浪涌抗扰度测试规范
The specification of surge immunity test
目 次
前言
1 范围
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2 引用标准
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3术语及符号
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4测试条件
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5 浪涌试验原理
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6性能判据
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7测试要求
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前 言
本标准根据国际标准IEC61000-4-5“Electromagnetic compatibility(EMC) Part 4:Testing and
measurement techniques Section 5:Sruge immunity test”、ETS300 386标准、GB/T 17626.5--1999
“浪涌（冲击）抗扰度试验” 编制而成。本规范主要介绍浪涌抗扰性试验的试验电平、性能判据、试验设备、试验方法等内容。
浪涌抗扰度测试规范
1 范围
本标准规定了浪涌抗扰度测试 的术语、试验方法。
本标准适用于于公司所有产品的电源端：直流端、交流端；以及各类信号端：用户线端口、E1端口、串口等的浪涌抗扰度测试。 适合ETS300 386、IEC61000-4-5等电信标准测试要求。2 引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 17626.5-1999
IEC61000-4-5 （1995-02）EN300
-386-(2000-03)
抗扰度试验
Electromagnetic compatibility(EMC) Part 4:Testing andmeasurement techniques Section 5:Sruge immunity test
Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters
(ERM);Telecommunication network equipment;ElectroMagneticCompatibility (EMC) requirements
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3术语及符号3.1术语
3.1.1抗扰度：装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
3.1.2接地参考平面：ground(reference)plane 一块导电平面，其电位用作公共参考电位。3.1.3耦合网络：将能量从一个电路传送到另一个电路的电路。
3.1.4去耦网络：用于防止施加到EUT上的浪涌（冲击）影响其他不作实验的装置、设备或系统的电路。3.2符号
3.2.1SURGE：浪涌（冲击）
3.2.2EUT：Equipment Under Test 受试设备3.2.3AE：Auxiliary Equipment 辅助设备
3.2.4 CDN：Coupling&Decoupling net耦合去耦网络
3.2.5CCITT：Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony国际电报电话咨询委员会4测试条件4.1环境条件4.1.1电磁环境：
实验室的电磁环境不应影响试验结果。4.1.2自然环境：
温度：15 ℃~ 35℃; 相对湿度： 10 ％~75％。大气压力：86kPa～106kPa4.2测试场地
立式设备放置在接地参考平面上时，应该用绝缘支座与之隔开。台式设备应放置在绝缘试验台上。4.3 测试辅助设备的要求
为了准确反映受试设备受干扰的情况，在可能情况下采用CDN对EUT和AE进行隔离。
2
4.4 供电要求
4.4.1所有提供给EUT的电源均应能满足EUT对用电的要求。4.4.2当使用交流供电时，EUT与测试仪器应分别由不同相供电。4.5设备要求4.5.1实验要求
设备能产生符合IEC61000-4-5标准要求的电压波形。4.5.2测试设备
下述设备是实验配置的一部分：EUT、AE、电缆（规定的类型和长度）、耦合装置、信号发生器、去耦网络/保护装置。
