GB/Z 30556.3-2017 电磁兼容 安装和减缓导则 高空核电磁脉冲(HEMP)的防护概念

ICS33.100.01

L06

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

电磁兼容安装和减缓导则

高空核电磁脉冲()的防护概念

HEMP

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

Electromaneticcomatibilit—

gpy

—

InstallationandmitiationuidelinesHEMProtectionconcets

ggpp

(/:,()—

IECTR61000-5-31999ElectromaneticcomatibilitEMC

gpy

:—

Part5-3Installationandmitiationuidelines

gg

,)

HEMProtectionconcetsIDT

pp

2017-09-29发布2018-04-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………2

4概述………………………2

5防护原理…………………2

5.1概述…………………2

5.2分区…………………3

5.3辐射骚扰的防护……………………3

5.4传导骚扰的防护……………………4

5.5布线和安装导则……………………4

5.6HEMP和雷电防护原理之间的关系………………6

6元件选择…………………8

6.1电路元件的选择……………………8

6.2抑制辐射骚扰防护装置的选择……………………8

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

6.3抑制传导骚扰防护装置的选择……………………8

7防护概念…………………13

7.1总体考虑……………13

7.2拓扑考虑……………13

7.3防护概念的定义……………………14

8HEMP和雷电电磁脉冲()传导骚扰防护措施的比较………15

LEMP

8.1概述…………………15

8.2峰值电流i…………………………16

/d的最大值……………………16

8.3dit

/d的最大值……………………16

8.4dut

8.5idt的积分………………………16

×

2

8.6idt的积分……………………16

×

8.7半峰值时间…………………………17

和防护比较的结论………………

8.8HEMPLEMP17

()…………………

附录资料性附录早期和雷电辐射环境

AHEMP18

()…………………

附录资料性附录初级线圈为三角形的配电变压器的使用布置

B26

()……………

附录资料性附录防护措施的传输特性

C27

Ⅰ

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

前言

《》:

电磁兼容安装和减缓导则分为以下部分

———/—电磁兼容安装和减缓导则高空核电磁脉冲(HEMP)的防护概念;

GBZ30556.32017

———/—电磁兼容安装和减缓导则外壳的电磁骚扰防护等级(编码)。

GBT30556.72014EM

本部分为/的第部分。

GBZ305563

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分采用翻译法等同采用/:《电磁兼容安装和减缓导则第部分:

IECTR61000-5-319995-3

高空核电磁脉冲(HEMP)的防护概念》。

与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:

———/—:(:,);

高压试验技术第部分测量系统

GBT16927.219972IEC60060-21994IDT

———/—电磁兼容试验和测量技术传导骚扰保护装置的试验方法

GBT17626.242012HEMP

(:);

IEC61000-4-241997

———/—电磁兼容环境高空核电磁脉冲()环境描述传导骚扰

GBT18039.82012HEMP

(:,);

IEC61000-2-101998IDT

———/—:

电信设备电磁兼容安装及缓和措施第部分高空电磁脉冲

YDT2191.420124

()抗扰度高空电磁脉冲辐射干扰保护装置技术要求(/:,

HEMPIECTR61000-5-41996

MOD)。

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Ⅲ

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

电磁兼容安装和减缓导则

高空核电磁脉冲()的防护概念

HEMP

1范围

/(),

GBZ30556的本部分定义了高空核爆产生的电磁脉冲以下简称为HEMP的防护概念并给出

了与之相关的信息。

本部分的目的是为以下方面提供一些基础:

———民用设施对HEMP的充分防护设计;

———已有的防护对所承受HEMP强度的评估;

———,;

HEMP防护和雷电防护要求的比较目的是表明它们能否低成本的结合

———,

强调了HEMP防护和雷电防护要求之间的差异目的是评估当已有雷电防护之外没有附加的

防护措施时HEMP产生的结果。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

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/—电工术语电磁兼容[():,]

GBT43652003IEC600501611990IDT

/—()(:

电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击抗扰度试验

GBT17626.52008IEC61000-4-5

,)

2005IDT

/—:(:,)

雷电电磁脉冲的防护第部分通则

GBT19271.120031IEC61312-11995IDT

::(—:

高压试验技术第部分测量系统

IEC60060-219942Hih-voltaetesttechniuesPart2

ggq

)

Measurinsstems

gy

::(—

浪涌抑制器第部分交流系统用的有间隙阀式避雷器

IEC60099-119911Surearresters

g

:)

Part1Non-linearresistorteaedsurearrestersfora.c.sstems

ypgppgy

:():(

电磁兼容第部分环境环境描述辐射骚扰

IEC61000-2-91996EMC2-9HEMPElec-

()—:—:

onmentSection9DescritionofHEMPenviron-

tromaneticcomatibilitEMCPart2Envirp

gpy

—)

mentRadiateddisturbance

:():

