UPS的EMC的要求标准介绍

编者按：关于对UPS的EMC的要求，是广大电源科技工作者所共同关心的问题。本刊选登国家标准（报批稿）中的部分内容，以使从事这方面工作的科技工作者先睹为快。

1  概述

1.1  范围

    本标准适用于接在工业或公共低压电网的单台不间断电源设备（UPS）或由数台UPS互连和相关控制器／开关装置组成的UPS系统。它们预定安装在任何操作者可触及的地方或独立电气场所。

    本标准属产品的EMC标准，它在各方面优先于所有通用标准，且不需另加额外试验。

    所选择的这些要求是为了保证UPS在公共或工业场所具有适当的电磁兼容电平。然而，这些电平不能覆盖极端的情况，这种极端的情况在任何场所都可能发生，但概率很低。

    为适应UPS的物理尺寸和功率额定值的变化范围，需考虑各种试验条件。

    作为独立的产品，UPS单元或UPS系统应满足本标准的相关要求，但不考虑用户接在UPS设备输出端上的任何负载所产生的EMC现象。

    本标准不含特殊的安装环境，也不考虑UPS的故障情况。

    本标准不包括直流供电的电子镇流器（IEC60924和IEC60925）或基于旋转式机组的UPS。

    本标准规定了：

    ——EMC要求；

    ——试验方法；

    ——最低性能的电平。

1.2  规范性引用文件

    下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

    GB1002    家庭和类似用途的单相插头插座

    GB/T4365    电磁兼容术语〔idtIEC60050(161):1997〕

    GB/T6113.1    无线电干扰和抗扰度测量设备规范（eqvCISPER16－1：1993）

    GB/T7260.3    不间断电源设备（UPS）第3部分:确定性能的方法和试验要求（MODIEC62040－3:1999）

    GB9254    信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法（idtCISPR22:1997）

    GB17625.1    低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）（idtIEC61000－3－2:1998）

    GB17625.2    电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制（idt IEC61000－3－3:1994）

    GB/T17626.1    电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论（idt IEC61000－4－1:1992）

    GB/T17626.2    电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（idt IEC61000－4－2:1995）

    GB/T17626.3    电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（idt IEC61000－4－3:1995）

    GB/T17626.4    电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idt IEC61000－4－4:1995）

    GB/T17626.5    电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验（idt IEC61000－4－5:1995）

    GB/T17626.11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（idt IEC61000－4－11:1994）

    IEC61000－2－2：1990电磁兼容（EMC）第2部分：环境第2分部分：低压供电系统中低频传导骚扰及电网传输信号的电磁兼容

1.3  定义

    本标准除采用GB/T4365中规定的定义外，还补充下列定义。

1.3.1  端口（port）

    UPS与外部电磁环境的特殊界面,见图1。

图1  端 口 举 例

1.3.2  外壳端口（enclosure port）

    电磁场可以发射和侵入UPS的物理界面。

2  发射

    本章涉及0Hz～1.0GHz频率范围的骚扰。

    确定发射要求的目的是保证UPS正常运行时，所产生的骚扰不会达到妨碍其它设备正常运行的程度。

    注1：当B级UPS使用时与接收天线的距离小于10m，A级UPS使用时与接收天线的距离小于30m，按本标准规定的限值不能对无线电和电视接收提供充分的保护。

    注2：如在高敏感度设备附近使用UPS，可能必须采取附加的抑制措施，使其电磁发射进一步降低到规定的电平。

2.1  一般要求

    UPS应符合2.41）～2.5中规定的发射限值。

    UPS应在下述条件下进行试验：

    ——额定输入电压；

    ——在正常运行方式和储能运行方式下运行；

    ——接入能产生最大骚扰电平的线性负载。

    2.4和2.5主要是确定本标准规定UPS的EMC限值及测量方法，这些限值及方法是根据可能会对其它设备（如无线电接收机）产生干扰的UPS电磁发射来制定的。

    这些发射限值是最基本的电磁兼容性要求。

    试验要求是对于每个端口的规定，试验方法参见附录A。

2.2  UPS分类

    按电磁发射，UPS产品应该分为两类。

    a)不限制销售范围的UPS

    UPS的销售范围不作任何限制，且UPS的使用与客户和用户的技术能力无关，称为“不限制销售范围的UPS”，根据基本的EMC防护要求，执行较低的发射限值。这一类型的产品可分为A级UPS和B级UPS。

    1)A级UPS

    非家用和不直接连接到住宅低压供电网的所有设施中使用的UPS。（用工业插头、插座连接或永久性连接的所有UPS，以及装配仅供工业用的国家标的插头插座的UPS都是A级UPS）。

    对于A级UPS，应在使用说明书中包含下列内容：

    警告：这是一种A级UPS产品，在家庭环境中，这种产品可能产生无线电干扰，此时，用户可能需要另加措施。A级UPS应满足本标准的A级UPS限值。

    注：虽然A级UPS的限值是为工业和商业部门而提出的，但采取了必要的任何附加措施之后，管理部门可能允许A级UPS设备在家庭和直接连接到住宅低压供电网的设施中安装和使用。

