Tiêu chuẩn ngành TCN 68 – 208:2002 về tương thích điện từ (EMC) – Miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp – Phương pháp đo và thử do Bộ Bưu chính Viễn thông ban hành đã được thay thế bởi Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8241-4-11:2009 (IEC 61000-4-11:2004) về tương thích điện từ (EMC) – phần 4-11: phương pháp đo và thử – miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, gián đoạn ngắn và biến đổi điện áp .
Nội dung toàn văn Tiêu chuẩn ngành TCN 68 – 208:2002 về tương thích điện từ (EMC) – Miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp – Phương pháp đo và thử do Bộ Bưu chính Viễn thông ban hành
TCN 68 – 208: 2002
TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC) MIỄN NHIỄM ĐỐI VỚI CÁC HIỆN TƯỢNG SỤT ÁP, NGẮT QUÃNG VÀ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP
PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ
Electromagnetic compatibility (EMC) Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity
Testing and measurement techniques
MỤC LỤC
Lời nói đầu ………………………………………………………………………………………………
1. Phạm vi …………………………………………………………………………………………………
2. Tài liệu tham chiếu chuẩn ………………………………………………………………………..
3. Tổng quan ………………………………………………………………………………………………
4. Các định nghĩa ……………………………………………………………………………………….
5. Các mức thử …………………………………………………………………………………………..
5.1. Hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp ……………………………………………….
5.2. Hiện tượng thay đổi điện áp ………………………………………………………………..
6. Thiết bị thử …………………………………………………………………………………………….
6.1. Các bộ tạo tín hiệu thử ………………………………………………………………………
6.2. Đặc tính bộ giám sát đo dòng khởi động đỉnh ……………………………………..
6.3. Nguồn điện ……………………………………………………………………………………
7. Cấu hình thử ………………………………………………………………………………………..
8. Thủ tục thực hiện phép thử ……………………………………………………………………
8.1. Các điều kiện chuẩn của phòng thử nghiệm …………………………………………
8.2. Thực hiện phép thử …………………………………………………………………………
9. Các kết quả thử nghiệm và biên bản thử nghiệm ………………………………………
Phụ lục A (Quy định): Các mạch thử chi tiết…………………………………………………
Phụ lục B (Tham khảo): Hướng dẫn lựa chọn mức thử …………………………………..
Phụ lục C (Tham khảo): Thiết bị thử nghiệm ………………………………………………..
Lời nói đầu
Tiêu chuẩn Ngành TCN 68 – 208: 2002 “Tương thích điện từ (EMC) – Miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp – Phương pháp đo và thử” được xây dựng trên cơ sở chấp thuận áp dụng nguyên vẹn các yêu cầu trong tiêu chuẩn IEC 1000 – 4 – 11: 1994 “Tương thích điện từ (EMC) – Phần 4: Các kỹ thuật đo và thử – Chương 11: Phép thử miễn nhiễm đối với các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp”.
Tiêu chuẩn Ngành TCN 68 – 208: 2002 do Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện (RIPT) biên soạn theo đề nghị của Vụ Khoa học – Công nghệ và được Bộ Bưu chính Viễn thông ban hành theo Quyết định số 28/2002/QĐ-BBCVT ngày 18/12/2002.
Tiêu chuẩn Ngành TCN 68 – 208: 2002 được ban hành dưới dạng song ngữ (tiếng Việt và tiếng Anh). Trong trường hợp có tranh chấp về cách hiểu do biên dịch, bản tiếng Việt được áp dụng.
TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ (EMC)
MIỄN NHIỄM ĐỐI VỚI CÁC HIỆN TƯỢNG
SỤT ÁP, NGẮT QUÃNG VÀ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP
PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THỬ
(Ban hành kèm theo Quyết định số 28/2002/QĐ-BBCVT ngày 18/12/2002 của Bộ trưởng Bộ Bưu chính, Viễn thông)
1. Phạm vi
Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp thử, các mức thử khả năng miễn nhiễm cho thiết bị điện và điện tử nối với nguồn điện hạ áp có các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp.
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các thiết bị điện, điện tử có dòng đầu vào định mức không vượt quá 16 A mỗi pha.
Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với các thiết bị điện, điện tử nối với mạng DC hoặc AC 400 Hz. Các phép thử đối với mạng trên sẽ được quy định trong các tiêu chuẩn khác.
Mục đích của tiêu chuẩn là xác lập một chuẩn chung đánh giá mức độ miễn nhiễm của các thiết bị điện, điện tử khi chịu tác động của hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp nguồn.
Chú ý: Tiêu chuẩn này được áp dụng cho các thiết bị viễn thông.
