Generador de sobretensiones por rayos para pruebas de sobretensiones por rayos

Resumen: Las sobretensiones inducidas por rayos y las descargas transitorias causadas por la conmutación de cargas de gran capacidad en las redes eléctricas pueden dañar los puertos de alimentación y comunicación de los equipos electrónicos. La prueba de sobretensión por rayo es un elemento de prueba obligatorio para verificar el rendimiento de inmunidad electromagnética de los productos eléctricos y electrónicos. Como equipo estándar principal para la prueba de sobretensión por rayo, LISUN SG61000-5 El generador de sobretensiones por rayos adopta una arquitectura de hardware modular, con un voltaje de salida que oscila entre 0 y 30 kV y una corriente de cortocircuito máxima de hasta 15 kA. Puede generar con precisión formas de onda de voltaje en circuito abierto de 1.2/50 μs y 10/700 μs, así como formas de onda de corriente en cortocircuito de 8/20 μs y 5/320 μs, cumpliendo plenamente con las normas nacionales e internacionales, incluidas GB/T 17626.5 e IEC 61000-4-5. El equipo está equipado con sondas atenuadoras de voltaje y corriente integradas y un osciloscopio digital. La visualización de la forma de onda en tiempo real se realiza a través de la pantalla táctil LCD sin necesidad de instrumentos de prueba externos adicionales, lo que simplifica enormemente todo el procedimiento operativo de la prueba de sobretensiones por rayos y garantiza que los parámetros clave de la forma de onda, como el tiempo de subida y el tiempo de semipico, cumplan estrictamente con las tolerancias estándar. SG61000-5 Este artículo, tomando como objeto de estudio una serie de modelos, compara la capacidad de salida de diferentes modelos, detalla las ventajas técnicas de su diseño modular y su sistema de adquisición de formas de onda incorporado, clasifica los escenarios de aplicación de las pruebas de sobretensión por rayos en las industrias de energías renovables, control industrial, comunicaciones y electrodomésticos, y proporciona referencias técnicas para la selección de equipos de laboratorios de I+D empresariales e instituciones de pruebas de terceros. 

Introducción

Las sobretensiones transitorias de alta energía generadas por la inducción de rayos, la conmutación de la red eléctrica y la conmutación de cargas capacitivas e inductivas pueden dañar fácilmente componentes clave como fuentes de alimentación conmutadas, chips de comunicación y placas de circuitos de control, lo que puede provocar fallos, sobrecalentamiento e incluso accidentes. Por ello, se han formulado normas de inmunidad a la compatibilidad electromagnética en todo el mundo, que exigen que todos los productos eléctricos homologados superen la prueba de sobretensión por rayos para verificar la capacidad de los cables de alimentación y las líneas de señal para soportar descargas transitorias.

Los generadores de sobretensiones convencionales tradicionales presentan tres inconvenientes principales. En primer lugar, su estructura de hardware integrada dificulta la ampliación de los rangos de voltaje/corriente y no cumple con los requisitos de las pruebas de sobretensión por rayo a 30 kV de alta tensión y 15 kA de alta corriente. En segundo lugar, la observación de la forma de onda requiere la compra adicional de osciloscopios y sondas diferenciales de alta tensión, lo que conlleva un cableado de prueba complejo y numerosos procedimientos de calibración que introducen fácilmente errores de medición. En tercer lugar, la precisión insuficiente de la salida de la forma de onda provoca una desviación excesiva del tiempo de subida y del tiempo de semipico, y los informes de las pruebas de sobretensión por rayo generados no serán reconocidos por los organismos de certificación CE, 3C y FCC.

El LISUN SG61000-5 serie generador de sobretensiones Adopta un diseño modular compuesto por módulos de potencia, módulos de forma de onda y módulos de acoplamiento/desacoplamiento. Cubre completamente todas las condiciones de trabajo de prueba de sobretensiones por rayos, desde baja tensión y baja corriente a 4.8 kV hasta alta tensión y alta corriente a 30 kV. Equipado con un sistema integrado de adquisición de forma de onda para la reproducción en tiempo real de la forma de onda de la sobretensión en la pantalla táctil, resuelve de manera fundamental los problemas de la industria de los equipos tradicionales, como las pruebas engorrosas, la precisión insuficiente y la escasa capacidad de expansión. Se aplica ampliamente en I+D y pruebas de almacenamiento de energía de nueva generación, automatización industrial, estaciones base de comunicaciones, iluminación LED y electrodomésticos.