注：在我公司的测试中，主要选用SCHAFFNER的NSG2050浪涌信号测试仪，并有PNW2050和PNW2051二种信号源分别产生1.2/50μS (8/20μs) 和0.5/700μs，10/700μs波形。NSG2050测试仪完全符合IEC61000-4-5标准要求的信号波形。它主要包括控制器、信号源、耦合/去耦网络（包括CDN131，CDN117，CDN118三种）三部分组成。对于信号线的测试需要对CDN进行选择，同时在信号线与CDN输入部分之间增加一个耦合器，对于平衡线的测试，耦合去耦网络选择CDN118； 对于非平衡线的测试，耦合去耦网络选择CDN117。耦合器主要有2种： 一种是INA 170，包含一个90V火花隙，用于5kHz以上的信号线耦合，可与CDN117/118配合使用。一种是INA171，包含一个90V火
花隙，其上并联了一个0.1uF电容，用于5kHz以下信号线耦合。可与CDN117/118配合使用。还有一种是INA 172，包含四个100欧姆电阻，只能与CDN118配合使用。
5 浪涌试验原理
根据CCITT的规定，浪涌试验设备至少能产生二种类型的信号波形，它们是1.2/50μs（8/20μs）组合波信号和10/700μs信号。下面分别介绍这二种信号特性。5.11.2/50μs（8/20μs）组合波信号
5.1.11.2/50μs（8/20μs）组合波信号发生器原理
1.2/50μs（8/20μs）组合波信号发生器的电路原理如图一所示：
RcRmLrUCcRs1Rs2U：高压源Rc：充电电阻Cc：储能电容
Rs：脉冲持续时间形成电阻Rm：阻抗匹配电阻
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Lr：上升时间形成电感
图1、组合波信号发生器原理图
选择合适的Rs1，Rs2，Rm，Lr和Cc参数，使信号发生器产生1.2/50μs的电压浪涌波形（开路状态下）和8/20μs的电流浪涌波形（短路情况）。其波形分别如图二，图三所示。
上升时间：T1＝1.67×T=1.2μs±30％
半峰值时间：T2=50μs±20％
图2、开路电压波形（1.2/50μs）（按IEC60-1规定的波形）
上升时间：T1＝1.25×T＝8μs±20％半峰值时间：T2＝20μs±20％
图3、短路电流波形（8/20μs）（按IEC60-1规定的波形）
5.1.2 1.2/50μs（8/20μs）组合波发生器的性能特征
4
1.2/50μs（8/20μs）组合波发生器必须具有以下基本性能特征：开路输出电压：0.5kV～4.0kV可调。
浪涌电压波形：必须具有图二所示的波形和特性。开路输出电压容差：±10％。短路输出电流：0.25kA～2.0kA
浪涌电流波形：必须具有图三所示的波形和特性。短路输出电流容差：±10％。极性：正负可选。
相位：随交流电源相角在0°～360°范围内变化。重复率：每分钟至少一次。5.210/700μs试验信号
5.2.110/700μs试验信号发生器原理
10/700μs试验发生器的电路原理如图四所示。
RcRm1Rm2UCcRsCsU：高压源Rc：充电电阻
Cc：储能电容（20μF）Rs：脉冲持续时间形成电阻
Rm：匹配阻抗（Rm1=15Ω，Rm2=25Ω）Cs：上升时间形成电容（0.2μF）S1：使用外部匹配电阻时，开关合上
图4、10/700μs信号发生器原理图
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适当选择Rc，Cc，Rs，Rm1，Rm2的参数可产生10/700μs的浪涌波形，10/700μs浪涌信号波形如图五所示。
上升时间：T1=1.67T=10μs±30％。
半峰值时间：T2＝700μs±20％。
图5、10/700μs开路电压波形（按CCITT规定的波形）
5.3 10/700μs信号发生器的性能特征
开路输出电压：0.5kV～4.0kV可调。
浪涌电压波形：能产生图五所示的电压波形。开路输出电压容差：±10％。短路输出电流：0.25A～100A。短路输出电流容差：±10％。极性：正负可调。重复率：每分钟至少一次。5.4两种浪涌信号的适用范围
（1）室外对称电缆、同轴电缆，推荐采用100/700μs冲击波。（2）室内对称电缆、同轴电缆，推荐采用1.2/50μs冲击波。（3）对电源线，推荐采用1.2/50μs冲击波。6性能判据
6.1性能判据A
无需操作人员介入，设备应能按预期方式持续工作。当按预期方式使用设备时，不允许出现低于制造厂规定的性能等级或功能损失。
6.2性能判据B
在试验期间，允许出现暂时的性能降级。然而在试验之后，工作状态不应改变，
储存的数据不应丢失。
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6.3性能判据R
设备应能经受住冲击而没有物理损坏，允许出现试验中的运行中断。在试验停止后，设备应能正常运行，允许通过重启动使设备进入正常运行状态。7测试要求7.1线缆分类
