GB/T 47028-2026 雷电电磁场传感器技术规范

ICS9112040

CCSM.04.

中华人民共和国国家标准

GB/T47028—2026

雷电电磁场传感器技术规范

Technicalspecificationforlightningelectromagneticfieldsensors

2026-01-28发布2026-08-01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/T47028—2026

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

分类

4………………………2

要求

5………………………2

试验系统

6…………………4

试验方法

7…………………6

检验规则

8…………………10

包装运输和贮存

9、………………………11

附录规范性回击探测距离下限对应的不同类型雷电电磁场传感器测量范围

A()…12

附录规范性回击探测距离上限对应的不同类型雷电电磁场传感器分辨力

B()……13

附录资料性回击瞬态电场瞬态磁场电场变化率和磁场变化率的理论值和观测值

C()、、

随回击距离的变化

……………………14

附录规范性雷电电磁场传感器试验系统的搭建和标准场的计算方法

D()…………18

附录资料性雷电电磁场传感器静态特性的计算方法

E()……………22

附录资料性工作频率范围和带内平坦度的示例

F()…………………25

参考文献

……………………27

Ⅰ

GB/T47028—2026

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

。

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

。。

本文件由全国雷电防护标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC258)。

本文件起草单位中国人民解放军陆军工程大学中国电力科学研究院有限公司北京科技大学

:、、、

四川中光防雷科技股份有限公司国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司北京蓝湖空间科技发展

、、

中心合肥航太电物理技术有限公司中国科学技术大学中国人民解放军空军预警学院中国标准化协

、、、、

会广东华信智能交通科技有限公司上海电力大学浙江华甸防雷科技股份有限公司中科天际科技股

、、、、

份有限公司南昌中科飞龙传感技术有限责任公司云南电网有限责任公司昆明供电局上海晨辉科技

、、、

股份有限公司国电电力山东新能源开发有限公司

、。

本文件主要起草人邱实谷山强张建培李云闻小龙陈扬宁军姚喜梅许远根谭红丽陆高鹏

:、、、、、、、、、、、

张琪李建东罗志勇边晓燕黄必臻高攀亮吴双郭巍罗义福应宇翔

、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T47028—2026

雷电电磁场传感器技术规范

1范围

本文件规定了雷电电磁场传感器的分类要求检验规则包装运输和贮存描述了相应的试验

、、、、,

方法

。

本文件适用于雷电电磁场传感器研制生产和检验

、。

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而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件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

。

环境试验第部分试验方法试验振动正弦

GB/T2423.10—20192:Fc:()

外壳防护等级代码

GB/T4208—2017(IP)

传感器通用术语

GB/T7665

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/T7665。

31

.

传感器sensor

能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置

。

注1传感器通常由敏感元件和转换元件组成

:。

注2敏感元件能直接感知或响应被测量输出电信号

:,。

注3转换元件用于处理敏感元件的输出信号

:。

来源有修改

[:GB/T7665—2005,3.1.1,]

32

.

雷电电磁场传感器lightningelectromagneticfieldsensors

用于测量雷电电场磁场电场变化率或磁场变化率的传感器

、、。

33

.

回击探测距离detectionrangeforreturnstrokes

雷电电磁场传感器能有效探测雷电回击时传感器与雷击点之间的水平距离

,。

注1由于云闪水平延伸范围广与传感器之间的距离难以量化本文件以雷电回击为衡量基准

:、,。

注2回击探测距离通常由一个闭区间定义区间的上限下限分别与传感器的分辨力测量范围有关具体详见附

:,、、,

录附录

A~C。

34

.

最大感应方向maximumsensingdirection

针对强度相同方向不同的被测电场或磁场传感器输出最大值时对应的电场或磁场方向

、,。

注1最大感应方向由传感器本身的结构确定

:。

注2当被测量为雷电电场或电场变化率时最大感应方向为传感器输出最大值时的电场方向当被测量为雷电磁

:,;

场或磁场变化率时最大感应方向为传感器输出最大值时的磁场方向

,。

1

GB/T47028—2026

示例当一个传感器上有多个敏感元件时每个敏感元件对应一个最大感应方向如图所示的雷电电磁场传感

:,,1

器夹角为θ的两个线圈为两个敏感元件线圈A和线圈B的法向OA'和OB'分别为两个线圈的最大感应方向

,,。

图1雷电电磁场传感器最大感应方向示意图

35

.