    2)B级UPS

    这种UPS适用于包括家庭在内的所有场合，以及直接与住宅低压供电网连接的设施。〔所有的B级UPS均要使用符合国家标准（GB1002）的插头插座连接，除非有清晰标志仅适用于工业或仅销售给工业应用〕。

    B级UPS应满足本标准B级UPS的限值。

    b)限制销售范围的UPS

    “限制销售范围”是指仅销售给那些具有较高技术能力的客户和用户，并执行较高的发射限值。鉴于经济的原因，要求制造厂和用户合作、协商，在考虑所有不同的设备和边界条件基础上，通过选择发射限值或现场测量，来确认特定设备的EMC防护要求。

    对于限制销售范围的UPS，应在使用说明书中包含下列内容：

    警告：这是一种限制销售范围的UPS产品，为防止骚扰，可能会有安装上的限制和需要附加的措施。

    这类限制销售范围的UPS限于额定输出电流大于25A，预定安装在有自身供电变压器的商业或工业建筑物中，并距其它所有设施和／或用户的边界至少30m。

2.3  一般测量条件

    应在所检测的频段内和符合正常应用的工作状态下测量受试设备产生的最大发射，UPS工作方式为：正常方式和储能运行方式。

    通过改变受试UPS的试验配置，使其达到最大发射。

    对于带有附加电源端子（端口）为静止旁路电路和／或维修旁路电路独立供电的UPS，只要可能，这些附加电源端子（端口），均应临时接到正常交流输入端口供电。在2.4的传导发射试验应包括对这些附加电路的测量。

    如果UPS是系统的一部分，或者可以与辅助装置连接，则UPS试验时只需连接运用这些端口所必须的最少的辅助装置，或在端口端接等效阻抗。

    UPS交流输出端应连接线性负载，以便受试设备能够在其额定输出的任何负载条件下运行。在试验报告中应精确说明测量时的试验布置和运行方式，试验布置和测量准则见附录A，现场试验见附录A.8.3。

    应在规定的UPS运行环境范围内，在其额定输入电压下进行试验，另有说明则除外。

2.3.1  买方、用户文件

    a)如果为了达到兼容性而需要采用屏蔽电缆或专用电缆的特殊措施时，则应告知买方、用户，还应详细说明交流输出电缆在长度上的任何限制。

    b)买方、用户需要的文件应来函即寄，辅助装置的清单和UPS执行的发射要求等文件应一起提供。

2.3.2  适用性

    UPS的各有关端口进行测量。

2.4  传导发射

2.4.1  电源端子骚扰电压限值

    根据UPS的等级和额定输出电流，骚扰电压不应超过表1或表2的限值。

表1  在0.15 MHz～30 MHz频 率 范 围 内 ，A级UPS和B级UPS设 备 的 电 源 端 子 骚 扰 电 压 限 值

频率范围/MHz	限值/dB(μV)
	A级UPS		B级UPS
	准峰值	平均值	准峰值	平均值
0.15～0.50	79	66	66～561)	56～461)
0.50～5.0	73	60	56	46
5.0～30.0	73	60	60	50
1）限值随频率的对数线性减小

表2  在0.15 MHz～30 MHz频 率 范 围 内 ， 限 制 销 售 范 围 的UPS设 备 的 电 源 端 子 骚 扰 电 压 限 值

UPS额定值/A	频率范围/MHz	限值/dB(μV)
		准峰值	平均值
25～100	0.15～0.50	100	90
	0.50～5.0	86	76
	5.0～30.0	90～701)	80～601)
101～400	0.10～0.50	130	120
	0.50～5.0	125	115
	5.0～30.0	115	105
>400	0.15～0.50	待定	待定
	0.50～5.0
	5.0～30.0
1)限值随频率的对数线性减小

    当分别使用平均值检波器接收机和准峰值检波器接收机时，UPS应满足平均值和准峰值两种限值，根据附录A.5规定的方法进行测量。

    当使用准峰值检波器接收机测量时，如果满足了平均值限值，则认为受试设备满足了两种限值的要求，而无需再用平均值检波器接收机测量。

    如果测量接收机上所示的读数在限值附近波动，则在每个测量频率读数的观测时间应不少于15s，记录最大读数,任何孤立的瞬间的大读数应忽略不计。

    a)不限制销售范围的UPS

    b)限制销售范围的UPS——适用于额定输出电流大于25A的UPS

2.4.2  交流输出骚扰电压的限值

    根据额定输出电流，UPS输出端的传导骚扰应小于表1或表2的限值加14dB。

    这些限值仅适用于制造商在其使用说明书中声明的UPS的电缆长度可能超过10m的情况。

    应使用符合A.1.3的电压探头测量这些值。

2.4.3  信号端口的限值

    见附录C。

2.4.4  直流端口的限值

    UPS带有与外置蓄电池连接的端子，该端口应包括在试验配置之中，并按下述方法试验。

    台式UPS的蓄电池及其电池箱应安装在制造厂说明书所允许的位置,直流端口的发射测量应是辐射发射试验的一部分。

    落地式UPS的外置蓄电池及其电池箱应安装在距UPS0.8m处，并按照制造厂说明书布线，用辐射发射试验来检验兼容性。

    大型UPS的外置蓄电池应离开UPS一定距离安装，该端口应按照制造厂说明书布线。并且，为了能够在储能运行方式下进行测量，在直流电缆的蓄电池侧配置一个合适的试验用蓄电池或直流电源。