首先我们将线缆使用的环境分为通信中心和非通信中心、室内型和室外型。其次根据电缆自身的特点分为信号（控制）线和电源线；信号（控制）线分为平衡线和非平衡线。7.2电源线测试要求
表1对电源线的浪涌测试要求进行了详细说明。
AC电源线
通信中心非通信中心1.2/50 (8/20)1.2/50 (8/20)2 欧姆2 欧姆12 欧姆12 欧姆1kV / 2kV1kV / 2kV2kV / 4kV2kV / 4kVEN61000-4-5[11]EN61000-4-5[11]
B / RB / R
DC电源线
通信中心非通信中心1.2/50 (8/20)1.2/50 (8/20)2 欧姆2 欧姆12 欧姆12 欧姆1kV1kV2kV2kV
EN61000-4-5[11]EN61000-4-5[11]
BB
测试波形（us）
耦合差模阻抗共模测试线－线电平线－地
参考标准性能判据备注
表1、电源线浪涌测试要求
7.3信号（控制）线测试要求
表2对信号（控制）线的浪涌测试要求进行了详细说明。
室内型
测试波形（us）测试内阻耦合阻抗测试电平线－地测试电平线－线参考标准性能判据备注
平衡线1.2/50 (8/20)
非平衡线1.2/50 (8/20)
平衡线10/700
室外型
非平衡线10/700
2 欧姆40 欧姆1kV /
IEC61000-4-5[11]
B
主要线缆有网线、串口线（RS422）、双绞E1线等。
2 欧姆40 欧姆1kV0.5kVIEC61000-4-5[11]
B
主要电缆有串口线（RS232）、屏蔽E1线、同轴电缆线等。
15 欧姆25 欧姆4kV4kV
15 欧姆25 欧姆4kV4kV
k.20、ETS300 386k.20 、ETS300 386
RR
1、室外型电缆主要是用户线
2、用户线必需加配线架和避雷器使用3、从EUT到配线架的室内部分电缆测
试按照室内型线缆要求进行，但是测试电平为1kV。
4、由于K.20建议提供的耦合阻抗的选
择与我们实际仪器使用的不同，所以阻抗选择按照IEC61000-4-5[11]进行选取，定为25 欧姆。
表2、信号（控制）线浪涌测试要求
7
7.4实验配置
7.4.1交/直流电源线电容耦合的实验配置
交/直流电源线路的浪涌测试一般只采用组合波信号发生器。信号发生器产生的波形通过耦合网络将浪涌信号加到电源系统中，其测试布置分别如图六、七所示。
组合波信号发生器去耦网络CDN131/133C=18uFLL交（直）流 供电网络 NPEEUT 图6、电源线一线耦合测试布置图
组合波信号发生器去耦网络CDN131/133R=10欧姆C=9uFL交（直）流 供电网络 LNPEEUT 图7、电源线－地耦合测试布置图
7.4.2 非屏蔽对称工作互连线/通信线浪涌测试布置
对于平衡互连/通信线路，通常不使用电容耦合方法，而采用气体放电管来实现（CCITT推荐标准K.17）。IEC61000-4-5规定一般不对气体放电管点火点（对90V避雷器其点火点约为300V）以下的试验等级作规定。一般如无特殊规定，要求EUT和耦合/去耦网络之间的互连线长度为2m或更短。非屏蔽对称工作互连线/通信线的浪涌耦合试验配置如图八所示。（注：对称工作互连线 / 通信线即平衡信号线）
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组合波信号发生器S1234R去耦网络CDN118CDN171×4AE保护设备EUTLRL保护地当开关S打到“0”时，是线－地耦合方式
当开关S打到“1”，“2”，“3”，“4”时，是线－线耦合方式
图8、非屏蔽对称工作线路浪涌试验配置
7.4.3非屏蔽不对称互连线测试布置
非屏蔽不对称互连线的浪涌试验既可用电容耦合方式向线路施加浪涌信号，也可以用气体放电管耦合方式。一般在给具有较高传输频率的线路中使用气体放电管耦合方式。在我们实验室所做的测试一般都采用气体放电管耦合方式。
一般如无特殊规定，要求EUT和耦合/去耦网络之间的互连线长度为2m或更短。非屏蔽不对称工作互连线试验的配置如图九所示。 （注：不对称工作互连线 / 通信线即非平衡信号线）
注：实验室目前暂时没有实现耦合阻抗40欧姆的耦合去耦网络，该设备需要重新定购。
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组合波信号发生器R=40欧姆CDN171S2S11234去耦网络CDN117辅保受助护LRc试设设LRc设备备LRc备(AE)LRc（EUT）参考地线－地耦合：S1置于地；S2置于1～4线－线耦合：S1置于1～4；S2置于1～4
图9、非屏蔽不对称互连线试验配置
7.4.4 注意事项
A CDN、EUT的接地端应良好接地；
B 在测试之前一定要对测试设备以及测试连线进行检查，确保连接无误。7.4.5 测试记录
测试完毕后工程师一定要在测试记录上签字。
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