Generator de supratensiune electrică pentru testarea supratensiunii electrice

AbstractSupratensiunea indusă de trăsnet și șocurile tranzitorii cauzate de comutarea sarcinilor de mare capacitate din rețelele electrice pot deteriora porturile de alimentare și de comunicații ale echipamentelor electronice. Testul de supratensiune la trăsnet este un element de testare obligatoriu pentru a verifica performanța imunității electromagnetice a produselor electrice și electronice. Ca echipament standard de bază pentru testarea supratensiunii la trăsnet, LISUN SG61000-5 Generatorul de supratensiune electrică adoptă o arhitectură hardware modulară, cu o tensiune de ieșire cuprinsă între 0 și 30 kV și un curent maxim de scurtcircuit de până la 15 kA. Poate genera cu precizie forme de undă de tensiune în circuit deschis de 1.2/50 μs și 10/700 μs, precum și forme de undă de curent de scurtcircuit de 8/20 μs și 5/320 μs, respectând pe deplin standardele interne și internaționale, inclusiv GB/T 17626.5 și IEC 61000-4-5. Echipamentul este echipat cu sonde integrate de atenuare a tensiunii și curentului și un osciloscop digital. Vizualizarea formei de undă în timp real se realizează prin intermediul ecranului tactil LCD, fără instrumente de testare externe suplimentare, ceea ce simplifică foarte mult întreaga procedură de operare a testului de supratensiune electrică și asigură că parametrii cheie ai formei de undă, cum ar fi timpul de creștere și timpul de jumătate de vârf, respectă cu strictețe toleranțele standard. SG61000-5 Având ca obiect de cercetare seria, această lucrare compară capacitatea de ieșire a diferitelor modele, detaliază avantajele tehnice ale designului modular și ale sistemului încorporat de achiziție a formelor de undă, prezintă scenarii de aplicare ale testării supratensiunii de trăsnet în industriile energiei noi, controlului industrial, comunicațiilor și electrocasnicelor și oferă referințe tehnice pentru selecția echipamentelor de către laboratoarele de cercetare și dezvoltare ale întreprinderilor și instituțiile de testare terțe. 

Introducere

Impacturile tranzitorii ale supratensiunii de înaltă energie generate de inducția trăsnetului, comutarea rețelei electrice și comutarea sarcinilor capacitive și inductive pot deteriora cu ușurință componentele de bază, cum ar fi sursele de alimentare în comutație, cipurile de comunicații și plăcile de circuit de control, rezultând în prăbușirea echipamentelor, arderea acestora și chiar accidente de siguranță. Prin urmare, la nivel mondial au fost formulate standarde de imunitate la compatibilitate electromagnetică, care impun ca toate produsele electrice listate să treacă prin testul de supratensiuni de trăsnet pentru a verifica capacitatea cablurilor de alimentare și a liniilor de semnal de a rezista la șocuri tranzitorii de supratensiuni.

Generatoarele de supratensiune convenționale tradiționale au trei dezavantaje majore. În primul rând, structura hardware integrată aduce dificultăți în extinderea intervalelor de tensiune/curent și nu poate îndeplini cerințele testului de supratensiune la trăsnet la o tensiune înaltă de 30 kV și un curent mare de 15 kA. În al doilea rând, observarea formei de undă necesită achiziționarea suplimentară de osciloscoape și sonde diferențiale de înaltă tensiune, ceea ce duce la cablaje de testare complicate și numeroase proceduri de calibrare care introduc cu ușurință erori de măsurare. În al treilea rând, precizia insuficientă a ieșirii formei de undă provoacă o abatere excesivă a timpului de creștere și a timpului de jumătate de vârf, iar rapoartele de testare a supratensiunii la trăsnet produse nu vor fi recunoscute de organismele de certificare CE, 3C, FCC.

LISUN SG61000-5 serie generator de supratensiune de fulger adoptă un design modular format din module de putere, module de formă de undă și module de cuplare/decuplare. Acoperă complet condițiile de lucru pentru testele de supratensiune la trăsnet, de la joasă tensiune și curent mic de 4.8 kV până la înaltă tensiune și curent mare de 30 kV. Echipat cu un sistem integrat de achiziție a formei de undă pentru redarea formei de undă în timp real pe ecranul tactil, rezolvă fundamental problemele industriale ale echipamentelor tradiționale, cum ar fi testarea greoaie, precizia insuficientă și extensibilitatea slabă. Este utilizat pe scară largă în cercetare și dezvoltare și testarea noilor sisteme de stocare a energiei, automatizări industriale, stații de bază pentru comunicații, iluminat cu LED-uri și electrocasnice.