正交性误差orthogonalityerror

同一雷电电磁场传感器上两个同类型敏感元件最大感应方向的夹角与的差值

90°。

示例如图所示的雷电电磁场传感器假设线圈A和线圈B为两个同类型敏感元件OA'和OB'分别为两线圈的

:1,,

最大感应方向OA'和OB'的夹角θ与的差值为正交性误差

,90°。

36

.

衰减时间常数decaytimeconstant

被测量阶跃变化后雷电电磁场传感器输出下降到最大值的时所持续的时间

,1/e。

注为自然常数

:e,e≈2.72。

4分类

41根据测量要素的不同雷电电磁场传感器可分为

.,:

静电场传感器

a):

地面静电场传感器用于测量地面静电场强度极性等

1):、;

空中静电场传感器用于测量空中静电场强度矢量方向等

2):、。

瞬态场传感器

b):

瞬态电场传感器用于测量雷电瞬态电场强度矢量方向等

1):、;

瞬态磁场传感器用于测量雷电瞬态磁场强度矢量方向等

2):、。

场变化率传感器

c):

电场变化率传感器用于测量雷电瞬态电场强度随时间的变化率矢量方向等

1):、;

磁场变化率传感器用于测量雷电瞬态磁场强度随时间的变化率矢量方向等

2):、。

42根据放置位置的不同雷电电磁场传感器可分为

.,:

自由空间场传感器用于测量自由空间内电磁场的强度矢量方向等简称自由场传感器

a):、,“”;

地平面场传感器用于测量地平面附近电磁场的强度矢量方向等简称地面场传感器

b):、,“”。

5要求

51标识

.

雷电电磁场传感器的标识至少包含以下内容

:

2

GB/T47028—2026

制造商的名称或商标

a);

型号

b);

序列号

c);

测量范围

d);

工作频率范围

e);

最大感应方向

f)。

如果雷电电磁场传感器的可用空间不足以标出的全部标识至少应标出的最大感应方

5.1,5.1f)

向且安装后仍可见规定的标识可印刷在包装或随行文件上

,。5.1a)~e)。

按试验后标识应无卷边脱落现象标识仍清晰可辨

7.2,、,。

52静态特性

.

521线性度

..

不应大于满量程输出的

1%。

522回差迟滞

..()

对于静电场传感器不应大于满量程输出的

,5%。

523测量范围

..

5231静电场传感器地面静电场传感器的测量范围应包含空中静电场传感

...:-50kV/m~50kV/m;

器的测量范围应包含

-100kV/m~100kV/m。

5232瞬态场传感器及场变化率传感器回击探测距离下限对应的不同类型雷电电磁场传感器测量

...:

范围应符合附录的规定

A。

524零点输出

..

零点输出的绝对值不应大于满量程输出的

1%。

525分辨力

..

分辨力不应大于量程的

1‰。

对于瞬态场传感器及场变化率传感器回击探测距离上限对应的不同类型雷电电磁场传感器分辨

,

力应符合附录的规定

B。

526正交性误差

..

用于探测雷电电磁场正交分量的传感器正交性误差应在范围内

,±1°。

53动态特性

.

时域动态特性

531

..

5311上升时间

...

瞬态场传感器的上升时间应小于场变化率传感器的上升时间应小于

1.5μs,0.1μs。

注上升时间指从脉冲峰值的上升到脉冲峰值的时间

:10%90%。

5312衰减时间常数

...

瞬态场传感器的衰减时间常数不应小于

50μs。

3

GB/T47028—2026

532频域动态特性

..

5321工作频率范围

...

除静电场传感器外雷电电磁场传感器应给出工作频率范围具体如下

,,:

瞬态场传感器宜覆盖频段用于建筑物防雷屏蔽效能检测的瞬态场传感器

a):3kHz~300kHz,

工作频率范围应覆盖频段

25kHz~1MHz。

场变化率传感器宜覆盖频段

b):3kHz~3MHz。

5322带内平坦度

...

