电磁兼容及安全认证
摘 要:电力通信系统通常都工作在靠近强电磁场干扰源的恶劣环境之中。其电磁兼容(EMC)问题不容忽视。本文对电磁兼容(EMC)的中国国家标准和相关国际标准作了简介;对中国 CCC 认证和欧洲CE 认证、北美 FCC 认证和市场准入管理控制作了说明;对电力通信系统的电磁兼容管理与措施进行了重点描述。作者希望,通过本文引起电力通信系统同行对电磁兼容问题更多的关注。
1. 引言
根据电磁感应和电磁场理论,凡有电流流过,便会产生空间电磁场,便会对其它系统(设备)造成电磁干扰。电热、电焊等工业及民用电器设备,输电和电力自动化系统设备等等所产生的电磁波,会干扰相邻通信设备、电子设备的正常工作,造成严重的意外事故。因此,保护电磁环境、防止电磁干扰、解决电磁兼容(EMC)问题,创造“绿色电磁环境”,已引起人们的普遍关注。
与发电、输电、供电、电压变换、电能转换密切相关的电力通信系统,工作环境更为恶劣,受到的电磁干扰更为严重,电磁兼容问题更不容忽视。
2. 电磁兼容的三重含义
电磁兼容或 EMC(Electro-magneTIc CompaTIbility)定义为:“设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”[1]。
2.1. 电磁兼容第一重含义
任何通信系统(设备)都处在交织、泛滥的外界空间干扰电磁场之中。外界干扰电磁场既有覆盖全频段,俗称“白噪音”的连续分量,又有幅度高、时间短、冲击性很强的随机离散分量,还有电压高达万伏以上的静电干扰。
通信系统(设备)电磁兼容(EMC)特性的第一重含义,便是抵御上述电磁干扰的能力,确保在恶劣的电磁环境中正常工作。
通信系统(设备)抵御外界电磁场干扰的能力,通常用“电磁敏感度(EMS)”来衡量。即,处在一定环境中的系统(设备),在正常运行时,能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,或者说,对一定范围内的电磁能量不敏感,能按照设计性能保持正常运行的能力。
2.2. 电磁兼容第二重含义
通信系统(设备)运行之中,本身的供电、开关量控制,信号、数据传送,功率驱动等电子电路,无时不在向空间辐射电磁信号。通信系统的外接线路就像“天线”一样,也在不时地向空间发射电磁波。这些与通信功能无关的电磁场辐射信号,既会泄露使用者的信息,给敌对方盗窃国家机密以可乘之机,又会对电力系统的其它电子设备造成电磁干扰。
通信系统(设备)电磁兼容(EMC)特性的第二重含义,便是限制通信系统(设备)自身向外界辐射电磁干扰信号的强度,确保通信系统(设备)的信息安全和减少对环境的电磁污染。
通信系统(设备)向外界辐射电磁信号的特性,通常用“电磁干扰(EMI)”来衡量。即,处在一定环境中的系统(设备),在正常运行时,不应产生超过相应标准所限制的电磁能量。
2.3. 电磁兼容第二重含义
通信系统(设备)电磁兼容(EMC)特性的第三重含义是:通信系统(设备)工作的特定电磁环境。即使相同种类的设备,也可能运用在不同的电磁环境中。应用在不同环境中的设备,对它们电磁兼容特性的要求也是不一样的。离开了具体的电磁环境,电磁兼容特性就失去了实际意义。
3. 电磁兼容标准与认证
自上世纪 90 年代起,世界上许多国家和地区,都相继制定了电磁兼容标准,颁布了有关法令及管理规范,加强了对电子、电器产品电磁兼容特性的控制和本国、本地区市场的准入强制性认证。
3.1. 电磁兼容标准简述
国际电工委员会 IEC 以及隶属于 IEC 的国际无线电干扰特别委员会 CISPR 制定了一整套电磁兼容EMC 的国际标准。中国、北美、欧盟根据 IEC 标准又制定了中国、北美和欧盟的区域性相关标准。
电磁兼容 EMC 标准,分为 4 类。
1) 第一类,基础标准。包括:术语、定义、现象、环境、测试方法、仪表、基本试验装置。如:GB/T4365-1996 和 IEC 50(161)《电磁兼容术语》;
2) 第二类,给定环境条件的产品通用标准。如:IEC1000-6-1《通用 EMS 标准——住宅、商业和轻工业环境》;
IEC1000-6-2《通用 EMS 标准——重工业环境》;
3) 第三类,产品类别标准。
由于电子、电气产品类别繁多。不同类别产品的工作环境,功能、功率、应用场合,抗电磁干扰能力(电磁敏感度),对外界的电磁辐射等特性差异很大。必须按产品类别制定出相对应的标准。如,我国将电子、电器产品分为电子产品及元器件(001)、家用电器配件(
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