2. Tài liệu tham chiếu chuẩn
[1]. IEV 50(161):1990 “International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 161: Electromagnetic compatibility”;
[2]. IEC 68-1:1988 “Environmental testing – Part 1: General and guidance”;
[3]. IEC 1000-2-1:1990 “Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2: Environment – Section 1: Description of the environment – Electromagnetic environment for low-frequency conducted disturbances and signalling in public power supply systems”;
[4]. IEC 1000-2-2:1990 “Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2: Environment – Section 2: Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public power supply systems”
[5]. IEC 1000-4-1:1992 “Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement techniques – Section 2: Overview of immunity tests – Basic EMC publication”.
3. Tổng quan
Những thiết bị điện, điện tử có thể bị ảnh hưởng bởi các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng hoặc thay đổi điện áp của nguồn điện cung cấp.
Hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp có thể do lỗi trong mạng, trong lắp đặt hoặc do thay đổi lớn đột ngột của tải. Trong thực tế, có thể xảy ra những trường hợp có hai hoặc nhiều hiện tượng sụt áp hoặc ngắt quãng điện áp liên tiếp. Còn hiện tượng thay đổi điện áp thường là do tải nối với mạng điện thay đổi liên tục.
Về bản chất, những hiện tượng này là ngẫu nhiên và được đặc trưng bởi sự thay đổi điện áp định mức và khoảng thời gian xảy ra sự thay đổi đó. Các động cơ điện và phần tử bảo vệ nối với mạng cấp nguồn thường có thời gian phản ứng đối với các hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp, cho nên các hiện tượng trên không thường xuyên xẩy ra đột ngột. Nếu các nguồn cấp điện lớn được ngắt ra (trong nội bộ một công trình hoặc một vùng rộng trong một khu vực) thì khi xẩy ra các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng điện áp, điện áp chỉ giảm từ từ do có nhiều động cơ điện nối với mạng nguồn. Lý do là trong thời gian phản ứng, các động cơ điện sẽ hoạt động như các máy phát cấp nguồn đến mạng. Trong thực tế, có một số thiết bị nhạy cảm với sự thay đổi điện áp nguồn từ từ hơn là sự thay đổi đột ngột. Hầu hết các thiết bị xử lý dữ liệu đều có các bộ phát hiện lỗi nguồn nhằm bảo vệ, lưu giữ dữ liệu trong bộ nhớ. Sau khi điện áp nguồn khôi phục, thiết bị sẽ trở lại hoạt động bình thường. Một số bộ phát hiện lỗi nguồn không phản ứng đủ nhanh với sự giảm điện áp nguồn từ từ. Vì thế, trước khi những bộ phát hiện lỗi này hoạt động, điện áp DC của các mạch tích hợp có thể bị giảm đến mức dưới điện áp hoạt động tối thiểu, làm dữ liệu mất hoặc sai lệch. Khi điện áp nguồn khôi phục, thiết bị sẽ không thể làm việc bình thường, nếu không được đặt lại chương trình hoạt động.
Vì vậy, trong tiêu chuẩn này quy định các loại phép thử khác nhau mô phỏng các ảnh hưởng thay đổi điện áp nguồn đột ngột và, với những lý do giải thích ở trên, quy định phép thử không bắt buộc cho sự thay đổi điện áp nguồn từ từ. Phép thử này chỉ sử dụng cho những trường hợp thử nghiệm đặc biệt, theo tài liệu kỹ thuật sản phẩm hoặc theo qui định của các nhà quản lý sản phẩm.
Các nhà quản lý sản phẩm có trách nhiệm xác định hiện tượng nào trong số các hiện tượng được nêu trong tiêu chuẩn là thích hợp (với sản phẩm cần thử) và quyết định áp dụng phép thử.
4. Các định nghĩa
Trong phạm vi tiêu chuẩn này, các định nghĩa dưới đây được hiểu như sau:
4.1. Tiêu chuẩn EMC cơ bản
Tiêu chuẩn EMC cơ bản là tiêu chuẩn quy định các điều kiện, các quy tắc cơ bản và tổng quát để đạt được sự tương thích điện từ đối với tất cả các sản phẩm, các hệ thống. Tiêu chuẩn EMC cơ bản có vai trò là những tài liệu tham chiếu cho các nhà quản lý sản phẩm.
4.2. Miễn nhiễm (đối với nhiễu)
Miễn nhiễm là khả năng hoạt động của một dụng cụ, một thiết bị hoặc một hệ thống mà không có sự suy giảm chất lượng khi có nhiễu điện từ [IEV 161-01-20].
4.3. Sụt áp
Sụt áp là hiện tượng giảm điện áp đột ngột tại một thời điểm nào đó trong hệ thống điện, sau một nửa chu kỳ đến một vài giây điện áp lại được phục hồi. [IEV 161- 08- 10, sửa đổi].
