आईईसी 61000-4-5: Difference between revisions

IEC 61000-4-5 सर्ज इम्युनिटी पर अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन द्वारा एक अंतरराष्ट्रीय मानक है। एक विद्युत स्थापना में, विघटनकारी [[वोल्टेज स्पाइक]] बिजली और डेटा लाइनों पर दिखाई दे सकता है। उनके स्रोतों में बिजली प्रणाली में अचानक लोड स्विचिंग और दोष शामिल हैं, साथ ही एक अप्रत्यक्ष बिजली की हड़ताल से प्रेरित बिजली के संक्रमण (इस मानक में प्रत्यक्ष बिजली की गुंजाइश नहीं है)। यह विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में वृद्धि प्रतिरक्षा के परीक्षण की आवश्यकता है। IEC 61000-4-5 टेस्ट सेट-अप, प्रक्रियाओं और वर्गीकरण स्तरों को परिभाषित करता है।

विशेष रूप से, यह प्रयोगशाला परीक्षण के लिए आवश्यक सर्ज वोल्टेज और वर्तमान तरंगों का मानकीकरण करता है, जिसमें 1.2/50-8/20 μs आवेग सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्ज तरंग है। यद्यपि यह मानक सिस्टम स्तर पर संपूर्ण उपकरण के परीक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों के लिए नहीं, व्यवहार में इस उछाल तरंग का उपयोग अक्सर [[क्षणिक वोल्टेज दबानेवाला यंत्र]] (टीवीएस), सर्ज_प्रोटेक्टर # गैस डिस्चार्ज ट्यूब (जीडीटी) स्पार्क गैप (जीडीटी) रेटिंग के लिए भी किया जाता है। GDT), [[मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर]] (MOV), और अन्य सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस।

वर्तमान संस्करण तीसरा संस्करण (2014) है, जिसे 2017 में संशोधित किया गया है।<ref>{{Cite web |title=IEC 61000-4-5:2014+AMD1:2017 CSV Consolidated version - Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test|url=https://webstore.iec.ch/publication/61166|website=webstore.iec.ch|url-access=subscription|publisher=[[International Electrotechnical Commission]]|year=2017}}</ref>

इस मानक में दो प्रमुख घटकों को परिभाषित किया गया है: परीक्षण स्तर और प्रकार के आधार पर दो प्रकार के कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर (CWG) और विभिन्न युग्मन/डिकूप्लिंग नेटवर्क (CDN)।

 

 

उछाल को कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर के ओपन-सर्किट वोल्टेज और शॉर्ट-सर्किट करंट वेवफॉर्म द्वारा परिभाषित किया गया है, जो फ्रंट टाइम, अवधि और पीक वैल्यू द्वारा विशेषता है। एक ओपन सर्किट आउटपुट के साथ, सर्ज वोल्टेज के रूप में एक डबल एक्सपोनेंशियल पल्स है <math>k(e^{-\alpha t}-e^{-\beta t})</math>. शॉर्ट सर्किट आउटपुट के साथ, सर्ज करंट वेवफॉर्म एक [[नम साइन लहर]] है। पीक ओपन-सर्किट वोल्टेज और पीक शॉर्ट-सर्किट करंट के बीच का अनुपात 2 है, जो 2 Ω का प्रभावी [[आउटपुट प्रतिबाधा]] देता है।

आमतौर पर, वोल्टेज तरंग में 1.2 μs का फ्रंट टाइम और 50 μs की अवधि होती है, और वर्तमान तरंग में 8 μs का फ्रंट टाइम और 20 μs की अवधि होती है। यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सर्ज वेवफॉर्म है, जिसे अक्सर 1.2/50-8/20 μs सर्ज के रूप में संदर्भित किया जाता है।

वैकल्पिक रूप से, उच्च वृद्धि स्तर का अनुभव करने वाले बाहरी दूरसंचार नेटवर्क के लिए, मानक 10/700 μs वोल्टेज तरंग और 5/320 μs वर्तमान तरंग के साथ एक अधिक ऊर्जावान जनरेटर को भी परिभाषित करता है।

