GB／Z 41909-2022  低压开关设备和控制设备 开关设备和控制设备及其成套设备的EMC评估

电磁环境基于典型场所普遍存在的电磁现象进行分类。 对电磁环境进行分类的目的是明确用于确定装置、设备或系统性能要求的参数。 电磁干扰通过辐射或传导对设备产生影响。一种方法是采用一组如图1所示的端口，电磁干扰通 过这些端口进入(或出)设备。干扰现象的性质和程度取决于端口类型，本文件的相关表格将涉及这 电磁辐射干扰是由远场或近场源对设备产生的影响，远场或近场特性可影响其传播和耦合。与设 备相连但在设备外壳外部导体耦合的辐射干扰是传导干扰。 图1所示的外壳端口仅涉及通过外壳（实际屏障，如屏蔽层、金属柜等，或无电磁影响的物理屏障， 如塑料外壳）进入设备的辐射干扰。设备外壳通常被视为外壳端口。 信号端口是一个可以连接到设备或控制设备的线缆上的点。例如，输人/输出（I/O)数据/控制线 有线网络线等。 接地端口是用于功能性或安全性接地的线缆连接点。 电源端口是指导体或线缆与承载设备运行所需电源（交流电或直流电）连接的点。电源端口可以是 输人端或输出端。

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布线标准图1电磁于扰进入设备的端口示例

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图2EMC环境的示例

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4.4.2供电网络故障

通常，标称值50Hz上下的缓慢波动很小。电力系统正常运行条件下频率偏差值为士0.2Hz。 系统容量较小时，偏差值可以放宽到士0.5Hz。 注：在欧洲，EN50160规定每周95%的时间内额率范围为50(1士1%）Hz，在发生重大干扰时规定为十4%~ 一6%。对于独立网络（例如在岛屿上），这些波动可能更大

4.4.4供电网络中的电磁于扰

由于电气系统中的电磁兼容性管理，传导干扰的水平通常与在给定环境中观察到的瞬态耦合水平

正比。由于安装环境的屏蔽效应，辐射干扰通常具有类似的衰减。表1根据瞬态耦合级别定义 之中每个环境的兼容性级别参考，

对兼容性水平进行规定是为了 备的发射，使其与适当的折 扰度水平一起达到电磁兼容的目的 抗扰度水平

附录B中总结了发生电磁骚扰时的典型现象，同时也列出了对应不同典型水平及现象的试验 标准。 研究CISPR限值的主要目的是在10m或30m的距离处保护无线电通信。这些限值不涉及近场 通信。8.1中规定了每种环境的发射限值。 8.2中规定了最低抗扰度水平。

附录B中总结了发生电磁骚扰时的典型现象，同时也列出了对应不同典型水平及现象的试 研究CISPR限值的主要目的是在10m或30m的距离处保护无线电通信。这些限值不涉及近： 。8.1中规定了每种环境的发射限值。 8.2中规定了最低抗扰度水平

5在相关标准中起草EMC要求

5.3在产品及成套标准中起草EMC要求

需要对开关设备和控制设备上带有的无线电通信装置和无线检测装置（模块、电子元件）进行EMC 评价，以确保射频频谱的有效利用，并避免出现不利的干扰。 评价按照负责产品标准的工作组所发布的风险评估文件进行。 通常，带有无线电通信装置的开关设备和控制设备根据其产品中规定的EMC要求来测试，并补充 以下内容： 通常假定无线电通信装置（模块或电子元件、关线）已预先接照其技术标准评价过，并已接照制 造商说明书装配； 一对于抗扰度，若已分别测试无线电和非无线电功能，则应在这些功能同时工作时额外进行一系 列抗扰度试验； 如果无线电通信装置仅在非无线电通信装置不工作时使用，则不需要进行评价； 产品标准中宜规定无线电和非无线电功能同时工作时的EMC试验配置和操作，从而验证发 射和抗干扰性最不利的情况

行（无发射功能）。否则，若发射功能无法关闭，辐射发射的限值应排除无线电通信频谱带

可子其有集成无线通信功能的 直应排除无线电通信频谱带 CISPR32中的A类要求

无线电通信功能的性能应符合特定技术标准中的性能要求。 当制造商仅将无线链路规定为一项服务或配置线路，且不作长期使用时，可以使无线链路临时受到 高于特定技术标准中规定水平的干扰，

