Межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61000-4-10-2014 "Электромагнитная совместимость. Часть 4-10. Методы испытаний и измерений. Испытания на устойчивость к колебательному затухающему магнитному полю" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. N 885-ст)

Межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61000-4-10-2014
"Электромагнитная совместимость. Часть 4-10. Методы испытаний и измерений. Испытания на устойчивость к колебательному затухающему магнитному полю"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. N 885-ст)

Electromagnetic compatibility. Part 4-10. Testing and measurement techniques. Damped oscillatory magnetic field immunity test

УДК 621.391.82:621.317.41(083.74)(476)
МКС 33.100.20

Дата введения - 1 июля 2023 г.
Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Испытания и сертификация бытовой и промышленной продукции "БЕЛЛИС" (ОАО "БЕЛЛИС") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 Внесен Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 июня 2014 г. N 45)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Институт стандартизации Молдовы
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 августа 2021 г. N 885-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61000-4-10-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2023 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61000-4-10:2001 "Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-10. Методы испытаний и измерений. Испытание на помехоустойчивость к воздействию магнитного поля с затухающими колебаниями" ("Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-10: Testing and measurement techniques - Damped oscillatory magnetic field immunity test", IDT).

Международный стандарт разработан подкомитетом IEC/SC 77В "Высокочастотные явления" Технического комитета по стандартизации IEC/TC 77 "Электромагнитная совместимость" Международной электротехнической комиссии (IEC).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 Введен впервые

Введение

Стандарты серии IEC 61000 публикуются отдельными частями в соответствии со следующей структурой:

- часть 1. Общие положения:

- Общее рассмотрение (введение, фундаментальные принципы);

- Определения, терминология;

- часть 2. Электромагнитная обстановка:

- Описание электромагнитной обстановки;

- Классификация электромагнитной обстановки;

- Уровни электромагнитной совместимости;

- часть 3. Нормы:

- Нормы помехоэмиссии;

- Нормы помехоустойчивости (в тех случаях, когда они не являются предметом рассмотрения техническими комитетами, разрабатывающими стандарты на продукцию);

- часть 4. Методы испытаний и измерений:

- Методы измерений;

- Методы испытаний;

- часть 5. Руководства по установке и помехоподавлению:

- Руководство по установке;

- Методы помехоподавления и устройства;

- часть 9. Разное.

Каждая часть состоит из разделов, которые могут быть опубликованы как международные стандарты или как технические отчеты.

Эти стандарты и отчеты будут опубликованы в хронологическом порядке и соответственно пронумерованы.

Настоящий стандарт, устанавливающий требования к помехоустойчивости и методам испытаний, распространяется на "колебательное затухающее магнитное поле".

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к устойчивости оборудования, подвергающегося в условиях эксплуатации воздействию колебательного затухающего магнитного поля, создаваемого подстанциями среднего и высокого напряжения.

Настоящий стандарт распространяется на оборудование, устанавливаемое в местах, определяемых условиями эксплуатации, как указано в разделе 3.

Настоящий стандарт не распространяется на помехи из-за емкостной или индуктивной связи в кабелях или других частях установки.

Другие стандарты IEC, распространяющиеся на кондуктивные помехи, покрывают эти аспекты.

Целью настоящего стандарта является установление общей и воспроизводимой базы для оценки качества функционирования электротехнического и электронного оборудования при воздействии колебательных затухающих магнитных полей от подстанций среднего и высокого напряжения.

Настоящий стандарт устанавливает:

- рекомендуемые испытательные уровни;

- испытательное оборудование;

- организованное место для испытаний;

- метод проведения испытаний.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

IEC 60068-1:1988, Environmental testing - Part 1: General and guidance (Испытания на воздействие внешних факторов. Часть 1. Общие положения и руководство)

3 Общие положения

Магнитные поля, воздействующие на оборудование, могут влиять на надежность функционирования оборудования и систем.

Испытания, устанавливаемые настоящим стандартом, предназначены для подтверждения устойчивости оборудования к колебательному затухающему магнитному полю в определенных условиях эксплуатации и при определенном условии размещения (например, при размещении оборудования вблизи источника помех).