Figura: Comprobador de sobretensiones

Ventajas de la arquitectura modular y las pruebas principales LISUN SG61000-5 Generador de sobretensiones relámpago

Diseño de hardware modular para cubrir todos los requisitos de prueba de sobretensión por rayos.
El SG61000-5 Consta de cinco módulos independientes: módulo de generación de alto voltaje, módulo de salida de corriente, módulo de conformación de onda, módulo de acoplamiento/desacoplamiento CDN integrado y módulo principal de control táctil. Cada módulo puede reemplazarse o actualizarse individualmente. Las empresas pueden seleccionar modelos de forma flexible según sus propios requisitos de grado de prueba de sobretensión por rayo sin necesidad de reemplazar la unidad completa.

Los rangos de salida de voltaje se clasifican jerárquicamente: modelo básico 0~6 kV, modelo de voltaje medio 0~10 kV, modelo de alto voltaje 0~15 kV, modelo de voltaje extra alto personalizado 20 kV/30 kV. La corriente de cortocircuito se ajusta en todo el rango de 2.4 kA a 15 kA, cubriendo tanto la prueba de sobretensión por rayo de bajo voltaje para electrónica de consumo como la prueba de sobretensión por rayo de alta corriente para inversores fotovoltaicos y equipos de control industrial de alta potencia. El equipo admite la salida de cuatro formas de onda que cumplen con los estándares:

1. Forma de onda de voltaje en circuito abierto de 1.2/50 μs y forma de onda de corriente en cortocircuito de 8/20 μs: onda de combinación común para la prueba de sobretensión por rayo en modo común y en modo diferencial en puertos de alimentación;
2. Forma de onda de voltaje en circuito abierto de 10/700 μs y forma de onda de corriente en cortocircuito de 5/320 μs: formas de onda especiales para pruebas de sobretensión por rayos en líneas de comunicación, cables de red y puertos de señal.

Las tolerancias del tiempo de subida y del tiempo de semipico para todas las formas de onda se controlan dentro de ±20%, cumpliendo con los estrictos requisitos de precisión para las formas de onda de prueba de sobretensiones por rayos especificados en las normas nacionales, europeas y americanas.

El sistema de adquisición de forma de onda integrado simplifica el proceso de operación de la prueba de sobretensión por rayo.

La mejora principal que distingue SG61000-5 La principal ventaja de este equipo, que se distingue de otros similares en el mercado, reside en sus sondas atenuadoras de voltaje y corriente integradas y su osciloscopio digital. El conjunto completo de pruebas de sobretensión por rayo no requiere instrumentos de medición externos adicionales y ofrece tres ventajas fundamentales:

En primer lugar, visualización de la forma de onda en tiempo real. La pantalla táctil industrial LCD de 7 pulgadas utiliza un sistema de control Android. Tras la activación por sobretensión, las curvas de forma de onda de voltaje y corriente se cargan en milisegundos. Los ingenieros pueden leer directamente el tiempo de subida, el voltaje pico y el tiempo de semipico para comprobar rápidamente si las formas de onda cumplen con los estándares in situ, eliminando así los pasos de cableado y calibración de los osciloscopios externos.

En segundo lugar, los errores de medición se reducen considerablemente. Las sondas externas sufren atenuación del cable y desajuste de impedancia. El canal de adquisición incorporado y el bucle de salida de alto voltaje adoptan un blindaje integrado, y la capa de blindaje aísla la interferencia electromagnética espacial, mejorando la repetibilidad de los datos de forma de onda obtenidos. prueba de sobretensiones por rayos.

En tercer lugar, almacenamiento automático de archivos de forma de onda. Cada prueba de sobretensión por rayo permite guardar simultáneamente capturas de pantalla de la forma de onda, parámetros de prueba, tiempos de sobretensión y datos de desfase. Los registros originales en formato PDF se pueden exportar con un solo clic y adjuntar directamente a los informes de pruebas de compatibilidad electromagnética (CEM) para cumplir con los requisitos de trazabilidad de datos de laboratorios externos.

