Blitzstoßgenerator für Blitzstoßprüfung

AbstractBlitzbedingte Überspannungen und transiente Entladungen, die durch das Schalten von Großverbrauchern in Stromnetzen entstehen, können die Strom- und Kommunikationsanschlüsse elektronischer Geräte beschädigen. Der Blitzstoßtest ist ein obligatorischer Prüfschritt zur Überprüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit elektrischer und elektronischer Produkte. Als Kernstandardausrüstung für den Blitzstoßtest gilt: LISUN SG61000-5 Der Blitzstoßgenerator verfügt über eine modulare Hardwarearchitektur mit einer Ausgangsspannung von 0 bis 30 kV und einem maximalen Kurzschlussstrom von bis zu 15 kA. Er liefert präzise Leerlaufspannungswellenformen von 1.2/50 µs und 10/700 µs sowie Kurzschlussstromwellenformen von 8/20 µs und 5/320 µs und erfüllt damit alle nationalen und internationalen Normen, darunter GB/T 17626.5 und IEC 61000-4-5. Das Gerät ist mit integrierten Spannungs- und Stromdämpfungssonden sowie einem digitalen Oszilloskop ausgestattet. Die Echtzeit-Visualisierung der Wellenform erfolgt über den LCD-Touchscreen ohne zusätzliche externe Messgeräte. Dies vereinfacht die Durchführung der Blitzstoßprüfung erheblich und gewährleistet, dass wichtige Wellenformparameter wie Anstiegszeit und Halbwertszeit die Standardtoleranzen strikt einhalten. SG61000-5 Anhand einer Reihe von Baureihen als Forschungsobjekt vergleicht diese Arbeit die Ausgangsleistung verschiedener Modelle, erläutert die technischen Vorteile ihres modularen Aufbaus und des integrierten Wellenformerfassungssystems, ordnet Anwendungsszenarien für Blitzstoßprüfungen in den Bereichen neue Energien, industrielle Steuerungstechnik, Kommunikation und Haushaltsgeräte und liefert technische Referenzen für die Geräteauswahl von Forschungs- und Entwicklungslaboren von Unternehmen und externen Prüfinstitutionen. 

Einführung

Kurzzeitige, hochenergetische Spannungsspitzen, die durch Blitzeinschläge, Schaltvorgänge im Stromnetz sowie das Schalten kapazitiver und induktiver Lasten entstehen, können wichtige Komponenten wie Schaltnetzteile, Kommunikationschips und Steuerplatinen leicht beschädigen und so zu Geräteausfällen, Durchbrennen und sogar Sicherheitsunfällen führen. Daher wurden weltweit Normen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) entwickelt, die vorschreiben, dass alle gelisteten elektrischen Produkte einen Blitzstoßtest bestehen müssen, um die Fähigkeit von Stromkabeln und Signalleitungen zum Widerstand gegen kurzzeitige Spannungsspitzen nachzuweisen.

Herkömmliche Blitzstoßgeneratoren weisen drei wesentliche Nachteile auf. Erstens erschwert die integrierte Hardwarestruktur die Erweiterung der Spannungs-/Strombereiche und erfüllt nicht die Anforderungen von Blitzstoßprüfungen bei 30 kV Hochspannung und 15 kA Hochstrom. Zweitens erfordert die Wellenformbeobachtung die Anschaffung zusätzlicher Oszilloskope und Hochspannungs-Differenzialtastköpfe, was zu komplizierten Prüfverkabelungen und zahlreichen Kalibrierverfahren führt und leicht Messfehler verursacht. Drittens führt die unzureichende Genauigkeit der Wellenformausgabe zu übermäßigen Abweichungen der Anstiegs- und Halbwertszeit, sodass die erstellten Blitzstoßprüfberichte von CE-, 3C- und FCC-Zertifizierungsstellen nicht anerkannt werden.

Das LISUN SG61000-5 Serie Blitzstoßgenerator Das System zeichnet sich durch ein modulares Design aus, bestehend aus Leistungsmodulen, Wellenformmodulen und Kopplungs-/Entkopplungsmodulen. Es deckt den gesamten Bereich der Blitzstoßprüfungen ab – von Niederspannung und kleinem Strom bei 4.8 kV bis hin zu Hochspannung und hohem Strom bei 30 kV. Ausgestattet mit einem integrierten Wellenformerfassungssystem zur Echtzeit-Wiedergabe von Stoßwellenformen auf dem Touchscreen, löst es grundlegend die Schwächen herkömmlicher Geräte wie umständliche Prüfverfahren, unzureichende Präzision und geringe Erweiterbarkeit. Es findet breite Anwendung in Forschung und Entwicklung sowie bei der Prüfung von Energiespeichern, industrieller Automatisierung, Kommunikationsbasisstationen, LED-Beleuchtung und Haushaltsgeräten.