Колебательные затухающие магнитные поля образуются при переключении высоковольтных проводов переключателями.

Испытаниям главным образом подвергается электронное оборудование, устанавливаемое на высоковольтных подстанциях. Комитеты, разрабатывающие стандарты на продукцию, могут рассмотреть возможность применения этих испытаний к продукции, подпадающей под область распространения комитета.

Испытательное магнитное поле состоит из колебательной затухающей волны (см. рисунок 2), характеристики которой приведены в 6.1.1.

Информация о частоте колебания приведена в приложении Е.

4 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по IEC 60050-161, а также следующие термины с соответствующими определениями:

4.1 ИО (EUT): Испытуемое оборудование.

4.2 индукционная катушка (induction coil): Проводящая обмотка установленной формы и размеров, по которой протекает ток, создающий определенное стабильное магнитное поле в ее плоскости и окружающем объеме.

4.3 коэффициент индукционной катушки (inductive coil factor): Отношение напряженности магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой заданных размеров, к соответствующему значению тока, причем магнитное поле измеряется в центре плоскости катушки при отсутствии испытуемого оборудования.

4.4 иммерсионный метод (immersion method): Метод воздействия магнитным полем на испытуемое оборудование, которое располагают в центре индукционной катушки (рисунок 1).

4.5 метод приближения (proximity method): Метод воздействия магнитным полем на испытуемое оборудование, при котором небольшая индукционная катушка перемещается вдоль стороны испытуемого оборудования, чтобы выявить особые зоны восприимчивости.

4.6 эталонная пластина заземления, GRP [ground (reference) plane (GRP)]: Плоская проводящая поверхность, используемая в качестве общего заземляющего проводника для испытательного генератора магнитного поля и вспомогательного оборудования (эталонная пластина заземления может использоваться в качестве проводника, замыкающего виток индукционной катушки, как показано на рисунке 5).

[IEV 161-04-36, измененная редакция].

4.7 цепь развязки, выходной фильтр (decoupling network, back filter): Электрическая схема, предназначенная для исключения нежелательного влияния имитируемых помех на другое оборудование, не подвергаемое испытанию на устойчивость к воздействию магнитного поля.

4.8 пачка импульсов (burst): Последовательность ограниченного количества отдельных импульсов или колебаний ограниченной длительности.

[IEV 161-02-07].

5 Испытательные уровни

Предпочтительные испытательные уровни указаны в таблице 1.

Напряженность магнитного поля выражена в амперах на метр (А/м); 1 А/м соответствует магнитной индукции в свободном пространстве, равной 1,26 мкТл.

Таблица 1 - Испытательные уровни

Испытательный уровень	Напряженность колебательного затухающего магнитного поля, пиковое значение, А/м
1	НП 2)
2	НП 2)
3	10
4	30
5	100
X 1)	Специальная
1) X - открытый уровень. Этот уровень, так же как и продолжительность испытаний, может быть установлен в стандарте на оборудование конкретного вида. 2) НП - не применяется.

Порядок выбора испытательных уровней приведен в приложении С.

Сведения об уровнях, встречающихся на практике, приведены в приложении D.

Продолжительность испытаний составляет 2 с.

6 Испытательное оборудование

Испытательное магнитное поле создается током, протекающим в индукционной катушке. Воздействие испытательным полем на ИО осуществляется иммерсионным методом.

Пример реализации иммерсионного метода приведен на рисунке 1.

Испытательное оборудование включает в себя источник тока (испытательный генератор), индукционную катушку и вспомогательное испытательное оборудование.

6.1 Испытательный генератор

Генератор с соответствующим выходным сигналом, применяемый при испытании на устойчивость к магнитному полю, должен обеспечивать необходимый ток в индукционных катушках, описанных в 6.2.

Производительная мощность генератора рассчитывается с учетом импеданса катушки; индуктивность может варьироваться от 2,5 мкГн для стандартной 1-метровой катушки до нескольких мкГн (например, 6 мкГн) для прямоугольной индукционной катушки (1 х 2,6 м, см. 6.2).