Figură: Tester de supratensiune

Avantajele arhitecturii modulare și ale testării de bază LISUN SG61000-5 Generator de fulgere

Design modular al hardware-ului pentru a acoperi cerințele complete de testare a supratensiunii la trăsnet
SG61000-5 este format din cinci module independente: modul de generare a înaltei tensiuni, modul de ieșire a curentului, modul de modelare a formei de undă, modul încorporat de cuplare și decuplare CDN și modul principal de control tactil. Fiecare modul poate fi înlocuit sau modernizat separat. Întreprinderile pot selecta flexibil modelele în funcție de propriile cerințe de testare a supratensiunii la trăsnet, fără a înlocui întreaga unitate.

Intervalele de tensiune de ieșire sunt clasificate ierarhic: model de bază 0~6 kV, model de medie tensiune 0~10 kV, model de înaltă tensiune 0~15 kV, model personalizat de foarte înaltă tensiune 20 kV/30 kV. Curentul de scurtcircuit este adaptat în intervalul complet de la 2.4 kA la 15 kA, acoperind atât testele de supratensiune la trăsnet de joasă tensiune pentru electronicele de larg consum, cât și testele de supratensiune la trăsnet de înaltă tensiune și curenți mari pentru invertoare fotovoltaice și echipamente de control industrial de mare putere. Echipamentul acceptă ieșirea a patru forme de undă conforme standardului:

1. Formă de undă a tensiunii în circuit deschis de 1.2/50 μs și formă de undă a curentului de scurtcircuit de 8/20 μs: undă combinată comună pentru testarea supratensiunii de trăsnet în mod comun și mod diferențial pe porturile de alimentare;
2. Formă de undă a tensiunii în circuit deschis de 10/700 μs și formă de undă a curentului de scurtcircuit de 5/320 μs: forme de undă speciale pentru testarea supratensiunii la trăsnet pe liniile de comunicații, cablurile de rețea și porturile de semnal.

Toleranțele timpului de creștere și ale timpului de jumătate de vârf pentru toate formele de undă sunt controlate în limita a ±20%, îndeplinind cerințele stricte de precizie pentru formele de undă de testare a supratensiunii la trăsnet specificate în standardele naționale, europene și americane.

Sistemul încorporat de achiziție a formelor de undă simplifică procesul de testare a supratensiunii la trăsnet

Actualizarea principală care distinge SG61000-5 față de echipamentele similare de pe piață constă în sondele integrate de atenuare a tensiunii și curentului și osciloscopul digital. Setul complet de testare a supratensiunii de trăsnet nu necesită instrumente de măsurare externe suplimentare, având trei avantaje principale, după cum urmează:

În primul rând, vizualizarea formei de undă în timp real. Ecranul tactil industrial LCD de 7 inci adoptă un sistem de control Android. După declanșarea supratensiunii, curbele formei de undă de tensiune și curent sunt încărcate în câteva milisecunde. Inginerii pot citi direct timpul de front, tensiunea de vârf și timpul de jumătate de vârf pentru a evalua rapid dacă formele de undă îndeplinesc standardele la fața locului, eliminând etapele de cablare și calibrare pentru osciloscoape externe.

În al doilea rând, erorile de măsurare sunt mult reduse. Sondele externe suferă de atenuarea cablului și de nepotrivirea impedanței. Canalul de achiziție încorporat și bucla de ieșire de înaltă tensiune adoptă o ecranare integrată, iar stratul de ecranare izolează interferențele electromagnetice spațiale, îmbunătățind repetabilitatea datelor de formă de undă obținute de la... test de supratensiune fulger.

În al treilea rând, stocarea automată a arhivei formelor de undă. Fiecare test de supratensiune electrică poate salva simultan capturi de ecran ale formelor de undă, parametrii de testare, timpii de supratensiune și datele de decalaj de fază. Înregistrările originale în format PDF pot fi exportate cu un singur clic și atașate direct la rapoartele de testare EMC pentru a îndeplini cerințele de trasabilitate a datelor ale laboratoarelor terțe.