4.4. Ngắt quãng điện áp
Ngắt quãng điện áp là hiện tượng mất điện áp nguồn trong một khoảng thời gian thường không vượt quá 1 phút. Sự ngắt quãng điện áp có thể coi như sự sụt áp 100% biên độ (xem 8.1 IEC 1000-2-1).
4.5. Thay đổi điện áp
Thay đổi điện áp là hiện tượng điện áp nguồn thay đổi từ từ lên cao hoặc xuống thấp so với điện áp định mức. Khoảng thời gian thay đổi điện áp có thể ngắn hoặc dài.
4.6. Sự cố
Sự cố là hiện tượng thiết bị không hoạt động hoặc thực hiện sai chức năng.
5. Các mức thử
Tiêu chuẩn này lấy điện áp định mức của thiết bị được thử nghiệm (UT) làm cơ sở cho chỉ tiêu mức thử điện áp.
Với thiết bị có một dải điện áp định mức, phải áp dụng các quy định về mức thử như sau:
– Nếu dải điện áp không vượt quá 20% trị số điện áp thấp của dải điện áp định mức, thì có thể lấy một trị số điện áp trong dải này làm cơ sở cho chỉ tiêu mức thử (UT);
– Trong các trường hợp khác, các bước thử được áp dụng cho cả hai trị số điện áp thấp và điện áp cao của dải điện áp đó;
– Hướng dẫn lựa chọn mức thử và khoảng thời gian thử nghiệm có trong phụ lục B.
5.1. Hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp
Bảng 1: Mức thử và khoảng thời gian thử khuyến nghị đối với hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp nguồn
|
Mức thử |
Sụt áp và ngắt quãng điện áp (% UT) |
Khoảng thời gian (theo chu kỳ) |
|
0 |
100 |
0,5* 1 5 10 25 50 x |
|
40 |
60 |
|
|
70 |
30 |
|
|
* Đối với 0,5 chu kỳ, phép thử thực hiện ở cực tính dương và âm, tức là bắt đầu ở góc pha 00 và 1800 theo thứ tự. |
||
|
Chú ý: 1. Có thể lựa chọn một hoặc nhiều mức thử và khoảng thời gian thử nêu trên. 2. Thông thường, nếu thử EUT trong trường hợp sụt áp 100%, thì không cần thử các mức thử khác có cùng khoảng thời gian thử, trừ một số trường hợp (các hệ thống bảo an hoặc các dụng cụ cơ điện). Chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm hoặc nhà quản lý sản phẩm phải có hướng dẫn áp dụng chú ý này. 3. “x” là khoảng thời gian mở có thể có trong chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm. Thực tế ở châu Âu đã đo được sụt áp và ngắt quãng điện áp nguồn trong khoảng thời gian giữa 1/2 chu kỳ và 3000 chu kỳ, nhưng khoảng thời gian nhỏ hơn 50 chu kỳ là phổ biến nhất. 4. Có thể áp dụng khoảng thời gian bất kỳ cho một mức thử bất kỳ. |
||
Sự chuyển đổi giữa UT và điện áp thay đổi là đột ngột, bước thử có thể bắt đầu và kết thúc ở góc pha bất kỳ của điện áp nguồn sử dụng. Các mức điện áp thử (tính bằng % của UT) được áp dụng là 0%, 40% và 70% tương ứng với mức sụt áp và ngắt quãng điện áp 100%, 60% và 30%.
Các mức thử và khoảng thời gian thử khuyến nghị trong bảng 1, hình 1 là một ví dụ về tín hiệu sụt áp nguồn. Mức thử và khoảng thời gian thử phải được quy định trong chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm. Mức thử 0% tương ứng với trường hợp ngắt toàn bộ điện áp nguồn. Trong thực tế, mức điện áp thử 0 á 20% điện áp định mức có thể xem như là trường hợp ngắt toàn bộ điện áp nguồn.
Với các khoảng thời gian ngắn hơn các giá trị nêu trong bảng, đặc biệt là khoảng thời gian nửa chu kỳ, phải được thử để đảm bảo rằng thiết bị được thử (EUT) đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật.
5.2. Hiện tượng thay đổi điện áp (tuỳ chọn)
Phép thử này xem xét sự quá độ xác định giữa điện áp định mức UT và điện áp thay đổi.
Chú ý: Sự thay đổi điện áp xẩy ra trong một khoảng thời gian ngắn, có thể do tải hoặc năng lượng tích trữ trong các mạng nguồn điện lực địa phương thay đổi.
Bảng 2 đưa ra khoảng thời gian khuyến nghị để thay đổi điện áp và khoảng thời gian duy trì điện áp đã giảm. Tốc độ thay đổi điện áp là không đổi, tuy nhiên điện áp có thể thay đổi từng bước. Các bước phải bắt đầu ở điểm 0 (góc pha 0) và không lớn hơn 10% UT. Đối với các bước nhỏ hơn 1% UT, tốc độ thay đổi điện áp được coi như không đổi.