Технические требования к генератору:

- допустимая токовая нагрузка, определенная выбранным максимальным испытательным уровнем и коэффициентом индукционной катушки (см. 6.2.2 и приложение А), в пределах от 0,87 (стандартная 1-метровая катушка для проведения испытаний настольного или малогабаритного оборудования) до 0,66 (прямоугольная индукционная катушка с размерами 1 x 2,6 м для проведения испытаний напольного или крупногабаритного оборудования);

- работоспособность в короткозамкнутом состоянии;

- выходной зажим испытательного генератора соединяется с зажимом заземления (для подключения к заземляющему контуру лаборатории);

- должны быть соблюдены меры предосторожности для предотвращения излучения больших помех, которые могут наводиться в сеть питания или могут повлиять на результаты испытаний.

Характеристики и параметры источника тока или ИГ для поля, рассматриваемые в настоящем стандарте, приведены в 6.1.1.

6.1.1 Характеристики и параметры испытательного генератора

Испытательный генератор - генератор периодического затухающего синусоидального тока со следующими характеристиками:

- частота колебания - 0,1 МГц и 1 МГц 10 %;

- скорость затухания - 50 % от пикового значения после 3-6 циклов;

- частота повторения - как минимум 40 переходных процессов в секунду на частоте 0,1 МГц, 400 переходных процессов в секунду на частоте 1 МГц;

- продолжительность испытаний - 2 с (+ 10 %, - 0 %) или непрерывно;

- диапазон пиковых значений выходного тока - от 10 до 100 А, разделенный на коэффициент катушки.

Примечание - Диапазон пиковых значений выходного тока для стандартной катушки составляет от 12 до 120 А.

Форма волны выходного тока приведена на рисунке 2.

Принципиальная схема генератора приведена на рисунке 3.

6.1.2 Проверка характеристик испытательного генератора

Для возможности сопоставления результатов испытаний, проведенных с использованием различных ИГ, должны быть проверены основные характеристики параметров выходного тока.

Выходной ток должен быть проверен при помощи генератора, подключенного к стандартной индукционной катушке, описанной в 6.2.1, перечисление а); соединение должно быть выполнено скрученным проводом или коаксиальным кабелем подходящего сечения длиной до 3 м.

Помехоэмиссия генератора должна быть проконтролирована (см. 6.1).

Проверке подлежат следующие характеристики:

- пиковое значение выходного тока;

- затухание;

- частота колебаний;

- частота повторения.

Проверка характеристик должна осуществляться при помощи токового пробника и осциллографа или другого эквивалентного оборудования с минимальной шириной полосы 10 МГц.

Точность измерений должна быть не более 10 %.

6.2 Индукционная катушка

6.2.1 Характеристики индукционной катушки

Индукционная катушка, подсоединяемая к ИГ с характеристиками, определенными выше (см. 6.1.1), должна создавать напряженность поля определенной однородности, соответствующую выбранному испытательному уровню.

Индукционная катушка должна быть изготовлена из медного, алюминиевого или другого проводящего немагнитного материала; площадь ее поперечного сечения и конструктивное исполнение должны обеспечивать устойчивую установку при испытаниях.

Индукционная катушка, применяемая для создания магнитных полей, рассматриваемых в настоящем стандарте, может быть одновитковой; она должна иметь проводимость тока, достаточную для создания выбранного испытательного уровня.

Индукционная катушка должна соответствовать размерам ИО и иметь различные ориентации магнитного поля (в трех ортогональных плоскостях).

В зависимости от размера ИО могут быть использованы индукционные катушки различных размеров.

Размеры, рекомендованные ниже, являются подходящими для создания магнитных полей во всем объеме ИО (настольного или напольного оборудования) с допустимой погрешностью 3 дБ.

Характеристики индукционных катушек относительно распространения магнитного поля указаны в приложении В.

а) Индукционная катушка для настольного оборудования

Индукционная катушка стандартных размеров для испытаний малогабаритного оборудования (например, компьютерных мониторов, счетчиков электрической энергии, устройств управления технологическими процессами и т.д.) имеет квадратную (или круглую) форму со стороной, равной 1 м (или диаметром), и сделана из проводника относительно малого поперечного сечения.