2.4.5  低频发射－输入电流谐波

    如果额定输入电流在GB17625.1规定的范围内，电流谐波限值和试验方法参照该标准。

2.5  辐射发射

2.5.1  电场

    受试设备应满足表3的限值。如果测量接收机上所示的读数在限值附近波动，则在每个测量频率下读数的观测时间应不少于15s，记录最大读数,任何孤立的瞬间的大读数应忽略不计。

表3  在30 MHz～1 000 MHz频 率 范 围 内 ， 辐 射 发 射 的 限 值

频率范围/MHz	准峰值限值/dB(μV/m)
	A级UPS，试验距离10 m	B级UPS，试验距离10 m
30～230	40	30
230～1 000	47	37

    

表4  在30 MHz～1 000 MHz频 率 范 围 内 ， 辐 射 发 射 的 限 值

频率范围/MHz	准峰值限值/dB(μV/m)
	试验距离30 m
30～1 000	待定：在规定其它限值前，采用表3中A级UPS的限值

    低于30MHz的辐射发射限值待定。

 a)不限制销售范围的UPS

 

    2）该条内容是依据我国产品实际情况而提出的，IEC62040－2－1999对此未作具体规定。

    在过渡频率应用较低的限值。

    注1:如果由于存在高的环境噪声电平或其它原因，不能够在10m距离进行场强测量，则可以在较近处测量，见GB9254第10.2.1的注。

    注2:测量中出现干扰时，需要采取附加措施。

    b)限制销售范围的UPS——适用于额定输出电流大于25A的UPS

2.5.2  磁场（选项）

    见附录B。

2.5.3  功率的限值（待定）

    见附录A。

3  抗扰度

    抗扰度要求覆盖的频率范围为0Hz～1GHz．

    这些试验要求代表了基本的电磁兼容性抗扰度要求。对所考虑的各端口都规定了试验要求。

    本条给出的抗扰度电平不包含工业环境和极端情况，这种极端情况可能在任何场所存在，但发生的概率很低。对于这种极端情况，可能需要较高的抗扰度电平。

    注：在特殊情况下，有可能出现骚扰电平超过本标准规定的抗扰度电平，例如在UPS附近使用手持发射机，这种情况可能需要采用特殊的减缓措施。

3.1  一般要求和性能判据

    设备最低限度的要求应符合3.2～3.6的抗扰度限值。表5给出了UPS的性能判据。

表5  抗 扰 度 试 验 的 性 能 判 据

	判据A	判据B
输出特性	GB/T7260.3的稳态允差	GB/T7260.3的动态允差
外部和内部显示和测量	仅在试验期间变化	仅在试验期间变化
对外部装置的控制信号	不变化	随运行方式变化
运行方式	不变化	仅有短暂的变化

    UPS要求在下述条件下试验：

    ——额定输入电压；

    ——正常运行方式；

    ——在额定输出有功功率下的线性负载。

    UPS应在不同的性能判据下用适当的电平。

    试验方法见附录D。

    对UPS电源输入端子试验时，附录E的衰减试验可以与相关的抗扰度试验结合在一起进行。

3.2  静电放电抗扰度

    UPS在运行时，应能承受GB/T17626.2中规定的静电放电试验。

    ——最低要求3级；

    ——性能判据B。

3.3  射频电磁场辐射抗扰度

    UPS运行时应能承受GB/T17626.3中规定的射频电磁场辐射抗扰度试验

    ——最低要求2级；

    ——性能判据A。

3.4  电快速瞬变脉冲群抗扰度

    UPS运行时应能承受GB/T17626.4中规定的共模（电快速瞬变）传导抗扰度试验等级。

    ——最低要求2级；

    ——性能判据A。

    应在所有的电力电缆、蓄电池连接电缆（长度超过3m时）上进行试验，在输入/输出信号和控制电缆的试验，电平为上述的二分之一。

    不论UPS功率大小，试验均使用GB/T17626.4第6.3所述的耦合夹。试验的最小持续时间为1min。

3.5  浪涌(冲击)抗扰度2）

    UPS运行时应能承受GB/T17626.5中规定的浪涌(冲击)抗扰度试验。

    ——最低要求3级；

    ——性能判据B。

3.6  低频信号抗扰度

    UPS在运行时应能承受IEC61000－2－2中规定的低频传导骚扰和电网传输信号的电磁兼容性，详见附录D（见D.6）。

    兼容性用模拟上述条件进行试验，UPS应连续运行，而规定性能不降低。（未完待续）

　

1） IEC62040－ 2： 1999误为 2.3

2)该条内容是依据我国产品实际情况而提出的，ＩＥＣ６２０４０－２－１９９９对此未作具体规定．