फ्रंट टाइम और अवधि को सीधे नहीं मापा जाता है, लेकिन माप से प्राप्त आभासी मापदंडों के रूप में। ओपन-सर्किट वोल्टेज के लिए, फ्रंट टाइम को 30% -90% [[वृद्धि समय]] के 1.67 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को पूर्ण चौड़ाई के बीच समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है। इसके बढ़ते किनारे का 50% बिंदु और 50% बिंदु उसके गिरते हुए किनारे से। शॉर्ट-सर्किट करंट के लिए, फ्रंट टाइम को 10% -90% वृद्धि समय के 1.25 गुना के रूप में परिभाषित किया गया है, अवधि को इसके बढ़ते किनारे के 50% बिंदु और इसके गिरने वाले किनारे के 50% बिंदु के बीच 1.18 गुना समय अंतराल के रूप में परिभाषित किया गया है।

यह ध्यान देने योग्य है कि 1.2/50 μs वोल्टेज और 8/20 μs वर्तमान आवेग दोनों क्लासिक वेवफॉर्म हैं, जो विद्युत शक्ति संचरण के लिए उच्च-वोल्टेज परीक्षण में उपयोग के एक सुस्थापित इतिहास के साथ हैं।<ref name="richman1983">{{cite conference|title=इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के परीक्षण के लिए सिंगल-आउटपुट, वोल्टेज और करंट सर्ज जनरेशन|first1=Peter|last1=Richman|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/7567366|url-access=subscription|conference=1983 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility|year=1983|publisher=[[IEEE]]}}</ref> इस प्रकार, इन तरंगों को IEC 60060-1 हाई-वोल्टेज टेस्ट तकनीकों और इस संदर्भ में अन्य मानकों द्वारा भी परिभाषित किया गया है। वास्तव में, IEC 61000-4-5 में तरंग परिभाषाएँ मूल रूप से IEC 60060-1 पर आधारित थीं।<ref name="ametek-cts">{{cite techreport|title=Technical Note 0107: Burst and Surge, Summary of Changes to the Standard|url=https://www.ametek-cts.com/-/media/ametekcts/documents/applicationnotes/tn0107_changes-in-the-burst-and-surge-standard.pdf?dmc=1&la=en&revision=3b99067b-1073-4463-ad7e-d584dc479b75&hash=FBD114854BAF504870CF841F9E307969|first1=Frank|last1=Niechcial|year=2020|publisher=Ametek CTS GmbH}}</ref><ref name="noiseken">{{cite techreport|title=IEC 61000-4-5 第3版 改訂発行の対応とその改訂詳細について|url=http://www.noiseken.co.jp/mail/data/technicalreport20140529.pdf|date=2014-05-29|publisher=NoiseKen|language=ja-JP}}</ref>

 

==== आईईसी 61000-4-5 एड। 2 और एड। 3 ====

== सर्किट विश्लेषण ==

[[File:IEC-61000-4-5 Simplified Circuit Diagram of the 1.2-50 us Combination Wave Generator.svg|thumb|center|upright=2|alt=Simplified Schematic of the 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर | 1.2/50-8/20 μs कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर का सरलीकृत योजनाबद्ध]]कॉम्बिनेशन वेव जेनरेटर अनिवार्य रूप से एक कैपेसिटर डिस्चार्ज सर्किट है। प्रारंभ में, स्विच खुला है, एक उच्च वोल्टेज स्रोत ऊर्जा-भंडारण संधारित्र को चार्ज करता है <math>C_c</math> एक वर्तमान-सीमित अवरोधक के माध्यम से <math>R_c</math>. इसके बाद [[पल्स बनाने वाला नेटवर्क]] के माध्यम से लोड को एक आवेग देने के लिए स्विच को बंद कर दिया जाता है, जिसमें एक राइज टाइम शेपिंग इंडक्टर होता है। <math>L_r</math>, प्रतिरोधों को आकार देने वाली दो आवेग अवधि <math>R_{s1}</math> और <math>R_{s2}</math>, और एक प्रतिबाधा मिलान रोकनेवाला <math>R_m</math>.

मानक घटक मूल्यों या व्यावहारिक सर्किटों को निर्दिष्ट नहीं करता है, मानक आवश्यकताओं के अनुरूप किसी भी उपयुक्त डिजाइन का उपयोग किया जा सकता है।

डिजाइन समीकरणों और घटक मूल्यों सहित आदर्श वृद्धि जनरेटर का एक पूर्ण [[सर्किट विश्लेषण]] प्रस्तुति में उपलब्ध है। हेस्टरमैन एट, अल द्वारा वोल्टेज सर्ज इम्यूनिटी टेस्टिंग का परिचय।<ref name="hesterman">{{cite conference|url=https://verimod.com/presentations/Denver_PELS_20070918_Hesterman_Voltage_Surge_Immunity.pdf|title=वोल्टेज सर्ज प्रतिरक्षण परीक्षण का परिचय|first1=Bryce|last1=Hesterman|first2=Douglas|last2=Powell|conference=IEEE Power Electronics Society Denver Chapter Meeting|date=2007-09-18}}</ref> तीसरे संस्करण के लिए एक अद्यतन व्युत्पत्ति Carobbi et, al द्वारा 1,2/50-8/20 μs संयोजन तरंग जनरेटर के प्राथमिक और आदर्श समतुल्य सर्किट मॉडल में दी गई है।<ref name="carlo2013"/>