产品标准的辐射抗扰度试验应涵盖频率80MHz～6GHz（或更高，取决于可用无线电通信技术）， 注：具体试验要求，参见相关产品现行标准

6.4.3射频（共模）

产品标准中的射频共模试验应覆盖至80M

6.5典型无线电通信标准

7.2发射限值相关信息

设备的发射水平可以超过CISPR标准中的B类限值。在此情况下，该发射水平仅适用于除居住环

境以外的场所。此种情况下，根据CISPR11，制造商应在设备上提供如下公告：

使用说明书中应规定用于通过电磁兼容性试验的附件，如互连屏蔽电缆、滤波器、浪涌抑制器和屏 藏等。 设备随附的说明书中应附带EMC附件的安装说明以及与EMC相关的必要互连附件说明，例如特 殊电缆类型和最大长度、电路间隔、接地和功能性接地、辅助电源的类型。如果产品及其附件可以在不 同的EMC环境中使用，则还应提供相应的特定安装说明

良好的安装规范与使用说明书有关。以下列出了基本原则： 分离原则： 布线中电源线宜与控制和信号线分开，距离为10cm或以上。不可避免的交叉宜成直角。 现场布线宜与内部I/O电缆和通信总线分开。应注意不要损坏隔离电路。 输人和输出电缆宜分开。 滤波原则： 在组件或子组件（例如控制系统）的人口宜使用电源滤波器，包括瞬态抑制器。 对于低电平信号，宜使用带有低电感电缆屏蔽层和双绞线的屏蔽电缆。屏蔽层宜通过低阻抗 通路连接到功能性接地或保护性接地。 感性负载电路的布线宜特别注意限制过电压。 电缆长度宜最小化。

8开关设备和控制设备的试验

8.1发射限值及试验方法

图4CISPR11中10m处传导发射和辐射发射的限值（准峰值）

表2最低抗扰度试验等级

表2最低抗扰度试验等级（续）

表2最低抗扰度试验等级（续）

开关设备和控制设备中电子元件的复杂度较低，通常只有有限的发射源，且发射源上的频谱和能量 也有限。各产品标准中规定了开关设备和控制设备在其预期用途下的抗扰度要求。 EMC性能通过在系列产品的典型试品上进行型式试验来验证。制造商通过质量体系控制产品电 磁兼容性相关特性的变化，确保设备的电磁兼容性达到标准规定。 试验报告和使用说明书应包括为达到产品标准要求而采取的任何特殊措施，例如使用屏蔽电缆或

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附录A （资料性） 基于电网拓扑的电磁兼容性原理

A.2设备中的过电压等级

1给出了电气装置在每 电压（对地电压）等级。这些区域的过电压等级（如 斤示，按色块分组）与过电压类别 EMC环境有关

表A.1浪涌耦合与过电压类别之间的关系

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传导和辐射现象有3个基本类别：静电放电、低频现象和高频现象（见表2）。 电磁场有远源或近源辐射，因此其传播和耦合可以由远场或近场特性描述。通常在某个位置产 强由辐射功率、与辐射体的距离和耦合效率来描述。 辐射干扰发生在设备周围的介质中，而传导干扰发生在各种金属介质中。

B.1.2电压骤降和短时中断

电网不仅会受到正常运行中的负载波动的干扰，而且会受到偶然现象（例如短路）的干扰。电压骤 降在大多数情况下持续不到1S。持续时间长达180s的短暂电源中断也会发生。大多数电源中断的 恢复时间为60S。持续时间超过180s的中断不再被视为EMC问题，而是停电。 典型示例可以描述如下： 高压和中压电网造成的干扰 大型变压器通电时会因励磁涌流而引起电压骤降。设备绝缘故障、雷击、地下电缆损坏、架空导线 接地等现象会导致短路。短路发生后，在保护装置断开故障装置之前，故障源周围区域将产生电压 臻降。 一一低压电网引起的干扰 在低压电网上观察到的电压骤降是由电容器的投切，或直接起动大型电动机引起的 一一低压电网故障引起的十扰 TN接地系统中主低压配电短路（两条带电导体之间或一条带电导体与架构之间的短路）也会导致 电压骤降和中断。

接近于供电网络侧的雷击产生的瞬态过电压具有较高的幅值。由开关或保险丝动作引起的瞬态过 电压持续时间更长，能量更高。电容器组的投切是线路上产生电压瞬变的常见原因。 雷电击中中压线路时，会在火花间隙或避雷器中引起电弧，有部分脉冲波会通过线路，并可能由于 波反射现象而被放大。铁磁谐振可能发生在空载和轻载网络上，特别是在高压、小型变压器后面存在滤 波器的情况下，

谐波和间谐波可由发电机“噪声”、逆变器、变压器饱和、整流器、开关电源、感应炉、信号产生。 以每秒25次到每分钟1次的频率连续或随机重复的波动会导致百炽灯闪炼并产生生理不适。这 种波动的来源通常是工业负载，例如电弧炉（高压电网）、焊接机（低压电网）以及大负载或电容器组的 开关。 电源网络也可以用于信号传输，该信号最高可以达到5%U.。例如在500Hz以下的电力线载波 系统中，3kHz～95kHz为纹波控制系统，95kHz～500kHz为信号传输系统。