电磁兼容第部分环境环境描述传导骚扰

IEC61000-2-101998EMC2-10HEMP

(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart2-10EnvironmentDescritionofHEMPenviron-

gpyp

—)

mentConducteddisturbance

():

电磁兼容第部分环境环境描述环境分类

IEC61000-2-11EMC2-11HEMPHEMP

(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart2-11EnvironmentDescritionofHEMPenviron-

gpyp

—)

mentClassificationofHEMPenvironments

电磁兼容试验与测量技术防护和其他辐射骚扰的装置的试验方法

IEC61000-4-23HEMP

(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart4-23TestinandmeasurementtechniuesTestmeth-

gpygq

)

odsforrotectivedevicesforHEMPandotherradiateddisturbances

p

:电磁兼容试验与测量技术防护和其他传导骚扰的装置的试验

IEC61000-4-241997HEMP

1

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

方法(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart4TestinandmeasurementtechniuesSection

gpygq

:)

24TestmethodsforrotectivedevicesforHEMPconducteddisturbance

p

电磁兼容试验和测量技术设备和系统高空电磁脉冲(HEMP)抗扰度试验

IEC61000-4-25

(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart4-25TestinandmeasurementtechniuesHEMPre-

gpygq

)

uirementsandtestmethodsforeuimentandsstems

qqpy

/:电磁兼容安装和减缓导则对的抗扰度防护辐射

IECTR61000-5-41996HEMPHEMP

骚扰的装置规范(Electromaneticco()—:

gmatibilitEMCPart5Installationandmitiationuide-

pygg

—:—

linesSection4ImmunittoHEMPSecificationsforrotectivedevicesaainstHEMPradiated

yppg

)

disturbance

:电磁兼容安装和减缓导则对的抗扰度防护传导骚扰

IEC61000-5-51996HEMPHEMP

的装置规范(()—:—

ElectromaneticcomatibilitEMCPart5Installationandmitiationuidelines

gpygg

:)

Section5SecificationofrotectivedevicesforHEMPconducteddisturbance

pp

3术语和定义

/—界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

GBT43652003

3.1

电磁屏障el

ectromaneticbarrier

g

。

用于阻止或限制电磁场和传导瞬态进入封闭空间的拓扑闭合表面屏障由屏蔽面和处理引入点的

装置组成以封闭需要防护的空间。

3.2国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

穿透enetration

p

。:、

电磁能量通过电磁屏障从一个空间到另一个空间的传输其传输的方式包括通过屏障通过缝隙

(、、、、)。

或通过连接两个空间的导体例如导线电缆管道管子输送管等的传播

4概述

当从环境的角度考虑时,的相关内容包含在:的第章和

HEMPIEC61000-2-919963IEC61000-2-

:中。

101998

、()。

防护概念的讨论指的是建筑物设备以及它们之间连接线缆传输线和电缆的屏蔽方法这里使

“”,、、、。

用的术语屏蔽的含义更为广泛即机箱机柜屏蔽电缆滤波和浪涌抑制器

5防护原理

5.1概述

,。

本章讨论的是基本的防护原理这些原理可以应用于第章中定义的大多数防护概念

7

(、、),():