Tabel comparativ al specificațiilor privind capacitatea de testare a supratensiunii la trăsnet pentru SG61000-5 Modele de serie

Diferite modele se adaptează condițiilor de lucru pentru testele de supratensiune la trăsnet pentru diverse industrii și clase. Parametrii cheie de ieșire sunt sortați după cum urmează:

După cum se arată în tabel, integral SG61000-5 Seria acoperă două categorii de forme de undă pentru testarea supratensiunii la trăsnet pentru porturi de alimentare și porturi de comunicații cu gradienți completi de tensiune și curent. Întreprinderile pot selecta standardul SG61000-5 pentru testarea convențională a supratensiunilor de trăsnet de 6 kV, modelele de înaltă tensiune H15/H30 pentru testarea de înaltă tensiune și curenți mari a echipamentelor energetice noi și SG61000-5C pentru testarea specială a produselor de comunicații. Mai multe modele de la aceeași marcă pot satisface cerințele de testare a supratensiunii la trăsnet pentru toate tipurile de produse fără a achiziționa mai multe seturi de echipamente de la diferiți furnizori.

Analiza aplicațiilor industriale SG61000-5 pentru testul de supratensiune a trăsnetului

Pre-testare pentru cercetare și dezvoltare a electrocasnicelor și echipamentelor IT
Certificarea 3C în China și certificarea CE în UE pentru electrocasnice, adaptoare de calculator și routere necesită toate teste de supratensiune la trăsnet de 2kV/4kV. În faza de cercetare și dezvoltare, întreprinderile efectuează teste preliminare de supratensiune la trăsnet folosind standarde... SG61000-5Ecranul tactil afișează forme de undă la supratensiune în timp real. Dacă apare o defecțiune a componentelor sau o cădere de tensiune, testul poate fi suspendat imediat pentru a localiza punctele slabe ale circuitelor de intrare a puterii și ale circuitelor de filtrare. Dispozitivele de protecție la supratensiune, cum ar fi tuburile TVS și varistoarele, pot fi adăugate în avans pentru a evita defecțiunile în testele de supratensiune la trăsnet în laboratoare terțe, economisind cicluri de testare repetate și costuri.

Test de supratensiune la trăsnet de înaltă tensiune pentru sisteme fotovoltaice de energie nouă, stocare de energie și pile de încărcare
Invertoarele fotovoltaice, PCS-urile de stocare a energiei și piloții de încărcare în curent continuu sunt instalați în zone exterioare cu risc ridicat de trăsnet. Standardele impun un test strict de supratensiune la trăsnet la 10 kV/15 kV, corespunzător SG61000-5H și SG61000-5H15-SP Modele. Modulele modulare de înaltă tensiune pot emite stabil șocuri de supratensiune de mare intensitate. Rețeaua de decuplare și cuplare trifazată încorporată se adaptează la testul de supratensiune la trăsnet pentru porturi trifazate de curent alternativ și continuu. Osciloscopul încorporat poate capta vârfuri de tensiune instantanee ale dispozitivelor de mare putere și poate ghida inginerii pentru a optimiza configurația generală a protecției împotriva trăsnetului.

Test de supratensiune la trăsnet pentru liniile de semnal ale echipamentelor de comunicații
Porturile de rețea ale switch-urilor, camerelor de securitate și modemurilor optice trebuie să fie supuse unui test special de supratensiune de comunicație cu formă de undă de 10/700 μs. SG61000-5C este special conceput pentru condiții de testare a comunicațiilor. CDN-ul simetric cu patru fire realizează injecția diferențială a supratensiunii semnalului. Ecranul tactil poate colecta forme de undă slabe de curent de supratensiunea de pe liniile de comunicații pentru a verifica capacitatea de rezistență a cipurilor de protecție la trăsnet ale porturilor de rețea, îndeplinind cerințele testului de supratensiunea specificate în standardul de protecție la trăsnet pentru comunicații ITU-T K.20.

Test standardizat de supratensiune la trăsnet pentru laboratoare de testare și certificare terțe
Organismele de certificare terțe, cum ar fi CQC, TÜV și SGS, sunt dotate pe scară largă cu toate SG61000-5 serie pentru testarea supratensiunii comerciale la trăsnet. Echipamentul încorporează baze de date cu limite standard ale standardelor naționale, IEC și EN. Timpii de supratensiunea, faza și polaritatea circulă automat, iar formele de undă sunt arhivate automat. Unda generată test de supratensiune fulger Rapoartele cu capturi de ecran originale ale formelor de undă au valabilitate internațională a certificării și pot fi utilizate direct pentru accesul pe piața globală. Echipate cu accesorii opționale, cum ar fi cutia de protecție la supratensiune PD-E01 și bancul de testare SG-DESK, o stație de lucru completă și sigură pentru testul de supratensiune a trăsnetului csă fie construit.

