Приведены требования к устойчивости
цифровых устройств при воздействии
электростатических разрядов, описаны
способы проверки соответствия этим
требованиям, а также применяемые
средства испытаний.
Требования к цифровым устройствам релейной, выпускаемой тем или иным предприятием, излагают в технических условиях (ТУ), а способы их проверки – в программе и методике испытаний (ПМ), при составлении которых ориентируются прежде всего на руководящий документ [1]. В п. 4.4.3 этого руководящего документа требования к устойчивости цифровых устройств к электростатическим разрядам изложены так:
«Испытания на устойчивость к электростатическим помехам с соответствии с требованиями ГОСТ 29191-91[1][2] с испытательным напряжением импульса разрядного тока (степень жесткости 3):
Разряды должны производиться на поверхность аппаратуры РЗА и на те точки её, которые доступны обслуживающему персоналу».
Качество функционирования цифровых устройств при испытаниях на воздействие электростатических разрядов должно соответствовать критерию А – «Нормальное функционирование с параметрами, соответствующими требованиям технических условий».
На основе технических требований, изложенных в документе [1], которые подробно проанализированы в работе [3], были составлены технические условия [4], где в соответствующем разделе написано:
14.1 При выполнении экранированным кабелем цепей ввода - вывода и питания[2]блок должен выполнять свои функции (критерий качества функционирования А по ГОСТ Р 50746) в условиях воздействия электромагнитныхпомех:
Обратим внимание, что в технических условиях [4] помимо требований к электростатическим воздействиям, приведенным в [1], учтены:
При выборе степени жесткости испытаний и испытательного напряжения для [4] было учтено, что наиболее существенным влияющим фактором является скорость изменения разрядного тока, которая может быть получена при различных комбинациях:
Согласно требованиям стандарта [7] для проведения испытаний конкретного устройства должна быть разработана программа испытаний.
Например, в программе испытаний для устройств БМРЗ [8], разработанной на основе требований, приведенных в [7] написано следующее:
15.2 Испытание на устойчивость к воздействию электростатического разряда (п. 14.1б) ТУ)
15.2.1 Разместить блок на рабочем месте для испытаний в соответствии с разделом 7 ГОСТ Р 51317.4.2 (рисунок 5). Выполнить действия по п. 15.1.3 – 15.1.5.
15.2.2 Проводить испытание по методике прямого воздействия электростатическими разрядами испытательного генератора при напряжениях:
Производить разряды поочередно на винты крепления пульта к лицевой панели блока, при этом разрядный наконечник испытательного генераторадолжен располагаться перпендикулярно к лицевой панели.
Испытание производить одиночными разрядами с интервалом не менее1 с. На каждый винт произвести не менее 10 разрядов как положительной, так и отрицательной полярности.
ВНИМАНИЕ: ЦЕПИ КОНТАКТОВ СОЕДИНИТЕЛЕЙ "RS-232", "USB" И "PPS" ИСПЫТАНИЯМ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМИ РАЗРЯДАМИ НЕ ПОДЛЕЖАТ!
Для испытания контактным разрядом следует сначала прикоснуться контактным наконечником испытательного генератора к винту крепления, а затем включить разрядный ключ.Затем выполнить действия по п. 15.1.7.
15.2.3 Критерий положительного результата испытания приведенв п. 15.1.8.Если блок выдержал испытание по п. 15.2, то он удовлетворяет требованиям п. 14.1б) ТУ.
В соответствии со стандартом [7] технические условия [4] предусматривают проведение испытаний на устойчивость к воздействию электростатических разрядов при нормальных климатических условиях:
Процесс разрядов статического электричества во время испытаний обычно моделируют, ориентируясь на схему замещения (рис. 3).
Во время испытаний применяют имитаторы электростатических разрядов, упрощенная схема которых показана на рис. 4 [3].
Рассмотрим устройство имитатора статических разрядов, ЭСР-8000 [10], который полностью соответствует всем требованиям к испытательному генератору, приведенным в [7]. Данный имитатор используют многие аттестованные лаборатории в РФ. Описания других аналогичных устройств можно найти в книге [11].
Имитатор ЭСР-8000 состоит из блока питания (рис. 5, а) и испытательного пистолета (рис. 5, б).
Испытательный пистолет может работать в одном из двух режимов, задаваемых переключателем S4 ЧАСТОТА:
При установке переключателя S6 в положение «Возд.» на катушку (на схеме не показана) геркона SY поступает постоянное напряжение и контакт геркона замыкается, а конденсатор С2 оказывается постоянно подключенным к зажиму Х7.
Если переключатель S6 будет переведен в положение «Конт.», то на катушку геркона будет поступать пульсирующее с частотой 50 Гц напряжение, а его контакт будет замыкаться и размыкаться с такой же частотой.
В стандарте [7] предусмотрено испытание технических средств воздушным электростатическим разрядом при напряжении 15 кВ. Для получения такого испытательного воздействия к блоку питания (рис. 5, а) может быть подключен имитатор воздушного разряда ЭСР 15000 (рис. 6), создающий воздушные электростатические разряды напряжением 15 кВ.
В схеме любого из имитаторов предусмотрено переключение полярности напряжения, поступающего на первичную обмотку трансформаторов Т2 (переключатели S5 на рис. 5,б или S2.3 на рис. 6), а также полярности выходного импульса с помощью перемычки Х6 (см. рис. 5, б) или перемычки Х2.5 (см. рис. 6). В имитаторе ЭСР-15000 предусмотрено только создание воздушного разряда, поэтому переключатель РЕЖИМ в схеме на рис. 6 отсутствует.
Для получения сопоставимых результатов испытаний в действующих стандартах регламентированы требования к организации рабочего места для их проведения (рис. 7), где показано расположение имитатора во время испытаний (см. позиции 1, 2, 4), а также вспомогательного и испытываемого оборудования.
На таким образом организованном рабочем месте испытывают блоки и устройства релейной защиты. Так как данные устройства устанавливают в шкафы релейной защиты, автоматики и управления, то испытания шкафов на устойчивость к электростатическим разрядам проводят с встроенными цифровыми устройствами, как это и предусмотрено в [7].
Примеры испытаний шкафов релейной защиты на устойчивость к воздействию электростатических разрядов с помощью устройства ЭСР 8000 показаны на рис. 8.
[1] Стандарт не действует на территории РФ
[2] Требование установлено в СТО 56947007-29.240.043-2010 [5] и СТО 56947007‑29.240.044‑2010 [6] .
[3] Распределенная емкость между генератором и испытываемым устройством, пластиной заземления, пластинами связи на схеме не может быть показана.
Комментарий проверяется
Текст комментария будет виден после проверки администратором.