GBZ 18039.6-2005 电磁兼容 环境 各种环境中的低频磁场.pdf
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1、ICS 33. 100一一L 06汤黔中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 18039.6-2005/IEC 61000-2-7:1998电磁兼容环境各种环境中的低频磁场Electromagnetic compatibility-Environment-Low frequency magnetic fields in various environmentsQ EC 61000-2-7:1998,IDT)2005-02-06发布2005-12-01实施率督睽臀瓣臀聂瞥臀暴发布 GB/Z 18039. 6-2005/IEC 61000-2-7:1998JJ,曰月ii青本标准化指导性技术
2、文件等同采用IEC 61000-2-7 :1998电磁兼容环境第2-7部分:各种环境中的低频磁场。本指导性技术文件是电磁兼容环境系列国家标准化文件之一,该系列目前包括以下标准化文件:GB/Z 18039. 1-2000电磁兼容环境电磁环境的分类(idt IEC 61000-2-5:1996)GB/Z 18039.2-200。电磁兼容环境r业设备电源低频传导骚扰发射水平的评估(idt IEC61000-2-6:1996)GB/Z 18039. 3-2003电磁兼容环境公用低压供电系统低频传导骚扰及信号传输的电磁环境(IEC 61000-2一2:1990,IDT )GB/T 18039.4-200
3、3电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平(IEC 61000-2-4:1994,IDT)GB/T 18039. 5-2003电磁兼容环境公用低压供电系统低频传导骚扰及信号传输的兼容水平(IEC 61000-2一1:1990,IDT)GB/Z 18039. 6-2005电磁兼容环境各种环境中的低频磁场(IEC 61000-2-7:1998,IDT)本指导性技术文件由中国电力企业联合会提出。本指导性技术文件由全国电磁兼容标准化技术委员会(SAC/TC 246)归口并解释。本指导性技术文件起草单位:国家电力公司武汉高压研究所。本指导性技术文件主要起草人:郎维川、张广州、王勤、万保权、杨敬梅、蒋虹。G
4、B/Z 18039.6-2005/IEC 61000-2-7:1998IEC引言本部分是IEC 62000系列出版物的一部分,该系列出版物构成如下:第一部分:综述总的考虑(概述、基本原理)定义、术语第二部分:环境环境的描述环境的分类兼容性水平第三部分:限值发射限值抗扰度限值(当它们不属于产品委员会的职责范围时)第四部分:试验和测量技术测量技术试验技术第五部分:安装和减缓导则安装导则减缓方法和装置第六部分:通用标准第九部分:其他每一部分又可分为若干分部分,它们作为国际标准或技术报告出版。这些标准和技术报告将按编号依年代次序发布。本部分是第3类的技术报告。 GB/Z 18039. 6-2005/I
5、EC 61000-2-7:1998电磁兼容环境各种环境中的低频磁场1范围近年来,由于注意到磁场可能对人体和动物生理的影响,以及对某些电气设备,特别是对图像显示装置的性能产生有害的影响,从而激发了人们对磁场的关注。本指导性技术文件中给出了根据调查得出的结果,供参考之用。注1:欧盟EMC指令促进了对磁场的测量,特别是对与供电公司变电所以及与大楼内配电系统相关的商务办公环境中磁场的测量。供电公司主持了大部分的测量工作,其测量结果(用有效值表示)一般在50 Hz-2 kHz的频率范围内。为此,有必要掌握一些有关直流磁场以及频率最高到150 kHz的磁场的知识,因为这些磁场可能干扰某些类型设备的工作。注
6、2:在本指导性技术文件中大多数的磁场数据是与正弦电流源有关的,除非另有说明。假定这些数据是用有效值表示的。把在1 000 V及以下的电压下运行的供电系统称为低压系统,在1 000 V以上至35 kV的电压下运行的供电系统称为中压系统,而在超过35 kV的电压下运行的供电系统称为高压系统。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。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指导性技术文件,然而,鼓励根据本指导性技术文件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指导性技