在防护区域内建筑物装置系统或设备可以预知有两种主要的骚扰源见图直接的电磁辐

1

();()。

射辐射骚扰电压浪涌和电流浪涌的传导穿透传导骚扰

2

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

图1辐射骚扰和传导骚扰穿透两层防护屏障时的示例

。(,

图示出了两层屏障防护设备的例子辐射骚扰可能会通过建筑物的构件混凝土钢筋和其他金

1

),。/

属部分等或者通过特定安装的金属屏蔽层得到衰减对于通过输入线输出线穿透的传导骚扰的防

,/、,(

护可通过将输入线输出线瞬间短接至屏蔽层使用频带限制或者两者相结合的方法实现例如浪涌

)。,。,

保护器加上滤波器通常建筑物中已采用这样的防护措施以防护雷电正如下面所讨论的应对其

,。

进行检查以决定雷电防护的装置是否至少部分能满足HEMP的防护要求浪涌保护器是极端的非线

。,,,。因

性元件当低于某一电压时它们的阻抗为兆欧级但当它们导通时其阻抗会下降到小于1mΩ

,,。

此它们的效能不能用分贝表示或者不能直接与屏蔽效能进行比较导线滤波器的插入损耗和屏蔽层

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

。,,

的辐射衰减也同样描述的是两种完全不同的概念然而应注意的是当防护区域内导线上的残余电压

()(),

或能量可以和穿透屏蔽层的场在导线上感应的电压或能量相比拟时那么再进一步减少传导电压

()。

或能量将没有意义

5.2分区

,。,

在一个空间上很大的系统里建议定义不同的骚扰电平区域这样做的原因是系统中的某些部分

,,,。

不太重要或者和系统中的其他部分相比某些部分对骚扰并不敏感因而不需要防护正确的分区意

,,,,

味着已采取足够的穿透防护措施使得区域内的残余传导骚扰与辐射骚扰可相比拟因此在该区域内

。(),

传导干扰并不是主要的骚扰从电磁兼容EMC的角度分区的定义和防护区域的分类见IEC61000-

。,。

的仅当对比给定设备对每种骚扰的敏感度时才能进行这样的比较设备的敏感度可根据

5-65.2

,,

IEC61000-4-25中规定的特定试验确定但由于设备对某一种骚扰可能敏感或不敏感因此不能直接得

出这种比较的结果。

(、),

机械结构建筑物的混凝土墙壁钢筋结构或固体金属屏蔽层确定了区域的边界该结构对电磁辐

,。,

射具有一定的衰减第章中规定了这种衰减幅值对应的防护等级导线穿过区域的边界时应在每一

7

。,

个进入点对传导骚扰进行防护如果导线穿过几个区域的边界时那么应按照6.3.3.6的规定协调保护

。,,(/

装置在不良的屏蔽体内即大约的频率范围内平均衰减值小于见

14kHz~1GHz40dBIEC

:),,,

TR61000-5-41996应特别注意的是屏蔽体上的电流不会辐射进该区域也不会在不同的进入点之

。,()。

间产生感应的电压降在这种情况下建议每一个区域只有一个进入点单点进入

5.3辐射骚扰的防护

,。

屏蔽体的一个作用是衰减自由场的辐射阻止导线电流和屏蔽体上的电流通过辐射进入防护区域

,。,、,

对于不良的屏蔽体这是一个重要的问题机械结构例如混凝土墙钢筋网和金属结构元件如果能以

3

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

,。,

多层屏蔽的概念正确的集成那么能增加总的场衰减如果每个屏蔽体在空间上是彼此独立的穿入导

(),。

线包括地连接线仅在一点进入屏蔽体那么才能实现这些结构的最佳使用只有通过这种方法才能

()。

阻止导线上的电流流进和穿过防护区域见图1

5.4传导骚扰的防护

。(),

保护装置通常应满足两个矛盾的要求在浪涌雷电或HEMP通过时它们通过隔离纵向路径或

。,。

短路横向路径保护连接的设备在无浪涌通过时它们应尽可能小的影响设备的正常工作这两个阶

段的时间过渡应在几个纳秒之内或更小。

。

保护装置中通过的浪涌可用电压或电流的时间函数进行描述图示出了使用气体放电管的例

2

。,,。,

子在第一个阶段随着电压的上升主要的保护元件仍处于绝缘状态在这个阶段并无显著的电流

,。

流过保护装置这种情况只需考虑保护元件电介质材料的击穿电压只有当电压达到击穿电压或限制

t

f

2

,。,,

的电平时才会有电流流过保护元件此时应考虑以作用积分表示的热过程即与idt成比例其

∫

t

i

中,;。

表示该现象的起始时间表示该现象的终止时间

tt

if

,:

选择保护元件之前应考虑以下问题

———()?

骚扰雷电出现的频次

———()?

要预测那些浪涌参数来自于雷电和HEMP

———,?

对每种波形与接口相连的设备能承受的最大残余电压是多少

———所连接设备或接口的功能是什么?

———(、、),?

应允许保护装置的哪几个寄生参数纵向阻抗插入损耗电容等它们不会影响正常的工作

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

图2浪涌过程中流过气体放电管的电压和电流

,,

由于不同的保护装置作用的机理不同因此对于每种类型的装置其要求或规范应以适合它们工作

。

机理的方式予以规定例如对压敏电阻器规定特定的击穿电压或对气体放电管规定最小的吸收能量则

是没有意义的。

5.5布线和安装导则

5.5.1进入点

,,

当不良屏蔽体上有多个进入点时浪涌电流流经屏蔽体时所感应的电压降可能会耦合进防护区域

。。

从而旁路掉传导保护措施不良屏蔽体中的多点接地则增加了剩余辐射场以共模的方式耦合到系统

4

/—//:

GBZ30556.32017IECTR61000-5-31999

,。

因此最好的方式是所有电缆仅有一个进入点这意味着穿透电缆的所有保护措施都应位于屏蔽体上

。。

并尽可能地接近这也意味着防护区域内所有设备的地电位都应专门来自于单点进入的位置在5.6

,,(、)。

中假设仅使用单点进入和单点接地设备的外壳与建筑物钢筋金属结构部分等绝缘

5.5.2布线概念

进入点和内部设备之间布线的两种基本概念如图和图所示。