Bảng 2: Thời gian thay đổi điện áp nguồn
|
Mức điện áp thử |
Thời gian giảm điện áp |
Thời gian điện áp đã giảm tồn tại |
Thời gian tăng điện áp |
|
40% UT |
2s ± 20% |
1s ± 20% |
2s ± 20% |
|
0% UT |
2s ± 20% |
1s ± 20% |
2s ± 20% |
|
|
x |
x |
x |
|
Chú ý: x là khoảng thời gian để mở, có thể có trong chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm. |
|||
Hình 2 biểu diễn hàm điện áp theo thời gian. Các trị số khác có thể được sử dụng trong các trường hợp điều chỉnh và phải được quy định trong chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm.
6. Thiết bị thử
6.1. Các bộ tạo tín hiệu thử
Trừ những trường hợp xác định, bộ tạo tín hiệu thử sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp nguồn thường có các đặc điểm chung như ở dưới đây.
Các ví dụ về bộ tạo tín hiệu thử được giới thiệu trong phụ lục C.
Bộ tạo tín hiệu thử phải đảm bảo không tạo ra những nguồn nhiễu mạnh, nhiễm vào mạng cấp nguồn, có thể ảnh hưởng đến kết quả thử.
6.1.1. Đặc tính và chất lượng bộ tạo tín hiệu thử
Các chỉ tiêu kỹ thuật:
Điện áp đầu ra: Như yêu cầu trong bảng 1, ± 5%.
Thay đổi tải đầu ra:
100% điện áp ra, 0 ¸ 16 A: Nhỏ hơn 5%.
70% điện áp ra, 0 ¸ 23 A: Nhỏ hơn 7%
40% điện áp ra, 0 ¸ 40 A: Nhỏ hơn 10%
|
Khả năng cung cấp dòng đầu ra: |
16 A r.m.s/pha ở điện áp danh định và 23 A r.m.s/pha ở 70% điện áp định mức, 40 A r.m.s/pha ở 40% điện áp định mức trong khoảng thời gian đến 5s (yêu cầu này có thể giảm theo dòng cung cấp định mức bão hoà của EUT (xem A.2)). |
|
Khả năng chịu đựng dòng khởi động (không yêu cầu với phép thử thay đổi điện áp nguồn): |
Không bị giới hạn, nhưng không cần vượt quá: – 500 A với nguồn vào 220 ¸ 240 V; – 250 A với nguồn vào 100 ¸ 120 V. |
|
Điện áp vượt trên/hoặc giảm dưới mức thực tế khi có tải thuần trở 100 Ω |
Nhỏ hơn 5% trị số thay đổi điện áp |
|
Thời gian tăng (giảm) điện áp khi có tải thuần trở 100 Ω: |
Nằm trong khoảng 1 ms và 5 ms |
|
Dịch pha (nếu cần thiết): |
00 đến 3600 |
|
Mối quan hệ về pha của sụt áp và ngắt quãng điện áp với tần số nguồn: |
Nhỏ hơn ± 100 |
Trở kháng đầu ra chủ yếu là thuần trở và có trị số thấp ngay cả khi ở trạng thái quá độ.
6.1.2. Kiểm tra các đặc tính của bộ tạo tín hiệu thử
Để so sánh kết quả thử thu được từ các bộ tạo tín hiệu thử khác nhau, các đặc tính của bộ tạo tín hiệu thử sẽ được kiểm tra như sau:
– 100%, 70%, 40% r.m.s (trị số hiệu dụng) điện áp ra của bộ tạo tín hiệu thử phải phù hợp với các trị số % điện áp hoạt động được chọn: 230 V, 120 V…;
– Các trị số r.m.s của ba điện áp trên phải được đo ở trạng thái không tải và được duy trì trong phạm vi % cho phép của các trị số danh định;
– Việc điều chỉnh tải tại 3 trường hợp điện áp ra phải được kiểm soát ở từng trường hợp và không vượt quá 5% đối với dòng tải 16 A ở trường hợp 100% điện áp ra, cũng như các trị số % đã cho đối với dòng tải 23 A ở 70%; 40 A ở 40% điện áp ra;
– Thời gian thử ở mức 70% và 40% điện áp ra không vượt quá 5s.
Nếu cần kiểm tra khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu thử, phải thay đổi tải đầu ra bộ tạo tín hiệu thử từ 0 á 100% giá trị bằng việc điều chỉnh tụ điện 1700 mF mắc nối tiếp với bộ chỉnh lưu. Việc kiểm tra này sẽ được tiến hành ở cả hai góc pha 900 và 2700. Mạch đo khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu thử được trình bày trong phần A.1.