7、术文件。GB/T 4365电磁兼容术语(GB/T 4365:2003,IEC 60050(161):1990,IDT)3单位本指导性技术文件中的磁场值既可以用磁场强度的单位:安每米(A/m)来表示,也可以用磁通密度的单位:微特斯拉(f.T)来表示。在引用文件中出现旧的磁通密度单位:毫高斯(mGs)时,通过下列关系式转换成以微特斯拉(uT)为单位:1pT一10 mGs七 0. 796 A/m在本指导性技术文件中,采用下列单位:磁场强度H:单位为安培每米(A/m) ;磁通密度B (BpXH):单位为特斯拉(T)o利用磁导率Fu _ u,X/uo,po=1.256X10-6(Wb/(Am),在空气中
8、相对磁导率,U, = 1,从而B(tT)1. 256 X H (A, m)。注:1T1 Wb/m2100 Gsa示例:单导体的磁场在与载有电流I的单导体距离为d处的磁场强度和磁通密度之间的关系由下列表达式给出:H一典.B一1. 256、典 2nd一一、2 ud口GB/Z 18039.6-2005八EC 61000-2-7:1998交变的电流产生交变的磁场。在多相电缆或架空线路的情况下,由各相电流产生的磁场矢量相加得到一个旋转的交变磁场。一个交变的磁场将使暴露在其中的任何导体内感应出电动势,那些带有探测线圈的仪表利用了这一效应。这些仪表是普通常用的。另一类测量低频磁场的仪表利用了霍尔效应(Hal
9、l effect)。这些仪表在测量场源周围的磁场时不是十分好用,但是,它们在测量空间中某点的磁场和静磁场时是很有用的。4自然现象应考虑三种天然的磁场:地球的磁场(一种静磁场);由雷暴和太阳活动产生的磁场(频率很低的时变磁场);由雷击引起的磁场(脉冲磁场)。早期的磁场测量和应用是与航行有关的,而对地磁场认真研究的结果是得出了磁场分布图,这方面的例子在图1中给出1 1)。所有未屏蔽的导体在地磁场中移动时,在导体的两端间感生出一个电压,其大小与移动的速度和方向有关。这个电压可能干扰相关联回路内敏感的电子设备。地磁场一般不会对静止的电气设备产生影响。几乎总是把地球的静磁场作为0 Hz的稳态背景磁场加到
10、现场测量值上。在靠近地球两极处的磁通密度高达60 tT,而在赤道处的磁通密度只有30 IiTo计算用的正常磁场值假设为50 rtT1,见图to单位:X 10-“特斯拉L 61r61 66 004560 bo15 4030 0 G155v i23.101 6p4p .D SD 6715 120 90 60 0 30 60 90 120 150 180图1地球表面总磁场分布图1)方括号内的数字是指参考文献的编号。 GB/Z 18039. 6-2005/IEC 61000-2-7:1998诸如雷暴和太阳活动这样的自然现象产生超低频的时变磁场,这种磁场的强度是低的,一般不超过0.01 rT(8 mA/
11、m),即使在强磁暴期间,磁场也只达到0. 5 KT(0. 4A/m) o很少能得到有关某一特定地区一年中发生雷击的次数的资料。但是图22中的雷暴日分布图示出了雷电活动的水平和达到最高场强的概率。90。一800 I一一一月一一,仁一一斗一一月日月冲套脚弓碑多2仁竺目一一一P-一一月一,山目书一召异片留M竺一一4三一d - ,.g,一一一L-一一i_一拓一斗一一J70-卜一,汕口已勺卜加目吧咬石七卜,日件布知子自砚劫W_ W_一 136一 1一一! ;一一一丰一,月声弓60一一十一斗,月斗去日二卜翔,生目曰一刁一一一I,r I M二ee -一 -, L已 fm500 !一斗一一斗、卜讲卜乏仁半=;
12、c T-3月人,日阵斗-;侧阵一十斗一生 NJ一一军二送一i斗, rr4 on nn - I一 I40 Pr-I-rf一一、1一于咔户节升二二、岁。,护巴巴气一一一I! s I, PlEtnai.E一 Fi-I一一一I, l一汤上目夕 1 AF -;.一一a30卜人一卜一牛巴卜一一冲日份翻耘、翻拱日翔冶斗一一,卜一月,产叫弓二一于一一斗y照;一一I ffff斗决八,不一一月,勺卜刁卜,r名子李-斗一一斗一一J20 F=,一-T-I20k一一一十,斗谈毛犯昭翔卜弓手钻矽甘娜巴斗斗户子一I ifacac I一 1 3t I a .Fse -Y1 6念韶 dh I 1-,一一I-I一一J10卜一一下
13、丫、二清子七日卜,0甘动击袱日臼户、备阳侣汁行斗六至翻卜日日口目4-0卜一一十一一日-t一一十夭d气r10-卜,州 11一,迁一二、长,一弓一一十、确服颐晰蔽创姗枯沪十-_ i一一, Nam.书睁李叫声舞眺丰一一4一,三奎妥自日感兰ff-咨吕 W-耳心场11-2)a200一一。书日改日洲份妞,睁戈尸份心二斗一30 I一一州一十一一,卜一一于,欢二一一洲阮,十衬睁洲F1卜七PA Im一 It I i, =a田助臼r- -k一 rice十公弓门矫牲妾哭月路-.a-a、一月40 r一 t一一州户一一卜咔二冲声州习卜1、己肠二丰州咚生卫一月子朴一一卜:1=4一I一 4一一,丰一,书一一斗一n4 - 1