Рабочий объем стандартной квадратной катушки составляет 0,6 x 0,6 x 0,5 м (высота).

Двойная индукционная катушка (катушка Гельмгольца) может использоваться для достижения однородности поля более чем 3 дБ или для испытаний крупногабаритного оборудования и должна состоять из двух (или более) последовательно соединенных витков с достаточным расстоянием между ними (см. рисунок 7, В.4 и В.5).

Рабочий объем двойной индукционной катушки стандартного размера с расстоянием между витками 0,8 м при однородности 3 дБ составляет 0,6 х 0,6 х 1 м (высота).

Например, катушки Гельмгольца с однородностью 0,2 дБ имеют размеры и разделительные расстояния, как показано на рисунке 7.

b) Индукционная катушка для напольного оборудования

Индукционная катушка должна соответствовать размерам ИО и иметь различные ориентации магнитного поля.

Индукционная катушка должна окружать ИО; размеры катушки должны быть такими, чтобы минимальное расстояние от проводников катушки до ИО было равно 1/3 от размеров ИО.

Катушки должны быть сделаны из проводников относительно малого поперечного сечения.

Примечание - Из-за возможных больших размеров ИО катушки должны быть изготовлены из секций С- или Т-образной формы для обеспечения достаточной механической жесткости.

Испытательный объем определяется из испытательной области катушки (60 % x 60 % каждой стороны), умноженный на глубину, соответствующую 50 % наиболее короткой стороны катушки.

6.2.2 Калибровка индукционной катушки, коэффициент индукционной катушки

Для обеспечения сопоставимости результатов испытаний, проводимых с применением различного испытательного оборудования, перед проведением испытаний индукционную катушку калибруют в рабочих условиях (без ИО, в условиях свободного пространства).

Индукционная катушка, размеры которой соответствуют размерам ИО, должна быть установлена на расстоянии не менее 1 м от стены лаборатории и любого магнитного материала с помощью изолирующих опор и подключена к ИГ, как указано в 6.1.2.

Для контроля напряженности магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой, должен использоваться подходящий датчик магнитного поля (с полосой пропускания > 10 МГц) с динамической и частотной характеристикой соответствующего колебательного поля.

Датчик магнитного поля должен быть установлен в центре индукционной катушки (без ИО), его расположение должно обеспечивать определение максимальных значений напряженности поля.

Значение тока в индукционной катушке должно быть установлено таким образом, чтобы обеспечивалась напряженность поля, соответствующая испытательному уровню.

Калибровка должна быть выполнена на частоте сети: значение тока должно быть установлено таким образом, чтобы обеспечивалась напряженность поля, соответствующая испытательному колебательному затухающему полю настоящего стандарта.

Процедура калибровки должна проводиться на ИГ и индукционной катушке.

Для определения (и проверки) коэффициента индукционной катушки применяют вышеуказанную процедуру.

Коэффициент индукционной катушки позволяет определить значение тока, который должен протекать в катушке для обеспечения необходимой напряженности испытательного магнитного поля (H/I).

Информация относительно измерения испытательного магнитного поля приведена в приложении А.

6.3 Измерительные приборы и вспомогательное оборудование

6.3.1 Измерительные приборы

Измерительные приборы включают:

- систему измерения тока (датчики и прибор) для установки и измерения тока в индукционной катушке;

- оконечные устройства, выходные фильтры (и т.д.) на источнике электропитания, цепях управления и сигнальных цепях.

Оконечные устройства создают установленный импеданс 50 Ом на землю для всех внешних устройств, подключаемых к клеммам ИО. Устройства могут быть представлены схемой стабилизации полного сопротивления линии для цепей питания, устройствами связи/развязки или резистивно-емкостными последовательностями для цепей сигнала и управления вводом/выводом. Эти устройства должны быть описаны в программе испытаний. Оконечные устройства, выходные фильтры (и т.д.) должны быть совместимы с сигналами управления.

Выходные фильтры должны применяться при подключении имитатора (см. 6.3.2).