Abbildung: Überspannungsprüfer

Vorteile der modularen Architektur und der Kerntests LISUN SG61000-5 Blitzüberspannungsgenerator

Modulares Hardware-Design zur Abdeckung aller Anforderungen an Blitzüberspannungstests
Das SG61000-5 Das System besteht aus fünf unabhängigen Modulen: einem Hochspannungserzeugungsmodul, einem Stromausgangsmodul, einem Modul zur Wellenformformung, einem integrierten CDN-Kopplungs-/Entkopplungsmodul und einem Touch-Steuerungsmodul. Jedes Modul kann einzeln ausgetauscht oder aufgerüstet werden. Unternehmen können flexibel die passenden Modelle entsprechend ihren Anforderungen an die Blitzschutzklasse auswählen, ohne das gesamte Gerät ersetzen zu müssen.

Die Ausgangsspannungsbereiche sind hierarchisch klassifiziert: Basismodell 0–6 kV, Mittelspannungsmodell 0–10 kV, Hochspannungsmodell 0–15 kV, kundenspezifisches Höchstspannungsmodell 20 kV/30 kV. Der Kurzschlussstrom ist im gesamten Bereich von 2.4 kA bis 15 kA angepasst und deckt sowohl Blitzstoßprüfungen mit niedriger Spannung für Unterhaltungselektronik als auch Blitzstoßprüfungen mit hoher Spannung und hohem Strom für Photovoltaik-Wechselrichter und industrielle Hochleistungssteuerungen ab. Das Gerät unterstützt die Ausgabe von vier standardkonformen Wellenformen:

1. 1.2/50μs Leerlaufspannungswellenform & 8/20μs Kurzschlussstromwellenform: übliche Kombinationswellenform für Gleichtakt- und Gegentakt-Blitzstoßprüfung an Stromanschlüssen;
2. 10/700μs Leerlaufspannungswellenform & 5/320μs Kurzschlussstromwellenform: spezielle Wellenformen für Blitzstoßprüfungen an Kommunikationsleitungen, Netzwerkkabeln und Signalanschlüssen.

Die Toleranzen für Anstiegszeit und Halbwertszeit aller Wellenformen werden innerhalb von ±20% kontrolliert und erfüllen damit die strengen Präzisionsanforderungen an Blitzstoßprüfwellenformen, die in nationalen, europäischen und amerikanischen Normen festgelegt sind.

Das integrierte Wellenformerfassungssystem vereinfacht den Blitzstoßprüfungsprozess

Das Kern-Upgrade, das auszeichnet SG61000-5 Im Vergleich zu ähnlichen Geräten auf dem Markt zeichnet sich das Gerät durch integrierte Spannungs- und Stromdämpfungssonden sowie ein digitales Oszilloskop aus. Das komplette Blitzstoßprüfgerät benötigt keine zusätzlichen externen Messgeräte und bietet drei wesentliche Vorteile:

Zunächst zur Echtzeit-Visualisierung von Wellenformen. Der 7-Zoll-LCD-Industrie-Touchscreen nutzt ein Android-Steuerungssystem. Nach der Auslösung eines Stoßsignals werden Spannungs- und Stromkurven innerhalb von Millisekunden geladen. Ingenieure können direkt die Anstiegszeit, die Spitzenspannung und die Halbwertszeit ablesen und so schnell vor Ort beurteilen, ob die Wellenformen den Normen entsprechen. Dadurch entfallen die Verkabelung und Kalibrierung externer Oszilloskope.

Zweitens werden Messfehler deutlich reduziert. Externe Sonden sind anfällig für Kabeldämpfung und Fehlanpassung der Impedanz. Der integrierte Datenerfassungskanal und die Hochspannungsausgangsschleife verfügen über eine integrierte Abschirmung, die elektromagnetische Störungen aus dem Weltraum isoliert und so die Wiederholgenauigkeit der gewonnenen Wellenformdaten verbessert. Blitzstoßtest.

Drittens: Automatische Speicherung des Wellenformarchivs. Jeder Blitzstoßtest speichert gleichzeitig Screenshots der Wellenform, Testparameter, Stoßzeiten und Phasenverschiebungsdaten. Die Originalaufzeichnungen im PDF-Format lassen sich mit einem Klick exportieren und direkt EMV-Prüfberichten beifügen, um die Anforderungen an die Datenrückverfolgbarkeit durch externe Labore zu erfüllen.