14、-.r,50-1-一一_i一一、仁,尸开一洲卜一一十一一叶一人节一十,叫A活司,一姑,声一卜一一什一一一斗、卜一一一P二不、,叫G曰600呀分叫阵刁尸节十叫f-透二土;-峙一十一:1;尸已i-1一、暇过洲归、咋如c斗一一十一一月70-卜一一d一一一寸一一一十一一一卜一一月一!护洲卜一一汁一一一十一一咔弋二二护叶,二护甲、声叫千千钊弓,一卜一一弓一一一十一一一十月一一一一80 I一一月一一州一一月一州一一一十一一一一州一一州一一一寸一一一十一州一一曰一一曰一一州一一一十一一t一一竹一一州一一州一一一一一一十一一叶一,一刁一90一 1800 1500 1200 900 600 300 00 300
15、 600 900 1200 1500 1800注:本图依据1955年世界气象组织的资料。图2全世界年雷暴日分布图下列雷电流累积频率的参考值(见图3).负极性雷击正极性雷击580 kA 250 kA5033 kA 35 kA957 kA 5 kA雷击产生的磁场脉冲的上升时间约I is,磁场半值持续时间约100 flso可按下列关系计算产生的磁场:N,-k一I27rd例如,当I=200 kA,d=1 km时,H=32 A/m ,B二40 /cI。GB/Z 18039.6-2005/IEC 61000-2-7:1998概率99.99r口曰,尸,尸,r,尸r,尸,尸,尸 r-T-f-rr-n99.95
16、卜叫州卜弓十十呼叫口呻叫99.91 1 1 1 1了,甲,尸I I II一一,一州尸,下下飞了勺rTTreees,FTesTTTT,T一lee】199.8卜喇小幸心闷十呼斗十门冲门弓叶叶叫卜冲叫卜十,十十,啥宁卜,叫卜叫宁宁叫卜卜十叫卜,叶宁,99.51eses 1 1 r山占盛占日99卜司卜司卜闷于摊户备叫卜98卜4一小卜奋令刁喊卜日叫日97卜一叶呼卜呼呼于F崎月同曰十一一冲牛卜宁宁寸护,叫日日冲卜卜州卜宁呀,宁十宁宁常,95卜十十叫卜十,卜叶十呀,喊甲气尸呀冲宁叫洲卜宁叫卜,门冲卜宁宁州卜,月洲卜,r尸曰,90卜礴一心叫卜卜卜呼口卜十8070卜呀弓啥卜十宁卜宁,州,叫卜曰傀,卜宁宁叫卜宁宁
17、宁宁卜宁宁宁.3I.r一州卜叫尸,州尸r丫州尸,50卜一十咔叶叶十卜卜卜十甘,十弓十十Nt rt十洲廿十叶一卜十十州寸-1111一正极性雷击40卜叫卜曰卜月令4咔一叫卜30卜州卜州卜4-小4诵小州卜201一一一I一土1 1 1 1 1 1 1 11esseee Ies Ies I I I I R I I I口目一工二玄口1110卜一叫卜卜叫卜呼呼咔宁叫卜51 -1 1 1l 1 1土1111一一上一一1一 I I Iwe I I IV 11we一 1 1V2C二二勺匕二仁二亡111二r二0.5卜一一于令卜斗斗斗卜呼-琦呀十甲,0.20.11_ 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1., 1
18、. 1 1 11 . 1 . 1 1 1 . 11 10.05卜日卜叫卜闷十十卜叫卜十呀0.02 1r二目上二J二二儿1 2 3 4 56 78 10 2 3 4 5 6 7 100 2 3 4 5 6 7 1 000雷击电流kA(取自IEc 61024-1-1)图3雷电流的果积频率5供电系统环境工频磁场和供电系统相关的磁场的值与测量时的负荷电流、系统的电压有关,这些参数决定了架空线路导体的对地高度、地下电缆的埋深和结构。只要有可能,在本指导性技术文件内所说明的值是以系统电压和最大的负荷条件(或以千安((kA)为单位表示的导体的电流)为基准的。5. 1架空线路流过架空配电线路的电流产生的磁场原
19、则上受到电流的大小、电气上的相间结构布置以及导体的物理布置的影响。在这样的一条电力线路上的运行电压的影响是显著的,因为它决定了导体的对地高度、相导线之间的间距以及线路结构用的接地金属体。全世界使用的系统电压、导体电流的等级和结构标准很多,所以不可能对每一种特殊类型的设施都提供磁场的数据。但下面所定义的典型设施和磁场特性有很好的模型。对于其他特定设备的磁场预测将以这些模型为基础。如果对特定线路要求有详细的磁通密度的值,那么就必须考虑每条线路的情况,诸如导线结构、对地高度和线路电流。在1 kA时采用下列的近似公式:H一40 X h2 +xa (A/m)式中:e两边相导线之间的距离;h导线对地高度;
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