Ricerca sul principio di funzionamento e sull'applicazione del tester di immunità alle onde oscillanti smorzate: uno studio di caso LISUN DOW61000-18 Campionati

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Nei sistemi di alimentazione e negli ambienti elettromagnetici industriali, le interferenze transitorie sotto forma di onde oscillanti smorzate generate da operazioni di commutazione ad alta tensione e impulsi elettromagnetici ad alta quota (HEMP) possono facilmente causare un funzionamento anomalo delle apparecchiature elettriche. Tester di immunità alle onde oscillatorie smorzate è uno strumento speciale per test EMC sviluppato in conformità con gli standard GB/T 17626.18 e IEC/EN 61000-4-18. La sua tecnologia di base si basa sulla precarica del condensatore e sul circuito risonante RLC per riprodurre forme d'onda standard. Prendendo il LISUN DOW61000-18 Prendendo come oggetto di studio il tester di immunità alle onde oscillanti smorzate della serie Damped Oscillatory Wave, questo articolo analizza il principio di funzionamento del circuito e il meccanismo di generazione della forma d'onda, distingue gli scenari di test delle onde oscillanti smorzate lente e veloci e ne illustra le funzioni di test e le applicazioni pratiche, unitamente ai parametri dell'apparecchiatura. Fornisce riferimenti tecnici per i test di immunità di apparecchiature elettriche e prodotti per le nuove energie.

1. introduzione
Con la costruzione su larga scala di reti elettriche intelligenti, centrali elettriche a energia rinnovabile e sottostazioni ad alta tensione, l'ambiente elettromagnetico all'interno delle reti elettriche è diventato sempre più complesso. L'accensione e lo spegnimento di sezionatori e interruttori ad alta tensione, così come l'intrusione di impulsi elettromagnetici ad alta quota (HEMP), generano periodicamente onde oscillanti attenuate e smorzate sulle sbarre collettrici e sulle linee di cavo. Tali interferenze transitorie possono propagarsi alle apparecchiature secondarie lungo le linee elettriche e i cavi di segnale, causando malfunzionamenti dei relè, interruzioni delle comunicazioni, blocchi dei controllori e altri guasti.

Per valutare quantitativamente la tolleranza delle apparecchiature elettriche a tali interferenze, le autorità nazionali ed estere hanno emanato in successione le norme GB/T 17626.18 e IEC/EN 61000-4-18, che specificano i metodi di prova, i parametri della forma d'onda e i livelli di prova per l'immunità alle onde oscillanti smorzate.

In quanto strumento principale per tali test, il Damped Oscillatory Wave Immunity Tester è in grado di riprodurre accuratamente le forme d'onda di interferenza in loco in condizioni di laboratorio. LISUN DOW61000-18 La serie Damped Oscillatory Wave Immunity Tester comprende due modelli principali: il modello base DOW61000-18 (tipo lento) e DOW61000-18F (tipo veloce), che soddisfano i due tipi di onde oscillanti smorzate specificati nelle norme pertinenti. Ampiamente utilizzato per il rilevamento di apparecchiature di sottostazione primaria, dispositivi di controllo secondario e quadri di combinazione di energia nuova, è un'apparecchiatura di prova EMC essenziale per il settore energetico.

2. Principio di funzionamento fondamentale del tester di immunità alle onde oscillanti smorzate
La logica di generazione della forma d'onda principale del tester di immunità alle onde oscillanti smorzate si basa sulla precarica del condensatore + scarica risonante RLC + attenuazione tramite smorzamento resistivo, che genera perfettamente forme d'onda oscillanti con inviluppo sinusoidale con ampiezza decrescente ciclo dopo ciclo e riproduce fedelmente le caratteristiche di interferenza reali presenti nei siti di alimentazione.

Durante il funzionamento dell'apparecchiatura, l'unità di carica ad alta tensione interna precarica innanzitutto il condensatore di accumulo di energia e immagazzina energia elettrica sotto forma di campo elettrico al suo interno. Quando la tensione di carica raggiunge il livello di prova impostato, l'interruttore di controllo si attiva istantaneamente e il condensatore di accumulo di energia rilascia energia al circuito risonante RLC composto da induttore (L), resistore (R) e condensatore (C). Un circuito LC ideale può produrre oscillazioni sinusoidali continue di uguale ampiezza, mentre in questo tester è collegata in serie una resistenza di smorzamento fissa. A causa della dissipazione di energia sulla resistenza, il valore di picco delle forme d'onda oscillanti decade continuamente ciclo dopo ciclo, formando infine onde oscillanti sinusoidali smorzate standard.

