± 1.0 kV, da linea a terra ± 2.0 kV.

Precauzioni per il test di sovratensione del generatore di sovratensioni da fulmine:
1. Quando si utilizza un oscilloscopio, si consiglia di aggiungere un trasformatore di blocco per l'alimentazione per evitare che la sovratensione di ritorno da fulmine influisca sul test di alimentazione dell'oscilloscopio. L'impulso di ritorno da fulmine è generalmente impostato all'8%.
2. Accertarsi che il generatore di sovratensioni da fulmini sia saldamente collegato a terra.
3. L'alimentazione della sonda differenziale è preferibilmente alimentata da un trasformatore a barriera per eliminare le interferenze esterne con gli elementi in prova.
4. Si consiglia di utilizzare un trasformatore a barriera per l'alimentazione dell'EUT, o forse scegliere un interruttore pneumatico con una grande protezione dalle perdite.
5. La sicurezza delle operazioni di laboratorio è la direzione primaria. (I picchi di fulmine hanno test ad alta tensione e alta corrente, che presentano alcuni rischi) Durante il test, cercare di non toccare la direzione del cablaggio. Quando il generatore di fulmini attiva la scarica, non toccare le linee di collegamento. In caso di emergenza, premere direttamente il pulsante di arresto di emergenza e lo strumento rimuoverà attivamente l'alta tensione.

I SG61000-5 è un automatico generatore di sovratensioni (chiamato anche test di immunità alle sovratensioni da fulmini, generatore di onde combinate, generatore di sovratensioni / generatore di picchi di tensione, generatore di picchi combinato di tensione e corrente). 

Figura: Generatore di picchi

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