Khi đo dòng khởi động đỉnh của EUT mà thấy thấp hơn dòng khởi động đỉnh bộ tạo tín hiệu chuẩn (500 A đối với nguồn 220 á 240 V), thì trong trường hợp này một bộ tạo tín hiệu thử có dòng khởi động đỉnh thấp hơn giá trị quy định cũng có thể được sử dụng. Tuy nhiên theo phụ lục A, khi bộ tạo tín hiệu thử được đưa vào mạch thử, dòng khởi động của EUT đo được phải nhỏ hơn 70% khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu. Dòng khởi động EUT thực tế được đo khi bắt đầu khởi động và sau khi tắt 5s theo hướng dẫn ở phụ lục B.
Đặc tính chuyển mạch của bộ tạo tín hiệu thử được đo với tải 100 W có mức tiêu thụ năng lượng thích hợp.
Thời gian tăng và giảm cũng như sự quá tải và thấp tải được kiểm tra với các trường hợp chuyển đổi ở góc pha 900 và 2700, từ 0 ¸ 100%; 100 ¸ 70%; 100 ¸ 40% và 40 ¸ 0% trị số điện áp ra.
Độ chính xác góc pha được kiểm tra trong các trường hợp chuyển đổi từ 0 ¸ 100% và từ 100 ¸ 0% trị số điện áp ra, tại chín góc pha từ 0 ¸ 3600 với số gia 450. Việc kiểm tra này cũng được thực hiện đối với trường hợp chuyển đổi từ 100 ¸ 70% và từ 70 ¸ 100%, cũng như từ 100 ¸ 40% và 40 ¸ 100% trị số điện áp ra, ở góc pha 900 và 1800.
Sau một số chu kỳ hoạt động nhất định, các bộ tạo tín hiệu thử phải được hiệu chuẩn lại bằng một hệ thống đảm bảo chất lượng được công nhận.
6.2. Đặc tính bộ giám sát đo dòng khởi động đỉnh
|
Điện áp đầu ra với tải 50 Ω: |
0,01 V/A hoặc lớn hơn. |
|
Dòng đỉnh: |
Thấp nhất 1 000 A. |
|
Độ chính xác dòng đỉnh (xung độ rộng 3 ms): |
± 10%. |
|
Dòng r.m.s (hiệu dụng): |
Nhỏ nhất 50 A. |
|
IxT lớn nhất: |
10 A.s hoặc lớn hơn. |
|
Thời gian tăng/giảm: |
500 ns hoặc nhỏ hơn. |
|
Tần số thấp tại điểm 3 dB: |
10 Hz hoặc nhỏ hơn. |
|
Điện trở ghép: |
0,001 Ω hoặc nhỏ hơn. |
|
Cấu tạo: |
Hình xuyến. |
|
Đường kính lỗ: |
Nhỏ nhất 5 cm. |
6.3. Nguồn điện
Tần số điện áp thử phải ở trong khoảng tần số định mức ± 2%.
7. Cấu hình thử
Phép thử được thực hiện khi EUT đã nối với bộ tạo tín hiệu thử bằng cáp nguồn ngắn nhất theo qui định của nhà sản xuất EUT, nếu không có quy định cụ thể thì cáp nguồn càng ngắn càng thích hợp cho việc thử EUT.
Cấu hình thử đối với hai hiện tượng trình bày trong tiêu chuẩn này là:
– Hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp;
– Hiện tượng thay đổi điện áp có quá độ chậm giữa điện áp định mức và điện áp thay đổi (tuỳ chọn).
Hình C.1(a) là sơ đồ nguyên lý bộ tạo tín hiệu thử sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp có quá độ chậm giữa điện áp định mức và điện áp thay đổi.
Hình C.1(b) là sơ đồ bộ tạo tín hiệu thử có bộ khuếch đại công suất.
Hình C.(2) là sơ đồ nguyên lý bộ tạo tín hiệu thử thay đổi điện áp có quá độ chậm giữa điện áp định mức và điện áp thay đổi sử dụng biến áp biến đổi.
Cả hai phép thử đều có thể được thực hiện với các cấu hình trên.
Các phép thử đối với EUT ba pha được thực hiện bằng cách sử dụng ba thiết bị thử đồng bộ với nhau.
Những thí dụ về cấu hình thử có trong phụ lục C.
8. Thủ tục thực hiện phép thử
Trước khi tiến hành thử nghiệm một thiết bị, phải chuẩn bị sẵn một kế hoạch thử nghiệm.