Vergleichstabelle der Spezifikationen für die Blitzstoßprüfkapazität SG61000-5 Serienmodelle

Verschiedene Modelle sind an die Arbeitsbedingungen von Blitzstoßprüfungen für unterschiedliche Branchen und Qualitätsstufen angepasst. Die wichtigsten Ausgabeparameter sind wie folgt geordnet:

Wie aus der Tabelle hervorgeht, die vollständige SG61000-5 Die Serie umfasst zwei Kategorien von Blitzstoßprüfwellenformen für Strom- und Kommunikationsanschlüsse mit vollständigen Spannungs- und Stromverläufen. Unternehmen können den Standard auswählen. SG61000-5 für konventionelle 6-kV-Blitzstoßprüfungen, Hochspannungsmodelle H15/H30 für Hochspannungs-Großstromprüfungen von Anlagen zur Erzeugung neuer Energien und SG61000-5C für spezielle Prüfungen von Kommunikationsprodukten. Mehrere Modelle einer Marke können die Anforderungen an Blitzschutzprüfungen für alle Produkttypen erfüllen, ohne dass mehrere Geräte von verschiedenen Anbietern angeschafft werden müssen.

Branchenanwendungsanalyse von SG61000-5 für Blitzüberspannungstest

Vortests für die Forschung und Entwicklung von Haushaltsgeräten und Informationstechnologiegeräten
Die 3C-Zertifizierung in China und die CE-Zertifizierung in der EU für Haushaltsgeräte, Computeradapter und Router erfordern jeweils einen Blitzstoßfestigkeitstest mit 2 kV/4 kV. In der Forschungs- und Entwicklungsphase führen Unternehmen vorläufige Blitzstoßfestigkeitstests gemäß Standard durch. SG61000-5Der Touchscreen zeigt Überspannungswellenformen in Echtzeit an. Bei Bauteilausfällen oder Spannungsabfällen kann der Test sofort abgebrochen werden, um Schwachstellen in den Stromeingangs- und Filterschaltungen zu lokalisieren. Überspannungsschutzgeräte wie TVS-Röhren und Varistoren können vorab installiert werden, um Ausfälle bei Blitzüberspannungstests in externen Laboren zu vermeiden und so wiederholte Testzyklen und Kosten zu sparen.

Hochspannungsblitzstoßtest für neue Photovoltaik-, Energiespeicher- und Ladesäulen
Photovoltaik-Wechselrichter, Energiespeicher-PCS und Gleichstrom-Ladesäulen werden im Freien in Bereichen mit hohem Blitzrisiko installiert. Die Normen fordern einen strengen Blitzstoßtest bei 10 kV/15 kV. SG61000-5H und SG61000-5H15-SP Modelle. Modulare Hochspannungsmodule können hohe Stoßströme stabil ableiten. Das integrierte dreiphasige Entkopplungsnetzwerk eignet sich für Blitzstoßprüfungen an dreiphasigen AC- und DC-Anschlüssen. Das integrierte Oszilloskop erfasst kurzzeitige Spannungsspitzen von Hochleistungsgeräten und unterstützt Ingenieure bei der Optimierung des Blitzschutzsystems.

Blitzüberspannungstest für Signalleitungen von Kommunikationsgeräten
Netzwerkanschlüsse von Switches, Sicherheitskameras und optischen Modems müssen einem speziellen Blitzstoßtest mit einer Kommunikationswellenform von 10/700 μs unterzogen werden. SG61000-5C ist speziell für Testbedingungen in der Kommunikationstechnik ausgelegt. Das symmetrische Vierdraht-CDN ermöglicht die differentielle Signalüberspannungseinspeisung. Der Touchscreen erfasst schwache Überspannungsstromverläufe auf den Kommunikationsleitungen, um die Belastbarkeit der Blitzschutzchips der Netzwerkports zu überprüfen und die Anforderungen des Blitzüberspannungstests gemäß ITU-T K.20-Standard für Blitzschutz in der Kommunikationstechnik zu erfüllen.

Standardisierter Blitzstoßtest für unabhängige Prüf- und Zertifizierungslabore
Unabhängige Zertifizierungsstellen wie CQC, TÜV und SGS sind umfassend mit der nötigen Ausrüstung ausgestattet. SG61000-5 Serie für gewerbliche Blitzstoßprüfungen. Die Geräte verfügen über Standard-Grenzwertdatenbanken gemäß nationalen Normen, IEC und EN. Stoßzeiten, Phase und Polarität werden automatisch erfasst und die Wellenformen automatisch archiviert. Blitzstoßtest Berichte mit Screenshots der Original-Wellenform besitzen internationale Zertifizierungsgültigkeit und können direkt für den globalen Marktzugang verwendet werden. Ausgestattet mit optionalem Zubehör wie der Überspannungsschutzbox PD-E01 und dem Prüfstand SG-DESK bietet diese Workstation eine vollständige und sichere Lösung für Blitzüberspannungstest ckann konstruiert werden.