Combinato con le caratteristiche di interferenza in loco dei sistemi di alimentazione, questo principio corrisponde a due condizioni operative: onde oscillanti lente e smorzate a bassa frequenza generate dalle operazioni di commutazione dei sezionatori delle sottostazioni ad alta tensione esterne e onde oscillanti veloci e smorzate ad alta frequenza causate dalle operazioni degli interruttori e dalle intrusioni HEMP. Commutando i parametri del circuito e regolando la tensione di carica e l'impedenza di uscita, il tester di immunità alle onde oscillanti smorzate genera separatamente due tipi di forme d'onda. Grazie alla rete di accoppiamento/disaccoppiamento (CDN) integrata, le onde oscillanti vengono iniettate nelle porte di alimentazione dell'apparecchiatura in prova (EUT) tramite accoppiamento conduttivo. Dopo l'abbinamento con appositi moduli CDN, è possibile eseguire test anche sulle porte di segnale e di controllo per verificare in modo completo la capacità di immunità alle interferenze transitorie dell'apparecchiatura.

In termini di indicatori di forma d'onda, entrambi i tipi di forme d'onda seguono regole di attenuazione unificate: la tensione del quinto picco d'onda è superiore al 50% del primo picco d'onda, e la tensione del decimo picco d'onda è inferiore al 50% del primo picco d'onda. Questo indicatore è rigorosamente conforme agli standard nazionali e internazionali per garantire la validità dei risultati dei test.

DOW61000-18

3. Parametri e classificazione di LISUN DOW61000-18 Tester di immunità alle onde oscillanti smorzate in serie
Migliori LISUN DOW61000-18 La serie comprende modelli di tester di immunità alle onde oscillanti smorzate (DWO) lenti e veloci, che differiscono notevolmente per frequenza di oscillazione, tensione di uscita, tempo di salita, impedenza di uscita e altri parametri fondamentali. Sono applicabili rispettivamente a diversi scenari di interferenza e oggetti di prova. I parametri fondamentali dettagliati sono riportati nella Tabella 1 sottostante.
Tabella 1 Parametri principali di LISUN DOW61000-18 Tester di immunità alle onde oscillanti smorzate in serie

3.1 Tester per onde oscillanti smorzate lente (DOW61000-18)
Questo modello è progettato per le interferenze transitorie a bassa frequenza indotte dalla commutazione dei sezionatori e dalla riflessione delle sbarre collettrici nelle sottostazioni. Le sue frequenze di oscillazione sono impostate a 100 kHz e 1 MHz, corrispondenti alle caratteristiche di frequenza di interferenza delle grandi sottostazioni ad alta tensione (sbarre collettrici fino a 400 m) e delle sottostazioni esterne convenzionali. Con un'impedenza di uscita di 200 Ω, le sue frequenze di ripetizione sono impostate a 40 impulsi/s e 400 impulsi/s, che sono parametri di compromesso standard determinati dalla spaziatura dei contatti degli interruttori e dall'energia sopportata dalle apparecchiature. Viene utilizzato principalmente per testare trasformatori di potenza e apparecchiature di sottostazione primaria per valutarne la stabilità operativa in presenza di interferenze oscillanti smorzate a bassa frequenza.

3.2 Tester per onde oscillanti smorzate veloci (DOW61000-18F)
Questo modello simula le interferenze ad alta frequenza generate dalla commutazione rapida degli interruttori e dagli impulsi elettromagnetici ad alta quota (HEMP). La sua frequenza di oscillazione è aumentata a 3 MHz, 10 MHz e 30 MHz e il tempo di salita della tensione è ridotto a 5 ns, ottenendo una capacità di risposta transitoria più rapida. L'impedenza di uscita è ridotta a 50 Ω e la corrente di cortocircuito massima raggiunge gli 80 A, fornendo una maggiore energia di interferenza. Trova ampia applicazione nei dispositivi di protezione secondaria delle sottostazioni di media e alta tensione, nei quadri di combinazione delle centrali elettriche a energia rinnovabile, nelle apparecchiature di misurazione e controllo intelligenti e in altri prodotti elettronici di precisione, per verificarne l'immunità in ambienti con forti impulsi elettromagnetici ad alta frequenza.