==== डिजाइन समीकरण ====

निम्नलिखित डिज़ाइन समीकरण Carobbi et, al द्वारा व्युत्पन्न किए गए हैं। इन समीकरणों में चार्जिंग वोल्टेज है <math>E</math>, और घटक हैं <math>C = C_c</math>, <math>R_1 = R_{s1}</math>, <math>R_2 = R_{m}</math>, <math>R_{3} = R_{s2}</math>, और <math>L = L_r</math>.<ref name="carlo2013"/>

===== ओपन-सर्किट वोल्टेज =====

 

ओपन-सर्किट वोल्टेज के लिए, इसका लाप्लास ट्रांसफॉर्म#एस-डोमेन समतुल्य सर्किट और प्रतिबाधा है:

कहाँ:

इस प्रकार, ओपन-सर्किट वोल्टेज एक दोहरा घातीय तरंग है:

{{NumBlk|:|<math>v(t) = \frac{E \cdot \frac{R_3}{L}}{\beta - \alpha} (e^{-\alpha t} - e^{-\beta t})</math>|{{EquationRef|4}}}}

वोल्टेज अपने चरम मान पर पहुँचता है:

===== शॉर्ट-सर्किट करंट =====

जब आउटपुट छोटा होता है, तो ध्यान दें कि अंतिम अवरोधक <math>R_3</math> (<math>R_{s2}</math> योजनाबद्ध में) प्रभावी ढंग से हटा दिया जाता है।

शॉर्ट-सर्किट करंट के लिए, इसका लाप्लास ट्रांसफॉर्म#s-डोमेन समतुल्य सर्किट और प्रतिबाधा है:

कहाँ:

इस प्रकार, शॉर्ट-सर्किट करंट एक नम साइन वेव है (एक RLC_circuit#Underdamped_response से):

धारा अपने चरम मान पर पहुँचती है:

में आयाम की उपेक्षा करें {{EquationNote|4}}, यह बनता है:

अनुपात <math>\frac{\beta}{\alpha}</math> बनाने के लिए चुना जाना चाहिए <math>y(x)</math>के वेवफ़ॉर्म का फ्रंट-टाइम अनुपात पर एक अवधि है <math>50/1.2 \approx 41.7</math>. संख्यात्मक रूप से मूल्यांकन करके <math>y(x)</math>के तरंगरूप (इसके अग्र समय और अवधि सहित) के इस अनुपात में परिवर्तन करते हुए समाधान पाया जाता है <math>\frac{\beta}{\alpha} = 168</math>. अगला, <math>\alpha</math> और <math>\beta</math> संख्यात्मक रूप से भिन्न द्वारा गणना की जाती है <math>\alpha</math> जब तक {{EquationNote|14}} के वेवफॉर्म का फ्रंट टाइम 1.2 μs है। समाधान है <math>\alpha^{-1}</math> = 68.2 μs। इसलिए, <math>\beta^{-1}</math> = 0.4 μs।

में आयाम की उपेक्षा करें {{EquationNote|11}}, यह बनता है:

मूल्य <math>Q</math> बनाने के लिए चुना जाना चाहिए <math>y'(z)</math>के वेवफ़ॉर्म की अवधि आगे के समय के अनुपात से अधिक होती है <math>20/8 = 2.5</math>. संख्यात्मक रूप से मूल्यांकन करके <math>y'(z)</math>का वेवफॉर्म (इसके फ्रंट टाइम और अवधि सहित) बदलता रहता है <math>Q</math>, समाधान मिल गया है <math>Q = 1.46</math>. अगला, <math>\omega_0</math> तक इसे संख्यात्मक रूप से बदलकर गणना की जाती है {{EquationNote|16}} के तरंगरूप की अवधि 20 μs होती है। सही अवधि से फ्रंट टाइम भी अपने आप संतुष्ट हो जाता है। समाधान है <math>\frac{\omega_0}{2 \pi} = f_0 = 20.03\text{ kHz}</math>.