Anwendungswert im Ingenieurwesen SG61000-5 Blitzstoßgenerator für Blitzstoßprüfung

• Modulare Erweiterung reduziert die Investitionskosten: Die modulare Architektur ermöglicht die unabhängige Aufrüstung von Hochspannungs- und Strommodulen in einer späteren Phase. Unternehmen müssen lediglich die entsprechenden Einheiten entsprechend der Produktiteration aufrüsten, anstatt die gesamte Anlage auszutauschen. Dies erfüllt die langfristigen Anforderungen von Blitzstoßprüfungen mit mehreren Stufen.

• Die integrierte Wellenformerfassung vereinfacht die Testverfahren: Externe Oszilloskope und Hochspannungstastköpfe werden nicht mehr benötigt. Ein einzelner Bediener kann den gesamten Blitzstoßtest durchführen, wodurch die Testeffizienz um mehr als 50 % gesteigert und die Kalibrierungs- und Wartungskosten externer Geräte gesenkt werden.

• Hohe Wellenformgenauigkeit gewährleistet die Einhaltung der Prüfberichte: Strenge Toleranzkontrolle für vier Standardwellenformen. Das integrierte Datenerfassungssystem eliminiert externe Messstörungen. Die aus Blitzstoßprüfungen gewonnenen Daten bestehen die Audits führender globaler Zertifizierungsstellen und verhindern eine Ablehnung der Zertifizierung.

• Umfassende Abdeckung mehrerer Anschlüsse für verschiedene Branchen: Unterstützt zwei Arten von Blitzstoßprüfungen, darunter Kombinationswellen für Stromanschlüsse und Langwellenformen für Kommunikationsleitungen. Ein Gerät ermöglicht die Prüfung von Strom- und Signalprodukten und reduziert so die Anzahl der von Laboren anzuschaffenden Geräte erheblich.

• Umfassendes Sicherheitszubehör vermeidet Hochspannungsrisiken: Es kann mit Überspannungsschutzboxen, Trenntransformatoren und speziellen Prüfständen kombiniert werden, um eine Mensch-Maschine-Trennung während Hochspannungsblitzüberspannungstests zu gewährleisten und versteckte Gefahren wie Stromschläge und Geräteexplosionen zu eliminieren.

Fazit

Vor dem Hintergrund einer zunehmend strengen EMV-Aufsicht, Blitzstoßtest ist ein obligatorisches Prüfverfahren für alle elektrischen und elektronischen Produkte vor Markteinführung und Export. Wellenformgenauigkeit, Bedienkomfort und Messbereichsabdeckung der Prüfgeräte bestimmen direkt die Prüfeffizienz und die Gültigkeit des Berichts. Mit ausgereiftem modularem Design LISUN SG61000-5 Der Blitzstoßgenerator liefert einen Vollspannungsbereich von 0–30 kV und 0–15 kA und unterstützt zwei Standard-Stoßwellenformen für Energie- und Kommunikationsanwendungen. Er integriert innovativ Spannungs- und Stromdämpfungssonden sowie ein digitales Oszilloskop und ermöglicht die Echtzeit-Beobachtung der Wellenform über den LCD-Touchscreen. Dies vereinfacht den gesamten Ablauf von Blitzstoßprüfungen erheblich und gewährleistet, dass die Wellenformparameter die Toleranzanforderungen von GB/T 17626.5, IEC 61000-4-5 und anderen Normen präzise erfüllen.

Die Serie umfasst mehrere Untermodelle für unterschiedliche Blitzstoßprüfungen in den Bereichen Haushaltsgeräte, IT, erneuerbare Energien, Kommunikation und Prüfinstitute. Sie zeichnet sich durch vier Kernstärken aus: Erweiterbarkeit, hohe Präzision, einfache Bedienung und hohe Sicherheit. Damit werden gängige Probleme herkömmlicher Blitzstoßprüfgeräte wie unzureichender Messbereich, komplizierte Verkabelung, Wellenformverzerrung und niedrige Zertifizierungsquote effektiv gelöst. Angesichts der zunehmenden Verbreitung von erneuerbaren Energien und Hochleistungsgeräten im Außenbereich… SG61000-5HDas Modell 30-SP, das ultrahohe Ströme von 30 kV unterstützt, wird zum Standardgerät für strenge Blitzstoßprüfungen im Hochspannungsbereich und bietet standardisierte Prüfunterstützung für die Blitzschutzkonstruktion inländischer Elektronikprodukte sowie für die globale EMV-Zertifizierung.