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电磁兼容性检测中传导骚扰测试的接地要求

三方检测单位 2018-12-28

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传导骚扰测试是电磁兼容性(EMC)检测中评估电子设备通过电源线、信号线向外传导电磁骚扰的核心项目,其结果的准确性高度依赖接地系统的合理性。接地不仅为被测设备(EUT)提供稳定的电位基准,还能抑制干扰耦合——若接地不当,EUT的骚扰电流可能无法有效导入基准平面,或引入外部干扰,导致测试数据偏离真实值。本文将围绕传导骚扰测试中接地系统的构成、参考平面要求、EUT接地规范、线缆处理及连接细节展开,拆解具体技术要求与实施要点。

接地系统的基本构成与作用逻辑

传导骚扰测试的接地系统由“参考接地平面、EUT接地连接、测试线缆接地”三部分组成,三者形成闭合的低阻抗回路:参考接地平面是测试的“电位零点”,所有骚扰信号均以此为基准;EUT接地连接是“传输通道”,将设备产生的骚扰电流导入参考平面;测试线缆接地则是“防护屏障”,防止线缆本身成为骚扰的发射器或接收器。

参考接地平面通常为金属平板,作用是将骚扰电流快速分散——其良好的导电性可降低电流传输中的阻抗,避免局部电位升高。EUT接地连接需直接、低阻:若连接不畅,骚扰电流可能通过空间辐射逃逸,导致测试结果不准确。测试线缆接地针对电源、信号线缆的屏蔽层或接地脚,确保线缆不会引入额外干扰。

例如,当EUT的电源端产生骚扰电流时,电流通过电源线的PE线导入参考平面,平面将电流分散至整个金属板,最终通过实验室接地系统导入大地。整个过程需确保每一步的阻抗足够低,否则电流会在导线上产生压降,或在平面上形成电位差,影响测试数据。

参考接地平面的技术参数要求

参考接地平面的材料需选用导电性能优异的金属,如纯度≥99.5%的紫铜或厚度≥1.5mm的铝合金——紫铜的导电率高(58MS/m),铝合金则更轻便。平面尺寸需覆盖EUT底部并向四周延伸至少0.5m:若EUT为小型设备(如手机充电器),平面尺寸需≥1m×1m;若为大型设备(如工业变频器),需扩展至2m×2m以上,确保EUT周围电场分布均匀。

平面的平整度要求严格:表面需无毛刺、氧化层或绝缘涂层,否则会增加接触电阻或引发尖端放电。例如,若平面有氧化层,EUT接地导线与平面的接触电阻可能从0.01Ω升至0.1Ω,导致高频骚扰电流无法顺利传输。平面需通过3-4根低阻抗铜带(截面积≥25mm²)连接至实验室接地系统,连接点位于平面四角,确保电流均匀分散。

此外,参考平面需放置在绝缘支架上(如聚氯乙烯支架),与地面保持10-15cm距离——避免地面杂散电流干扰。支架承重需满足EUT重量的2倍以上,防止平面变形导致导电性能下降。

被测设备(EUT)的接地规范

EUT的接地端需用短而粗的导线连接至参考平面:导线长度≤0.3m(减少电感),截面积≥16mm²(铜芯,确保低电阻)。例如,EUT的接地端为M6螺栓,连接导线需配M6接线端子,通过螺栓牢固固定在参考平面上——禁止用细导线或长导线,否则高频骚扰电流会在导线上产生电感压降,无法导入平面。

金属外壳的EUT需额外接地:即使设备内部有接地端,外壳接地仍能防止静电积累或外壳带电引发的干扰。例如,测试金属外壳的电源适配器时,需用导线将外壳的接地螺丝与参考平面连接,导线要求与EUT接地端一致。

若EUT有多个接地端(如电源接地与信号接地),需合并至“公共接地点”后再接地——避免形成接地环路。例如,工业设备的电源接地与信号接地需在内部汇流排合并,再通过一根导线连接至参考平面。环路会感应外部磁场,产生额外骚扰电流,导致测试结果偏高。

测试线缆的接地处理要点

电源线缆需用带接地脚的三芯线(L、N、PE),PE脚可靠连接至参考平面:例如,测试家用设备时,电源线的PE脚通过插座接地端连接至参考平面,插座接地端子需用短导线(≤0.2m)直接连至平面。禁止用无接地的两芯线,否则EUT骚扰电流无法导入平面,测试结果会严重偏离真实值。

信号线缆的屏蔽层接地方式取决于频率:低频信号(≤1MHz)可两端接地(抑制静电干扰),高频信号(≥10MHz)需一端接地(避免环路感应磁场)。例如,音频信号线屏蔽层两端接地,射频信号线仅在EUT端接地。若高频线缆两端接地,环路会感应外部磁场,产生额外骚扰电流,导致测试数据异常。

线缆布置需远离参考平面边缘:边缘电场强度高,线缆靠近会感应干扰。例如,电源线缆沿平面中心铺设,与边缘保持≥0.3m距离;信号线缆用支架架空(高度≥0.1m),避免与平面直接接触——除非线缆需接地。

接地连接的机械与电气细节

连接点需清洁:去除导线端子与参考平面的氧化层(用砂纸或金属刷打磨至光亮),否则氧化层会增加接触电阻。例如,铜端子氧化后,接触电阻可能从0.001Ω升至0.01Ω,高频电流传输会受影响。

连接方式优先选螺栓或焊接:螺栓用不锈钢M6及以上,扭矩≥10N·m(确保紧密);焊接用锡焊或银焊,焊缝饱满无虚焊。禁止用胶带或夹子——胶带绝缘,夹子接触电阻大,均无法满足低阻抗要求。

接地导线禁止绕圈:绕圈会增加电感,高频电流(如100MHz)在绕圈导线上的电感压降远大于电阻压降,导致电流无法导入平面。例如,导线过长时需剪掉多余部分,而非绕圈收纳。

常见接地误区的规避方法

误区一:用细导线接地。例如,用1mm²导线连接EUT,电阻约0.017Ω/m,高频电流会在导线上产生压降,测试结果偏低。规避:严格选≥16mm²铜芯线。

误区二:参考平面尺寸不足。例如,测试大型设备用0.8m×0.8m平面,EUT部分区域超出,基准电位不稳定。规避:平面尺寸需覆盖EUT周围0.5m以上。

误区三:EUT接地导线过长。例如,导线长0.5m,电感约0.5μH,100MHz电流的感抗约314Ω,远大于电阻,电流无法导入平面。规避:导线≤0.3m,必要时用短导线加端子。

误区四:高频线缆两端接地。例如,射频信号线两端接地形成环路,感应磁场产生骚扰电流。规避:高频线缆仅一端接地,低频两端接地。

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