Kế hoạch thử nghiệm có thể bao gồm những nội dung sau:
– Xác định rõ loại EUT;
– Thông tin về các loại kết nối có thể có (phích cắm…), cáp tương ứng và các thiết bị ngoại vi;
– Cổng nguồn điện vào EUT;
– Các chế độ làm việc điển hình của EUT đối với phép thử;
– Tiêu chí chất lượng được sử dụng và quy định trong tài liệu kỹ thuật;
– Các chế độ hoạt động của EUT;
– Mô tả cấu hình thử.
Nếu không có các nguồn tín hiệu hoạt động thực tế đưa vào EUT thì các nguồn tín hiệu này có thể được mô phỏng cho phù hợp.
Trong các phép thử, mọi trường hợp suy giảm chất lượng đều phải được ghi lại. Thiết bị giám sát phải có khả năng hiển thị tình trạng hoạt động của EUT trong
và sau khi thử. Sau mỗi lần thử nghiệm, phải kiểm tra toàn bộ chức năng của EUT.
8.1. Các điều kiện chuẩn của phòng thử nghiệm
8.1.1. Điều kiện khí hậu
Các phép thử phải tiến hành trong điều kiện khí hậu chuẩn của IEC 68 -1:
– Nhiệt độ: 150 C ¸ 350C;
– Độ ẩm tương đối: 25% ¸ 75%;
– Áp suất khí quyển: 86 kPa ¸ 106 kPa (860 mbar ¸ 1060 mbar).
Chú ý: Trong chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm có thể quy định các trị số khác.
8.1.2. Điều kiện điện từ
Các điều kiện điện từ trong phòng thử nghiệm phải đảm bảo sao cho EUT hoạt động chính xác, không ảnh hưởng đến kết quả phép thử.
8.2. Thực hiện phép thử
Trong khi thử, điện áp nguồn thử nghiệm không được sai số quá 2%. Việc hiệu chỉnh điểm 0 (góc pha bằng 0) của bộ tạo tín hiệu thử phải có độ chính xác ± 100.
8.2.1. Hiện tượng sụt áp và ngắt quãng điện áp
EUT được thử nghiệm với sự kết hợp lựa chọn mức thử, khoảng thời gian thử là một chuỗi 3 lần sụt áp/ngắt quãng điện áp, khoảng cách thời gian tối thiểu là 10s (giữa mỗi lần thử). Các chế độ hoạt động điển hình của EUT đều phải được thử nghiệm.
Sự thay đổi đột ngột điện áp nguồn phải xảy ra tại thời điểm điện áp có góc pha bằng 0 và tại các góc bổ sung có trong chỉ tiêu kỹ thuật hoặc được nhà quản lý sản phẩm cân nhắc, lựa chọn từ các góc 450, 900, 1350, 1800, 2250, 2700 và 3150 trên mỗi pha.
Đối với hệ thống ba pha, phép thử pha – pha được ưu tiên thực hiện. Trong trường hợp cụ thể, ví dụ có thiết bị nguồn ba pha, các đồng hồ đo ba pha, thì cả ba pha sẽ được thử nghiệm đồng thời. Trường hợp thử sụt áp hoặc ngắt quãng điện áp đồng thời lên cả ba pha, điều kiện góc pha bằng 0 của điện áp trong 6.1 sẽ chỉ thoả mãn trên một pha.
8.2.2. Hiện tượng thay đổi điện áp (tuỳ chọn)
EUT được thử đối với từng mức thay đổi điện áp xác định, mỗi mức thử ba lần cách nhau 10s cho các chế độ hoạt động điển hình nhất.
9. Các kết quả thử nghiệm và biên bản thử nghiệm
Mục này trình bày các hướng dẫn về việc đánh giá các kết quả thử và lập biên bản thử nghiệm đối với phép thử trong tiêu chuẩn này.
Sự đa dạng và phức tạp của các hệ thống và thiết bị được thử nghiệm đã làm cho việc xác định các ảnh hưởng của các hiện tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp nguồn lên các hệ thống và thiết bị trở nên khó khăn.
Nếu chỉ tiêu kỹ thuật sản phẩm hay nhà quản lý sản phẩm không đưa ra các chỉ tiêu cụ thể, kết quả thử cần được phân loại theo các điều kiện hoạt động và các thông số chức năng của EUT như sau:
a) Đặc tính nằm trong giới hạn chỉ tiêu kỹ thuật cho phép;
b) Suy giảm chất lượng hoặc mất các chức năng tạm thời nhưng tự phục hồi;
c) Suy giảm chất lượng hoặc mất các chức năng tạm thời, muốn khôi phục lại cần có sự can thiệp của người vận hành hoặc khởi động lại hệ thống;
d) Suy giảm hoặc mất các chức năng nhưng không thể phục hồi do hỏng các bộ phận thiết bị, phần mềm hoặc mất số liệu.