Tabla comparativa de especificaciones de capacidad de prueba de sobretensión por rayo para SG61000-5 Modelos en serie

Los distintos modelos se adaptan a las condiciones de trabajo de las pruebas de sobretensión por rayos para diversas industrias y grados. Los parámetros de salida clave se clasifican de la siguiente manera:

Como se muestra en la tabla, el total SG61000-5 La serie abarca dos categorías de formas de onda de prueba de sobretensión por rayo para puertos de alimentación y puertos de comunicación con gradientes completos de voltaje y corriente. Las empresas pueden seleccionar el estándar. SG61000-5 para la prueba convencional de sobretensión por rayo de 6 kV, los modelos de alto voltaje H15/H30 para pruebas de alta corriente y alto voltaje de equipos de energía nueva, y SG61000-5C para pruebas especiales de productos de comunicación. Varios modelos de una misma marca pueden satisfacer los requisitos de prueba de sobretensión por rayo para todo tipo de productos sin necesidad de adquirir varios equipos de diferentes proveedores.

Análisis de la aplicación industrial de SG61000-5 para la prueba de sobretensión por rayo

Pruebas preliminares para I+D de electrodomésticos y equipos de tecnología de la información.
La certificación 3C en China y la certificación CE en la UE para electrodomésticos, adaptadores de computadora y enrutadores requieren una prueba de sobretensión por rayo de 2 kV/4 kV. En la fase de I+D, las empresas realizan una prueba preliminar de sobretensión por rayo utilizando equipos estándar. SG61000-5La pantalla táctil muestra las formas de onda de sobretensión en tiempo real. Si se produce una avería en algún componente o una caída de tensión, la prueba puede suspenderse inmediatamente para localizar los puntos débiles de los circuitos de entrada de alimentación y de filtrado. Se pueden añadir de antemano dispositivos de protección contra sobretensiones, como tubos TVS y varistores, para evitar fallos en las pruebas de sobretensión atmosférica en laboratorios externos, lo que ahorra ciclos de prueba repetidos y costes.

Prueba de sobretensión por rayo para sistemas fotovoltaicos, de almacenamiento de energía y de carga de nueva generación.
Los inversores fotovoltaicos, los sistemas de almacenamiento de energía PCS y los puntos de carga de CC se instalan en áreas exteriores con alto riesgo de rayos. Las normas exigen una prueba de sobretensión por rayos de grado estricto a 10 kV/15 kV, correspondiente a SG61000-5H y SG61000-5H15-SP Los módulos modulares de alta tensión pueden generar sobretensiones de gran corriente de forma estable. La red de acoplamiento y desacoplamiento trifásica integrada permite realizar pruebas de sobretensión por rayos en puertos de CA y CC trifásicos. El osciloscopio integrado captura los picos de tensión instantáneos de los dispositivos de alta potencia y guía a los ingenieros para optimizar el diseño general de la protección contra rayos.

Prueba de sobretensión por rayo para líneas de señal de equipos de comunicación
Los puertos de red de conmutadores, cámaras de seguridad y módems ópticos deben someterse a una prueba especial de sobretensión por rayo de forma de onda de comunicación de 10/700 μs. SG61000-5El modelo C está especialmente diseñado para condiciones de prueba de comunicación. La CDN simétrica de cuatro hilos permite la inyección diferencial de sobretensiones de señal. La pantalla táctil puede captar formas de onda de corriente de sobretensión débiles en las líneas de comunicación para verificar la capacidad de resistencia de los chips de protección contra rayos del puerto de red, cumpliendo con los requisitos de la prueba de sobretensión por rayos especificados en la norma ITU-T K.20 de protección contra rayos para comunicaciones.

Prueba estandarizada de sobretensión por rayo para laboratorios de ensayo y certificación de terceros.
Los organismos de certificación de terceros como CQC, TÜV y SGS están ampliamente equipados con la tecnología necesaria. SG61000-5 Serie para pruebas comerciales de sobretensiones por rayos. El equipo incorpora bases de datos de límites estándar de normas nacionales, IEC y EN. Los tiempos de sobretensión, la fase y la polaridad circulan automáticamente, y las formas de onda se archivan automáticamente. El generado prueba de sobretensiones por rayos Los informes con capturas de pantalla de la forma de onda original poseen validez de certificación internacional y pueden utilizarse directamente para el acceso al mercado global. Equipado con accesorios opcionales como la caja de protección contra sobretensiones PD-E01 y el banco de pruebas SG-DESK, una estación de trabajo completa y segura para prueba de sobretensión por rayo cpuede construirse.

