电磁兼容性检测中电压暂降抗扰度测试的实施步骤

电压暂降是电网中最常见的电磁扰动之一，易引发工业设备停机、医疗设备故障或信息技术系统数据丢失，因此电压暂降抗扰度测试成为电磁兼容性（EMC）检测的核心项目——其目的是评估受试设备（EUT）在遭遇电压暂降时的功能稳定性与可靠性。该测试的实施需严格遵循标准化流程，从前期准备到后期验证的每一步都直接影响结果的准确性。本文将围绕测试的实际操作环节，详细拆解电压暂降抗扰度测试的实施步骤，为检测人员提供可落地的实操指南。

测试前的准备工作

测试前需首先明确依据的标准，常见的国际标准为IEC 61000-4-11《电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验》，国内对应GB/T 17626.11，需重点梳理标准中关于电压暂降的等级划分——例如，剩余电压（暂降后保留的电压百分比）通常涵盖20%、40%、70%三个等级，持续时间则覆盖0.5周期（约8.3ms，对应50Hz系统）至500ms的不同场景。

接下来需校准测试设备：电压暂降发生器、数字示波器、功率计等核心设备需在校准有效期内，确保输出信号与测量数据的准确性。例如，示波器的带宽需≥500MHz（适配220V设备），才能捕捉到暂降瞬间的电压突变；功率计的量程需覆盖EUT的额定功率，避免过载损坏。

受试设备（EUT）需进行预处理：按制造商要求预热——例如医疗监护仪需开机30分钟，工业PLC需运行10分钟进入稳定状态；同时清理EUT表面的灰尘与杂物，避免散热不良影响测试结果。

最后搭建测试环境：场地需远离电焊机、变频器等大功率设备，避免外部电磁干扰；地面需铺设接地铜板或绝缘垫，确保测试系统的接地电阻≤4Ω，形成可靠的单点接地系统。

受试设备的状态确认

EUT需处于“典型工作模式”——例如打印机需装入纸张并设置为连续打印模式，服务器需运行负载模拟软件以达到70%-80%的CPU使用率，确保测试场景贴近实际使用情况。若EUT有多个工作模式（如自动售货机的“待机”与“出货”模式），需提前与委托方确认测试的“目标模式”，避免测试偏离需求。

负载条件需严格符合标准或制造商规定：若EUT为开关电源设备（如手机充电器），需连接额定电阻性负载；若为电机类设备（如工业风机），则需接入实际机械负载，避免空载状态下EUT对电压暂降的敏感度降低。

需设置监测点：在EUT的电源输入端口并联示波器，用于捕捉电压暂降的实际波形（包括幅度、持续时间、相位偏移）；在EUT的关键功能端口（如服务器的网络接口、工业机器人的编码器）连接监测设备，实时记录EUT的输出状态。同时需确认“故障判据”——即哪些现象属于“不满足抗扰度要求”，例如EUT突然重启、功能中断超过10秒、数据错误率超过0.1%，避免后续争议。

若EUT配备备用电源（如UPS），需明确测试场景——例如测试“主电源暂降时备用电源的切换时间”，而非仅测试备用电源的持续供电能力。

测试系统的连接与调试

电压暂降发生器需串联在EUT的电源回路中：对于单相EUT，发生器的输入接电网，输出接EUT的电源插头；对于三相EUT，需确保发生器的三相输出与EUT的相线一一对应，避免相位错误导致的测试无效。

监测设备的接入需注意细节：示波器的电压探头需选择≥300V的量程（适配220V设备），并确保探头与EUT的电源端子接触良好；功率计需接入发生器与EUT之间，用于监测暂降期间EUT的实际功率变化。

接地系统需遵循“单点接地”原则：发生器、EUT、监测设备的接地端均需连接至同一个接地排，避免接地环路导致的信号干扰。例如，若EUT的接地端与发生器的接地端分别接不同的接地极，可能会在暂降期间产生共模电压，影响EUT的正常工作。

调试阶段需进行“空载测试”：断开EUT的连接，启动发生器输出一个低幅度、短时间的暂降（如剩余电压70%、持续时间10ms），用示波器验证输出波形是否符合设定参数，确保发生器的工作正常。若波形偏差超过±5%，需调整发生器的输出设置。

测试参数的设定

测试参数需严格依据标准要求，主要包括四部分：一是“暂降幅度”（剩余电压百分比），如20%、40%、70%；二是“持续时间”，如0.5周期、10ms、100ms、500ms；三是“相位偏移”（暂降发生时的电压相位角），如0°、45°、90°；四是“重复次数”，每个参数组合需测试1-3次，确保结果的重复性。