EUT phải đảm bảo không trở nên nguy hiểm hay mất an toàn khi được thử theo các quy định trong tiêu chuẩn này.
Trong trường hợp các phép thử nghiệm thu, chương trình thử và cách xử lý kết quả phải được mô tả trong tiêu chuẩn sản phẩm cụ thể.
Theo nguyên tắc chung, kết quả thử là đạt nếu thiết bị thể hiện khả năng miễn nhiễm trong suốt thời gian thực hiện phép thử và khi kết thúc phép thử EUT vẫn thoả mãn các yêu cầu chức năng được quy định trong chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị.
Tài liệu kỹ thuật của EUT có thể xác định một số ảnh hưởng được xem là không quan trọng, vì vậy các ảnh hưởng này có thể được chấp nhận.
Với trường hợp này, khi kết thúc thử phải kiểm tra sự tự phục hồi các khả năng hoạt động của thiết bị. Do vậy, phải ghi lại khoảng thời gian thiết bị mất hoàn toàn chức năng hoạt động. Đây chính là cơ sở để đánh giá kết quả phép thử.
Biên bản thử nghiệm phải bao gồm các điều kiện thử và các kết quả thử.
Chú ý: Điện áp giảm xuống 70% trong 10 chu kỳ, bước giảm bắt đầu tại điểm 0.
Hình 1: Hiện tượng sụt áp
Chú ý: Điện áp giảm từ từ
Hình 2: Hiện tượng thay đổi điện áp
PHỤ LỤC A
(Quy định)
Các mạch thử chi tiết
A.1. Khả năng chịu đựng dòng khởi động đỉnh của bộ tạo tín hiệu thử
Hình A.1 trình bày mạch điện đo khả năng chịu đựng dòng khởi động đỉnh của bộ tạo tín hiệu thử. Mạch điện này dùng chỉnh lưu cầu, vì vậy không cần thay đổi cực tính bộ chỉnh lưu đối với phép thử ở 2700 và 900. Để có hệ số hoạt động an toàn phù hợp, dòng ra bộ chỉnh lưu nửa chu kỳ tối thiểu phải có trị số bằng hai lần khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu thử.
Tụ hoá 1700 mF phải có dung sai ± 20%. Tụ này có mức điện áp tốt nhất là lớn hơn 15 á 20% điện áp đỉnh nguồn danh định, ví dụ 400 V với điện áp nguồn 220 á 240 V. Để có hệ số hoạt động an toàn thích hợp, tụ phải có khả năng chịu được dòng khởi động đỉnh ít nhất gấp hai lần khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu thử. Tụ điện cũng phải có điện trở tương đương nối tiếp thấp nhất (ESR) không vượt quá 0,1 W tại hai tần số 100 Hz và 20 kHz.
Phép thử thực hiện với tụ 1700 mF phóng điện, một thuần trở mắc song song với tụ, hằng số thời gian RC cần có trị số phù hợp với khoảng thời gian nghỉ giữa các phép thử. Với thuần trở 10000 W, hằng số thời gian RC là 17s, thì thời gian nghỉ giữa các phép thử khả năng chịu đựng dòng khởi động sẽ là 1,5 á 2 phút. Khi cần thời gian nghỉ ngắn hơn, có thể sử dụng các thuần trở có trị số thấp khoảng 100 W.
Đầu dò dòng điện cũng phải chịu được dòng khởi động đỉnh lớn nhất của bộ tạo tín hiệu thử trong một phần tư chu kỳ mà không bị bão hoà.
Để đảm bảo đủ khả năng chịu đựng dòng khởi động đỉnh ở cả hai cực tính bộ tạo tín hiệu thử, các phép thử phải được thực hiện bằng cách chuyển mạch đầu ra của bộ tạo tín hiệu thử từ 0% sang 100% tại cả hai góc pha nguồn 900 và 2700.
A.2. Yêu cầu dòng khởi động đỉnh của EUT
Khi khả năng chịu đựng dòng khởi động đỉnh của bộ tạo tín hiệu thử đáp ứng yêu cầu quy định (ví dụ tối thiểu 500 A cho nguồn điện 220 á 240 V), thì không cần đo yêu cầu dòng khởi động đỉnh của EUT.
Tuy nhiên, có thể sử dụng bộ tạo tín hiệu thử có khả năng chịu đựng dòng khởi động đỉnh thấp hơn so với chỉ tiêu kỹ thuật, nếu yêu cầu dòng khởi động của EUT nhỏ hơn khả năng chịu đựng dòng khởi động bộ tạo tín hiệu thử. Mạch điện hình A.2 trình bày cách đo dòng khởi động đỉnh của EUT, để xác định nó có nhỏ hơn khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu thử hay không.