B.1.5 三相系统于扰

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三相负载消耗的电流可能是不同的，从而导致电压不平衡。这些电压不平衡产生负序分量，主要导 致不必要的制动转矩并导致交流电机温度升高。在这种情况下，相控晶闸管装置的运行可能会受到 干扰。： 在多相系统中，共模电压与中性线电压相等，这在供电网络中是稳定的。如果有高频成分存在，可 能会发生绝缘击穿、接地电流增大或产生电磁辐射噪声。如果将驱动系统在不经过变压器的情况下连 接到电源，就会造成上述情况

安装在输送大容量交流电导体附近的设备将通过感应耦合而产生感应电动势。这适用于置于磁场 中的所有电路。放置在高压电网附近的设备可能会受到感应电压的影响，感应电压是放置在电场中的 导体的一种现象。事实上，所有电磁场的特征都是同时存在电场和磁场。 ：电磁干扰主要影响电子电路，因为电子电路处理低电压信号且具有较大的阻抗（其消耗越来越少）。 扰主要通过进出线影响电子电路（通过共模一差模一共模阻抗一串扰耦合方式）。需要确定印刷电路 板及其组件的路径，以确保最小的电磁敏感性。为避免与信号电缆串扰的风险，特别是对于来自功率转 换器的共模谐波耦合，安装说明中需要规定将电力电缆与信号电缆隔离或说明其他措施。 电缆中的低频电流可将低频共模电压引入相邻电缆。耦合阻抗根据电缆的接近度和有效平行长度 而变化。 交流网络中的直流电压主要是由磁暴引起，磁暴可能会在高压网络中感应出高水平的直流电流。 在高压网络中，曾测量出高达数百安培的直流电流，从而在数百秒的时间内降低了电压，其幅度高达额 定电压的10%。此外，谐波会在变压器中产生，并在整个电网中传播

B.1.7电磁场(EMF)

一些规范对人体接触限值作出了规定。如有规定的，可使用国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP） 和IEEEC95.1中的限值。 通常，建筑物中特定区域的缓解措施有特定的安装规则。 其为风险评估和/或测量的结果

可以观察到不同的瞬变现象。 振荡瞬变从小于1kHz(主要是电容器开关）到几兆赫（主要是局部振荡，断开开关）不等。高频的 舞变能量有限，但峰值电压很高。那些低频瞬变的能量可能很高，但峰值电压很低。 高能量的瞬变与附近的直接雷击放电或开关/保险丝动作有关。快速瞬变会发生在单个事件中，例 如静电放电或与局部低电感负载切换相关的突发事件。两者只需要很少的能量，但由于突变发生极快， 会产生严重的干扰。瞬变脉冲与电弧现象或介质击穿有关。 辐射波也可以耦合到线缆系统中，并通过（远离耦合点的）使用点进一步传人设备中。这些耦合扰 动包括由附近云团产生的电磁场引起的若干瞬变，这些瞬变可能包含2次～20次的雷击，并将包含 千赫到兆赫频率范围内的能量。这些干扰的第二个主要来源是来自变电站隔离开关产生的辐射场的耦 合。这些快速上升的电场在电缆中感应出了频率高达几土兆赫的振荡电压。

B.1.9 辐射调制干扰

B.1.10射频识别(RFID)系统

射频识别(RFID)是一种非接触式识别技术。RFID系统使数据能够通过应答器传输，并由RFID 读取器读取。RFID技术广泛应用于跟踪和访问应用。根据使用的频率和应答器类型，其工作范围可 超过30m。 无源RFID系统依赖于从收发器传输到应答器的射频（RF)能量来为应答器供电锻件标准，而有源RFID系 统则使用应答器的内部电源（通常是电池）来持续为应答器及其射频（RF)通信电路供电。详见ISO/ IEC18000（所有部分）。

B.1.11辐射脉冲干扰

态）辐射于扰取决于其上升时间。其于扰谱相当

静电释放(ESD)是由于带电的人员或物体靠近另一个人员或物体而导致的。静电放电接收器首 与电荷相关的电场的作用。随后，当发生介质击穿时，会产生一个具有复杂性质的瞬态电流的 从而产生瞬态电磁场。静电放电现象很大程度上取决于环境湿度、温度、周围介质的性质等。

B.2试验标准与基本现象的关系

上述每种现象。这些标准还提供了典型的 别，并提供了根据EMC环境 直级别的指导

节能标准规范范本表B.1涵盖基本现象的试验标准