需注意“最不利相位”的测试——即选择对EUT影响最大的相位角。例如，对于电机类设备，若暂降发生在电流峰值时刻，可能会导致电机的转矩突然下降，更容易引发停机；而发生在电压过零点时，影响则较小。部分标准要求覆盖所有相位组合，确保测试的全面性。

参数设定后需进行“预测试”：输出一个低幅度暂降（如剩余电压70%、持续时间10ms），观察EUT的响应与示波器的波形，确认参数设置准确。若EUT在预测试中出现异常（如屏幕闪烁），需调整参数或检查EUT的状态。

对于可编程EUT（如工业PLC），需锁定其工作模式，避免测试过程中EUT自动切换模式，影响结果的一致性。

测试的具体执行流程

测试需按“从轻度到重度”的顺序进行：先测试剩余电压高、持续时间短的参数（如70%剩余电压、10ms持续时间），再逐步降低剩余电压、延长持续时间（如20%剩余电压、500ms持续时间）。这样可以避免EUT在早期测试中受到严重损坏，影响后续测试的进行。

启动测试前，EUT需稳定运行至少10分钟：例如空调设备需达到设定温度，打印机需完成预热，确保EUT处于一致的初始状态。启动发生器输出暂降信号后，测试人员需全程观察EUT的状态——例如，医疗监护仪的心率、血压显示是否稳定，工业机器人的动作是否卡顿，若出现异常需记录发生的时间点与具体现象。

每个测试案例完成后，需让EUT在正常电源下恢复至少2分钟，确认EUT的功能恢复正常后，再进行下一个案例的测试。例如，测试剩余电压40%、持续时间100ms的案例后，需等待EUT的温度回到正常范围，再测试剩余电压20%、持续时间500ms的案例。

需覆盖“全相位暂降”测试：对于三相EUT，需测试每相单独暂降、两相同时暂降、三相同时暂降的场景，确保结果全面。例如，工业电机在两相暂降时可能会出现缺相故障，若仅测试单相暂降，可能会遗漏这一风险。

测试数据的记录与异常处理

数据记录需“实时、详细、准确”，每个测试案例需记录以下内容：测试时间（精确到秒）、暂降幅度、持续时间、相位偏移、EUT的工作模式、负载条件；EUT的响应——例如“在剩余电压20%、持续时间500ms的暂降下，EUT的屏幕闪烁，3秒后自动重启，重启后数据未丢失”；异常现象的细节——例如“EUT的电源指示灯从绿色变为红色，同时发出蜂鸣警报，警报持续15秒”。

需使用“结构化记录表格”，避免手写的模糊描述。表格可包含“案例编号”“暂降幅度”“持续时间”“相位偏移”“EUT响应”“测试人员”等列。同时，需拍摄EUT响应的照片或视频（如EUT重启时的屏幕截图、蜂鸣警报的录音），作为后续分析的依据。

若EUT在测试中出现故障（如无法启动、数据丢失），需立即执行“停机流程”：断开发生器的输出，切断EUT的电源，记录故障发生时的测试参数与EUT的状态；然后从外到内排查故障原因——先检查EUT的电源线是否松动，再用万用表测试EUT的电源输入电压，最后打开EUT机箱检查内部部件（如保险丝、电容）。若故障由电压暂降引起，需调整参数重新进行复现测试，确保故障的一致性。

若故障无法复现，需检查测试系统的稳定性——例如发生器的输出波形是否有波动，监测设备的校准是否过期，EUT的负载是否发生变化，避免因测试系统问题导致的虚假故障。

测试后的验证与恢复

测试结束后，需让EUT在正常电源下运行至少30分钟，验证所有功能是否恢复正常：例如打印机需打印10页文档，检查是否有缺页、模糊或卡纸；服务器需运行压力测试软件，确认CPU使用率与网络延迟回到测试前的水平；工业机器人需完成一个完整的动作循环，确认精度未受影响。

测试系统的恢复需“按顺序操作”：首先断开EUT与发生器的连接，再关闭发生器的电源，最后关闭监测设备（如示波器、功率计），避免反向电压冲击。同时，需将发生器的输出调至“空载状态”，防止下次使用时误输出暂降信号。

需对测试数据进行“初步核对”：检查所有测试案例的记录是否完整，有没有遗漏的参数或现象；核对示波器的波形数据与记录的参数是否一致——例如记录的持续时间为100ms，示波器显示的实际持续时间为98ms，需确认是否在标准允许的误差范围内（通常≤±5%）。

最后，需向委托方出具“测试后状态报告”，说明EUT的功能恢复情况与是否存在潜在损坏——例如“EUT在测试后运行正常，未发现硬件损坏，但建议对电源模块进行进一步检查”，并将EUT归还给委托方。