除静电场传感器外雷电电磁场传感器的带内平坦度应小于

,1dB。

54环境适应性

.

541热零点偏移

..

雷电电磁场传感器在整个工作温度范围内每摄氏度的热零点偏移不应大于量程的

,1‰。

542外壳防护

..

对于暴露环境使用的雷电电磁场传感器应达到外壳防护等级对于瞬态场传感器淋水前

,IP65。,

后衰减时间常数差异不应超过

5%。

543抗振动性能

..

雷电电磁场传感器零部件应无松动和脱落无影响其正常工作的损伤和形变对于瞬态场传感

,。

器振动前后上升时间差异不应超过衰减时间常数差异不应超过

,5%,5%。

6试验系统

61试验系统组成

.

雷电电磁场传感器试验系统主要由标准场模拟器信号源数据采集装置等组成试验系统的搭建

、、。

应符合附录的规定

D。

62标准场模拟器

.

标准场模拟器包括横电磁波室吉赫兹横电磁波

(TransverseElectromagnetic,TEM)、(Gigahertz

室平行板和亥姆霍兹线圈类标准场模拟器和雷电电磁场传感

TransverseElectromagnetic,GTEM)、4,

器的尺寸要求如下

:

室室静态特性试验时雷电电磁场传感器最大尺寸不应超过工作空间高度

a)TEM/GTEM:,

的

1/3;

平行板主要用于大尺寸静电场传感器和瞬态电场传感器的静态特性试验平行极板的水平尺

b):,

度应为极板垂直间隔的倍以上雷电电磁场传感器最大尺寸不应超过平行板间距的

3,1/3;

亥姆霍兹线圈主要用于大尺寸瞬态磁场传感器的静态特性试验传感器最大尺寸不应超过线

c):,

圈直径的

1/3。

注和中的大尺寸指雷电电磁场传感器最大尺寸超过中室室工作空间高度的

:6.2b)c)6.2a)TEM/GTEM1/3。

4

GB/T47028—2026

63信号源

.

631信号源的选择与雷电电磁场传感器的测量范围被测量类型以及试验项目有关选择依据见表

..、,1。

表1信号源的选择依据

动态特性

被测量类型静态特性

时域动态特性频域动态特性

瞬态电场磁场及

、脉冲信号源a脉冲信号源a正弦信号源

场变化率

静电场直流高压源bb

——

a小信号源幅度不能达到测量范围试验要求时应选用脉冲高压源或脉冲大电流源其中脉冲大电流源用于激

,,

励亥姆霍兹线圈其他情况采用脉冲高压源

,。

b该特性不用测量

。

表中脉冲信号源可输出正极性脉冲或负极性脉冲标准输出波形为具有线性上升或下降沿的

1,,()

阶跃脉冲图以正极性脉冲电压源为例给出了标准输出波形和参数定义

,2。

标引符号说明

:

T脉冲信号源输出波形的上升时间

rs———0%~100%;

T脉冲高电平的最小持续时间

Δ———;

T雷电电磁场传感器阶跃响应的上升时间

r———10%~90%。

图2正极性脉冲电压源的标准输出波形和参数定义

632瞬态场传感器进行静态特性试验时脉冲信号源输出波形的上升时间应满足T及公

..,rs≤1.5μs

式其中T为脉冲信号源的上升时间

(1),rs。

TT

Δ≥2r…………(1)

式中

:

T脉冲高电平的最小持续时间单位为微秒

Δ———,(μs);

T雷电电磁场传感器阶跃响应的上升时间单位为微秒

r———,(μs)。

5

GB/T47028—2026

633场变化率传感器进行静态特性试验时脉冲信号源的输出波形参数应满足公式

..,(2):

T1

rs…………(2)

≥fH

式中

:

T脉冲信号源的上升时间单位为微秒

rs———,(μs);

f场变化率传感器的工作频率范围的上限单位为兆赫兹

H———