Valor de la aplicación de ingeniería de SG61000-5 Generador de sobretensiones por rayos para pruebas de sobretensiones por rayos

• La expansión modular reduce el costo de inversión en equipos: La arquitectura modular permite la actualización independiente de los módulos de alta tensión y corriente en etapas posteriores. Las empresas solo necesitan actualizar las unidades correspondientes según la iteración del producto, en lugar de reemplazar la máquina completa, lo que satisface las demandas a largo plazo de las pruebas de sobretensión por rayos de múltiples gradientes.

• La adquisición integrada de formas de onda simplifica los procedimientos de prueba: ya no se requieren osciloscopios externos ni sondas de alto voltaje. Un solo operador puede completar todo el conjunto de pruebas de sobretensión por rayo, lo que mejora la eficiencia de las pruebas en más del 50 % y reduce los costos de calibración y mantenimiento de los instrumentos externos.

• La alta precisión de la forma de onda garantiza la conformidad de los informes de prueba: estricto control de tolerancia para cuatro formas de onda estándar. El sistema de adquisición integrado elimina las interferencias de medición externas. Los datos obtenidos de la prueba de sobretensión por rayo pueden superar las auditorías de los principales organismos de certificación internacionales y evitar el rechazo de la certificación.

• Cobertura multipuerto para toda la industria: Admite dos tipos de pruebas de sobretensión por rayos, incluyendo ondas combinadas para puertos de alimentación y ondas largas para líneas de comunicación. Una sola unidad permite realizar pruebas tanto para productos de alimentación como de señal, lo que reduce considerablemente la cantidad de equipos que los laboratorios deben adquirir.

• Los accesorios de seguridad completos evitan los riesgos de alta tensión: se pueden combinar con cajas de protección contra sobretensiones, transformadores de aislamiento y bancos de prueba especiales para lograr el aislamiento entre el hombre y la máquina durante las pruebas de sobretensión por rayos y eliminar peligros ocultos como descargas eléctricas y explosiones de equipos.

Conclusión

En el contexto de una supervisión de compatibilidad electromagnética cada vez más estricta, la prueba de sobretensiones por rayos es un procedimiento de prueba obligatorio para todos los productos eléctricos y electrónicos antes de su lanzamiento al mercado y exportación. La precisión de la forma de onda, la facilidad de operación y la cobertura del rango del equipo de prueba determinan directamente la eficiencia de la prueba y la validez del informe. Con un diseño modular maduro, el LISUN SG61000-5 El generador de sobretensiones por rayos ofrece una salida de rango completo de 0 a 30 kV y de 0 a 15 kA, y admite dos tipos de formas de onda de sobretensión estándar para aplicaciones de energía y comunicaciones. Integra de forma innovadora sondas atenuadoras de voltaje y corriente, así como un osciloscopio digital, y permite la observación de la forma de onda en tiempo real a través de la pantalla táctil LCD. Esto simplifica enormemente el flujo de trabajo de la prueba de sobretensiones por rayos y garantiza que los parámetros de la forma de onda cumplan con precisión los requisitos de tolerancia de las normas GB/T 17626.5, IEC 61000-4-5 y otras.

La serie incluye múltiples submodelos que se adaptan a diferentes grados de prueba de sobretensión por rayos para electrodomésticos, TI, energías renovables, industrias de comunicaciones e instituciones de pruebas de terceros. Tiene cuatro puntos fuertes principales: capacidad de expansión, alta precisión, fácil operación y alta seguridad, resolviendo eficazmente los problemas comunes de la industria de los equipos de prueba de sobretensión tradicionales, como el rango de medición insuficiente, el cableado complicado, la distorsión de la forma de onda y la baja tasa de aprobación de la certificación. Con la popularización de las energías renovables para exteriores y los equipos de alta potencia, SG61000-5HEl modelo 30-SP, que admite una corriente ultra alta de 30 kV, se convertirá en el equipo principal para las pruebas estrictas de sobretensión por rayos de alta tensión, proporcionando soporte de pruebas estandarizado para el diseño de protección contra rayos de productos electrónicos nacionales y la certificación EMC global.