Entrambi i modelli sono dotati di touchscreen a cristalli liquidi, livelli di prova standard preinstallati e supportano la regolazione della tensione a passi. Sono forniti con certificati di calibrazione CNAS ISO17025 per soddisfare i requisiti di tracciabilità metrologica di laboratorio. Per il collaudo di linee di comunicazione e linee di controllo non schermate, gli utenti possono abbinare le reti di accoppiamento e disaccoppiamento della serie CDN61000-18S per ampliare le funzioni di test di accoppiamento linea-terra e linea-linea.

4. Scenari applicativi e procedure di test
4.1 Principali scenari applicativi
Il tester di immunità alle onde oscillanti smorzate (DWO) è utilizzato in tre settori principali: reti elettriche, energie rinnovabili e automazione industriale. Nel settore energetico, viene impiegato per l'ispezione in fabbrica di apparecchiature primarie e secondarie per sottostazioni di alta e media tensione. Nel settore delle energie rinnovabili, esegue test di immunità su quadri di combinazione e convertitori per sistemi di accumulo di energia per centrali fotovoltaiche ed eoliche. In ambito industriale, viene utilizzato per l'accettazione EMC di apparecchiature di distribuzione di energia e quadri di controllo automatico. Inoltre, in quanto strumenti di prova essenziali per la certificazione CE e la certificazione obbligatoria cinese (3C), sono richiesti per i prodotti esportati nell'UE e per l'accesso al mercato interno.

4.2 Procedure di prova di base
• Selezione dell'apparecchiatura: Selezionare il modello corrispondente in base all'ambiente di servizio dell'apparecchiatura in prova. Scegliere il modello lento per le apparecchiature della sottostazione primaria e il modello veloce per le apparecchiature di misura e controllo secondarie e per le apparecchiature per le energie rinnovabili.
• Collegamento del circuito: Collegare l'apparecchiatura in prova alla rete di accoppiamento/disaccoppiamento integrata dello strumento; utilizzare moduli CDN esterni dedicati per i test delle linee di segnale.
• Impostazione dei parametri: Configurare la frequenza di oscillazione, la tensione di uscita, la frequenza di ripetizione, la polarità degli impulsi e altri parametri in conformità con gli standard pertinenti o le specifiche del prodotto.
• Test di carico: Avviare lo strumento per generare onde oscillanti smorzate, applicare continuamente interferenze e osservare lo stato operativo dell'apparecchiatura in prova.
• Valutazione del risultato: Il risultato del test è considerato valido se l'apparecchiatura funziona normalmente senza arresti anomali, malfunzionamenti o degrado delle prestazioni in presenza di interferenze.

5. CONCLUSIONE
Basandosi sul principio fondamentale della precarica del condensatore e del circuito risonante RLC, il Tester di immunità alle onde oscillatorie smorzate riproduce accuratamente le tipiche forme d'onda di interferenza transitoria, comprese le operazioni di commutazione del sistema di alimentazione e gli impulsi elettromagnetici ad alta quota, rendendolo uno strumento di prova indispensabile nel campo della compatibilità elettromagnetica. LISUN DOW61000-18 La serie di tester di immunità alle onde oscillanti smorzate è rigorosamente conforme ai principali standard nazionali e internazionali. Grazie alla classificazione in modelli lenti e veloci, ai numerosi parametri regolabili e alle configurazioni espandibili, soddisfa le esigenze di test di tutti i tipi di apparecchiature elettriche.

Nel contesto del continuo sviluppo di nuovi sistemi energetici, l'ambiente elettromagnetico delle reti elettriche diventa sempre più complesso, imponendo requisiti più elevati in termini di prestazioni anti-interferenza transitoria delle apparecchiature elettriche. L'ampia applicazione del tester di immunità alle onde oscillanti smorzate consente di controllare le prestazioni EMC dei prodotti, dalla ricerca e sviluppo alla produzione e al collaudo, riducendo efficacemente i tassi di guasto in loco e garantendo un funzionamento sicuro e stabile delle reti elettriche, delle centrali elettriche a energia rinnovabile e dei sistemi industriali. In futuro, con il continuo aggiornamento degli standard di compatibilità elettromagnetica, tali tester si evolveranno verso frequenze più elevate, tensioni di uscita maggiori e funzionalità di test intelligenti.