Valoarea aplicației inginerești a SG61000-5 Generator de supratensiune electrică pentru testarea supratensiunii electrice

• Extinderea modulară reduce costurile de investiție în echipamente: Arhitectura modulară permite modernizarea independentă a modulelor de înaltă tensiune și curent în etapele ulterioare. Întreprinderile trebuie doar să modernizeze unitățile corespunzătoare în funcție de iterația produsului, în loc să înlocuiască întreaga mașină, satisfăcând cerințele pe termen lung ale testului de supratensiune multi-gradient.

• Achiziția integrată a formei de undă simplifică procedurile de testare: Nu mai sunt necesare osciloscoape externe și sonde de înaltă tensiune. Un singur operator poate finaliza întregul set de teste de supratensiune la trăsnet, îmbunătățind eficiența testului cu peste 50% și reducând costurile de calibrare și întreținere ale instrumentelor externe.

• Precizia ridicată a formei de undă asigură conformitatea rapoartelor de testare: Control strict al toleranței pentru patru forme de undă standard. Sistemul de achiziție încorporat elimină interferențele externe de măsurare. Datele obținute din testul de supratensiune electrică pot trece auditurile principalelor organisme de certificare la nivel mondial și pot preveni respingerea certificării.

• Acoperire multi-port completă pentru industrie: Acceptă două tipuri de teste de supratensiune la trăsnet, inclusiv unde combinate pentru porturile de alimentare și forme de undă lungi pentru liniile de comunicație. O unitate realizează testarea atât pentru produsele de alimentare, cât și pentru cele de semnal, reducând considerabil cantitatea de echipamente achiziționate de laboratoare.

• Accesoriile complete de siguranță evită riscurile de înaltă tensiune: Pot fi combinate cu cutii de protecție la supratensiune, transformatoare de izolare și bancuri de testare speciale pentru a realiza izolarea om-mașină în timpul testului de supratensiune la trăsnet de înaltă tensiune și pentru a elimina pericolele ascunse, cum ar fi electrocutarea și explozia echipamentelor.

Concluzie

Pe fondul unei supravegheri EMC din ce în ce mai stricte, test de supratensiune fulger este o procedură de testare obligatorie pentru toate produsele electrice și electronice înainte de lansarea pe piață și export. Precizia formei de undă, confortul în operare și acoperirea gamei de echipamente de testare determină direct eficiența testării și validitatea raportului. Având un design modular matur, LISUN SG61000-5 Generatorul de supratensiune de trăsnet atinge o gamă completă de ieșire de la 0~30 kV și 0~15 kA și acceptă două tipuri de forme de undă standard de supratensiune pentru aplicații de energie și comunicații. Integrează în mod inovator sonde de atenuare a tensiunii și curentului și un osciloscop digital și realizează observarea formei de undă în timp real prin intermediul ecranului tactil LCD, ceea ce simplifică foarte mult întregul flux de operare al testului de supratensiune de trăsnet și garantează că parametrii formei de undă îndeplinesc cu precizie cerințele de toleranță ale GB/T 17626.5, IEC 61000-4-5 și ale altor standarde.

Seria include mai multe submodele care se adaptează la diferite grade de testare a supratensiunii de trăsnet pentru electrocasnice, IT, energie nouă, industrii de comunicații și instituții de testare terțe. Are patru puncte forte principale: extensibilitate, precizie ridicată, operare ușoară și siguranță ridicată, rezolvând eficient problemele comune din industrie ale echipamentelor tradiționale de testare a supratensiunii, cum ar fi intervalul de măsurare insuficient, cablajul complicat, distorsiunea formei de undă și rata scăzută de trecere a certificărilor. Odată cu popularizarea echipamentelor de energie nouă și de mare putere pentru exterior,... SG61000-5HModelul 30-SP, care suportă curent ultra-înalt de 30 kV, va deveni echipament principal pentru teste stricte de supratensiune la trăsnet, oferind suport standardizat pentru testarea proiectării protecției la trăsnet a produselor electronice de uz casnic și certificare EMC globală.