GB/T 46374-2025 空间环境 航天器太阳电池阵充电诱发静电放电试验方法

ICS49140

CCSV.76

中华人民共和国国家标准

GB/T46374—2025

空间环境航天器太阳电池阵充电

诱发静电放电试验方法

Spaceenvironment—Spacecraftsolarpanelscharginginduced

electrostaticdischargetestmethods

ISO112212011Sacesstems—Sacesolaranels—Sacecraft

(:,pyppp

charininducedelectrostaticdischaretestmethodsMOD

ggg,)

2025-10-31发布2025-10-31实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T46374—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号和缩略语

4……………2

符号

4.1…………………2

缩略语

4.2………………3

试验定制

5…………………3

试验项目

6…………………3

一次放电试验

6.1………………………3

二次电弧鉴定试验

6.2…………………3

特性试验

6.3……………3

一次放电试验

7……………5

试验目的

7.1……………5

测试设备

7.2……………5

试样

7.3…………………6

外部电路

7.4……………6

试验程序

7.5……………7

预估在轨次数

7.6ESD…………………7

二次电弧鉴定试验

8………………………8

试验目的

8.1……………8

触发方法和测试设备

8.2………………8

外部电路

8.3……………8

间隙试验

8.4CIC………………………8

帆板试验

8.5……………9

通过准则

8.6……………9

特性试验

9…………………9

功率退化试验

9.1…………………………9

二次电弧特性试验

9.2……………………10

等离子体功率泄漏试验

9.3………………11

太阳电池背板特性试验

9.4ESD………………………12

试验报告

10………………13

附录资料性本文件与结构编号对照一览表

A()ISO11221:2011…………………14

Ⅰ

GB/T46374—2025

附录资料性本文件与技术性差异及其原因

B()ISO11221:2011…………………19

附录资料性二次电弧的不同阶段

C()…………………20

附录资料性表面闪弧电流理论推导

D()………………21

附录资料性二次电弧试验外部电路

E()………………23

参考文献

……………………28

Ⅱ

GB/T46374—2025

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件修改采用空间系统空间太阳电池阵航天器带电诱导静电放电试验

ISO11221:2011《

方法

》。

本文件与相比在结构上有较多调整两个文件之间的结构编号变化对照一览表

ISO11221:2011,。

见附录

A。

本文件与相比存在较多技术差异在所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直

ISO11221:2011,,

单线进行了标示这些技术差异及其原因一览表见附录

(︱)。B。

本文件做了下列编辑性改动

:

为与现有标准协调将本文件名称改为空间环境航天器太阳电池阵充电诱发静电放电试验

———,《

方法

》;

删除了中和第章的解释性语句

———ISO11221:20113.9、3.11、9.1.16。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国科学院提出

。

本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会归口

(SAC/TC425)。

本文件起草单位北京卫星环境工程研究所北京空间飞行器总体设计部北京东方计量测试研究

:、、

所中国电子科技集团公司第十八研究所中国人民解放军陆军工程大学中国科学院国家空间科学

、、、

中心

。

本文件主要起草人季启政刘业楠徐焱林王志浩沈自才刘宇明杜嘉余王思展聂翔宇李昌宏

:、、、、、、、、、、

陈睿朱立颖丁义刚冯娜胡小锋刘春华高志良唐旭林君毅王晶虎郭佳丽杨小溢

、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T46374—2025

空间环境航天器太阳电池阵充电

诱发静电放电试验方法

1范围

本文件描述了模拟空间太阳电池阵与等离子体相互作用导致静电放电的鉴定试验和特性试验

方法

。

本文件适用于空间太阳电池阵的表面静电放电试验

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用是构成本文件必不可少的条款其中标注日期的引用

。,

文件仅该日期对应的版本适用于本文件不标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

。

航天术语空间环境

GB/T32452

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T32452。

31

.

有效间隙activegap

太阳电池各部分之间存在电位差的间隙

。

32

.

无碰撞等离子体collisionlessplasma

粒子的平均自由程大于所关注的长度使得粒子的碰撞概率可被忽略的等离子体

,。

注例如真空腔的长度即为所关注的长度

:。

33

.

相对充电differentialcharging

航天器充电过程中任意两点充电至不同电位的现象

。

34

.

相对电容differentialcapacitance

航天器中任意两点间的电容

。

注尤指绝缘体表面和航天器结构之间的电容

:。

35

.

静电放电electrostaticdischarge

由电介质材料部件及其界面的差异充电引起的电介质气体或真空间隙的电击穿以及不同材料表

、,

面界面的电击穿

。

36

.

间隙距离gapdistance

偏置电池片或导体之间的距离

。

1

GB/T46374—2025

37

.

反向电位梯度invertedpotentialgradient

绝缘表面或电介质相对于相邻导电表面或金属电位更高的充电效应

。

38

.