Система измерения тока представляет собой откалиброванный пробник тока или шунт; приборы измерения тока при переходном процессе должны работать в полосе пропускания частот 10 МГц.

Погрешность измерительного прибора должна быть не более 10 %.

6.3.2 Вспомогательное оборудование

К вспомогательному оборудованию относятся имитаторы или любое другое оборудование, необходимое для обеспечения функционирования и проверки рабочих характеристик ИО,

7 Организованное место для проведения испытаний

Организованное место для проведения испытаний включает в себя следующие компоненты:

- эталонную пластину заземления;

- ИО;

- ИГ;

- индукционную катушку;

- оконечное устройство, выходной фильтр.

Если испытательные магнитные поля могут создавать помехи для измерительного прибора и другого чувствительного к помехам оборудования, находящегося в непосредственной близости от организованного места для испытаний, то должны быть приняты соответствующие меры по подавлению помех.

Примеры организованных мест для испытаний приведены на следующих рисунках:

- рисунок 4: пример организованного места для проведения испытаний для настольного оборудования;

- рисунок 5: пример организованного места для проведения испытаний для напольного оборудования.

7.1 Эталонная пластина заземления

Эталонная пластина заземления (GRP) должна находиться в лаборатории. ИО и вспомогательное испытательное оборудование должны размещаться на указанной пластине и соединяться с эталонной пластиной заземления.

Эталонная пластина заземления должна быть выполнена из немагнитного металлического листа (медного или алюминиевого) толщиной не менее 0,25 мм. Допускается использовать другие металлы, но в этом случае они должны иметь толщину не менее 0,65 мм.

Минимальный размер эталонной пластины заземления - 1 x 1 м.

Фактический размер зависит от размеров ИО.

Эталонная пластина заземления должна быть присоединена к системе защитного заземления лаборатории.

7.2 Испытуемое оборудование

Испытуемое оборудование устанавливается и подключается в соответствии с функциональными требованиями. Оборудование должно располагаться на изоляционной опоре толщиной 0,1 м (например, из сухого дерева) поверх эталонной пластины заземления.

Корпус оборудования должен быть соединен с защитным заземлением непосредственно к эталонной пластине заземления минимальной длиной проводника при помощи зажима защитного заземления ИО.

Цепь электропитания, входные и выходные цепи должны быть подключены к соответствующим источникам питания, управления и сигнала при помощи выходных фильтров.

При испытаниях используют соединительные кабели, поставляемые вместе с ИО или рекомендуемые изготовителем. При отсутствии рекомендаций допускается применять кабели неэкранированного типа, соответствующие проходящим сигналам. Участок длины всех кабелей, на котором осуществляется воздействие магнитного поля, должен быть не более 1 м.

Выходные фильтры должны быть установлены на кабеле на расстоянии, равном 1 м от ИО, и подключены к эталонной пластине заземления.

Для того чтобы исключить влияние имитатора, входные и выходные цепи имитатора должны быть оснащены заградительными фильтрами.

Линии связи (линии передачи данных) должны быть соединены с ИО кабелями, указанными в технической документации или стандарте для данного оборудования. Каждый кабель, находящийся вблизи ИО, должен быть расположен на расстоянии 0,1 м от эталонной пластины заземления.

7.3 Испытательный генератор

ИГ должен быть расположен на расстоянии как минимум 3 м от индукционной катушки.

Один зажим генератора должен быть подключен к эталонной пластине заземления.

7.4 Индукционная катушка

Индукционная катушка, указанная в 6.2.1, должна вмещать ИО в своем центре.

Для испытаний ИО при воздействии магнитного поля в различных ортогональных плоскостях допускается применение различных индукционных катушек согласно общим критериям, приведенным в 6.2.1, перечисления а) и b).

Индукционные катушки, применяемые в вертикальной поляризации (горизонтальная поляризация поля), могут быть соединены (у подножия одного из вертикальных проводников) напрямую с эталонной пластиной заземления меньшей стороной катушки, которая является ее частью. В этом случае минимальным достаточным расстоянием от ИО до эталонной пластины заземления будет 0,1 м.

Подключение индукционной катушки к ИГ осущес