Mạch điện này sử dụng biến áp dòng như mạch điện hình A.1. Bốn phép thử dòng khởi động đỉnh được thực hiện như sau:
a) Tắt nguồn tối thiểu 5 phút, đo dòng khởi động đỉnh khi bật trở lại ở góc pha 900;
b) Lặp lại phép thử a) ở góc pha 2700;
c) Bật lại nguồn tối thiểu 1 phút; tắt trong 5 giây; sau đó đo dòng khởi động đỉnh khi bật nguồn trở lại ở góc pha 900;
d) Lặp lại phép thử c) ở góc pha 2700.
Để có thể dùng bộ tạo tín hiệu thử có khả năng chịu đựng dòng khởi động đỉnh thấp để thử một EUT, thì dòng khởi động của EUT phải nhỏ hơn 70% khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo tín hiệu thử.
Hình A.1: Mạch xác định khả năng chịu đựng dòng khởi động của bộ tạo điện áp ngắt quãng
Hình A.2: Mạch xác định yêu cầu dòng khởi động đỉnh của EUT
PHỤ LỤC B
(Tham khảo)
HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN MỨC THỬ
Việc lựa chọn các thông số của phép thử, khoảng thời gian và độ sâu, phải căn cứ vào các số liệu dưới đây.
Hậu quả hư hỏng (gồm các kiểu hư hỏng có thể và tác động cần thiết khôi phục lại hoạt động) phải được xét đến khi lựa chọn các thông số này.
Số liệu dưới đây được trích ra từ nghiên cứu của UNIPEDE [1].
Nghiên cứu này được tiến hành nhằm mục đích cung cấp cho khách hàng và nhà sản xuất những thông tin đầy đủ về tỷ lệ liên quan của sự cố, khoảng thời gian/độ sâu sụt áp và ngắt quãng điện áp theo định nghĩa trong IEC 1000-2-2.
Nghiên cứu này nhằm mục đích hạn chế nhiễu gây ra do lỗi hoặc hoạt động đóng ngắt trong hệ thống cấp nguồn công cộng.
Bảng B.1
|
Độ sâu % |
Khoảng thời gian |
|||
|
10 ¸ < 100=””> |
100 ¸ < 500=””> |
500 ms ¸ <> |
1 ¸ 3 s |
|
|
10 ¸ <> 30 ¸ <> 60 ¸ <> 100 |
61 8 2 0 |
66 36 17 12 |
12 4 3 24 |
6 1 2 5 |
|
|
Số nhiễu / lần thử |
|||
Tài liệu tham khảo:
[1] International Union of Producers and Distributors of Electrical Energy (UNIPEDE) 1991. No.50.02.
PHỤ LỤC C
(Tham khảo)
THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM
Các ví dụ về bộ tạo tín hiệu thử và cấu hình phép thử.
Có thể dùng cấu hình phép thử ở hình C.1(a) và C.1(b) để mô phỏng nguồn cung cấp. Trạng thái của EUT trong điều kiện ngắt quãng và thay đổi điện áp nguồn được mô phỏng bằng hai biến áp có điện áp đầu ra biến đổi.
Nguồn cung cấp bị ngắt khi mở đồng thời cả hai công tắc. Khoảng thời gian ngắt quãng có thể đặt trước. Điện áp giảm hoặc tăng được thực hiện bằng việc đóng luân phiên công tắc 1 và 2. Hai công tắc này không bao giờ đóng cùng một lúc. Chúng có thể đóng và mở không phụ thuộc vào góc pha. Các linh kiện bán dẫn hiện đại như: MOSFET công suất và IGBT đáp ứng được các yêu cầu này, trước đây khi dùng thyristor và triacs chỉ mở ở góc pha bằng 0, vì vậy không mô phỏng được chính xác tình trạng thực tế.
Đầu ra của biến áp biến đổi điều chỉnh bằng tay hoặc tự động.
Có thể dùng bộ tạo tín hiệu thử dạng sóng và bộ khuếch đại công suất để thay thế biến áp biến đổi và các công tắc (xem hình C.1(b)).
Cấu hình này cũng cho phép thử EUT trong điều kiện có sự thay đổi tần số và hài.
Cấu hình thứ nhất (xem hình C.1(a)) có thể được đơn giản hoá cho các phép thử từng phần, ví dụ, chỉ cần một biến áp biến đổi cho phép thử thay đổi điện áp (xem hình C.2).
Hình C.1(a): Sơ đồ thiết bị thử sụt áp và ngắt quãng điện áp dùng
các biến áp biến đổi và các công tắc
Hình C.1(b): Sơ đồ thiết bị thử sụt áp và ngắt quãng điện áp
dùng bộ khuếch đại công suất
Hình C.2: Sơ đồ thiết bị thử đơn giản cho hiện tượng thay đổi điện áp