非持续电弧non-sustainedarc

由一次放电电流通过导电通过产生的电弧

。

39

.

永久持续电弧permanentsustainedarc

外部电源产生的电流在导电路径中持续存在的电弧

。

310

.

泊松过程Poissonprocess

事件独立发生的随机过程

。

311

.

一次放电primarydischarge

通过创建导电路径形成的初始静电放电

。

312

.

卫星电容satellitecapacitance

卫星结构体与周围等离子体之间的电容

。

313

.

二次电弧secondaryarc

外部电源电流通过一次放电形成导电通道的放电形式

。

注外部电源通常指非静电放电源例如太阳电池阵

:,。

314

.

收集电流突变snapover

电场中由二次电子发射引起的绝缘表面电子聚集的现象

。

注表现为邻近的正偏压导体收集电流突然增大

:。

315

.

表面充电surfacecharging

电荷在航天器外表面上沉积

。

316

.

表面闪弧surfaceflashover

介质材料横向传播的表面放电

。

317

.

短暂持续电弧temporarysustainedarc

来自外部电源的电流通过比一次放电电流脉冲持续时间更长但不永久保留的导电路径

。

4符号和缩略语

下列符号和缩略语适用于本文件

。

41符号

.

CCG相对电容

:。

2

GB/T46374—2025

Csat卫星电容

:。

I电流

:。

42缩略语

.

盖片互联片电池片

CIC:——(Coverglass-interconnect-cell)。

静电放电

ESD:(ElectrostaticDischarge)。

地球同步轨道

GEO:(GeosynchronousOrbit)。

反向电位梯度

IPG:(InvertedPotentialGradient)。

低地球轨道

LEO:(LowEarthOrbit)。

正常电位梯度

NPG:(NormalPotentialGradient)。

极轨

PEO:(PolarEarthOrbit)。

5试验定制

本文件中描述的试验项目及试验要求可根据客户的要求进行定制

。

6试验项目

61一次放电试验

.

选择试验参数例如施加在试样上的一次放电数量定义试验参数和定义试验结果置信水平的统

(:)、

计数据试验流程图见图

。1。

62二次电弧鉴定试验

.

如果确定的数据已经可用并且与客户商定使用这些数据则不需要进行一次放电试验用于鉴

6.1,,

定二次电弧如果从过去的经验可知在轨不可避免则可在不进行的情况下开展鉴定试验

。ESD,6.1。

漏电特性测试必要性分析流程图见图

2。

63特性试验

.

主要对太阳电池阵的功率退化二次电弧特性等离子体功率泄漏和太阳能电池阵背面和等

、、ESD

离子体相互作用特性测试

。

3

GB/T46374—2025

图1ESD测试流程图

4

GB/T46374—2025

图2漏电特性测试必要性分析流程图

7一次放电试验

71试验目的

.

获取一次放电阈值及在轨发生的数量以玻璃盖片和太阳电池电路之间的电压差表征一次

ESD。

放电阈值再利用该电压可估算在轨任务周期内事件的数量

,ESD。

72试验设备

.

721一般要求

..

所采用的设备可模拟在轨太阳能电池阵绝缘材料的充电过程

。

722GEO卫星太阳能电池阵测试设备要求

..

7221真空容器中压力应优于-3使用高能电子束或紫外线照射或两者的组合对太阳电池

...1×10Pa,

阵进行充电

。

7222电子能量应小于保证充电主要发生在绝缘体表面而不会引起表面介质深层充电

...30keV,,。

7223太阳能电池阵试验的真空容器应配备适当的装置用于测量绝缘体充电电位例如非接

...GEO,,

触表面电位探针宜安装在二维扫描装置上

,。

5

GB/T46374—2025

723LEO卫星太阳电池阵测试设备要求

..

7231在真空容器中应使用小于的低能等离子体对太阳电池阵进行充电

...10eV。

7232真空容器的压力应确保无碰撞等离子体平均自由程长于真空容器长度

...()。

724PEO卫星太阳电池阵测试设备要求

..

7241极光电子诱发充电宜使用电子束给太阳电池阵充电

...,。

7242如果太阳电池阵用于航天器且低能电离层等离子体主导充电宜使用低能等离子体对太

...PEO,

阳电池阵充电

。

725图像记录要求

..

在试验设计中应配备适当装置用于记录试验中的试样图像以便在试验中或之后识别位置

,,ESD。

73试样

.

731样品应至少由电池组构成保证存在被测电池片被其他电池片环绕的情况

..3×3,。

732试样上的电池宜能反映可能影响静电放电一次阈值的参数例如涂胶盖玻片状态电池间距

..(:、、

等的状态变化

)。

733宜包括正样产品的所有特征例如母线汇流条