Características técnicas e investigación de aplicaciones del simulador de sobretensiones por rayos

Resumen:
El simulador de sobretensiones es un instrumento clave en el campo de las pruebas EMC para evaluar la inmunidad de los equipos contra la interferencia de sobretensiones, y su rendimiento determina directamente la precisión y confiabilidad de las pruebas de inmunidad a sobretensiones. Tomando el LISUN SG61000-5 Este artículo, que toma como objeto de estudio un simulador de sobretensiones por rayos, analiza en profundidad su diseño modular, su amplia capacidad de salida de voltaje y corriente, su adaptabilidad a formas de onda estándar y sus funciones de prueba integradas. Se detallan las ventajas técnicas del equipo para cubrir diversos requisitos de prueba, simplificar los procedimientos operativos y garantizar la precisión de las pruebas. Asimismo, se explora su utilidad en las pruebas de inmunidad a sobretensiones para equipos electrónicos, eléctricos y de comunicaciones, proporcionando una referencia para las pruebas de compatibilidad electromagnética (CEM) en campos relacionados.

Figura: Generador de sobretensiones

1. Introducción

Durante el funcionamiento de los sistemas eléctricos y electrónicos, la inducción natural de rayos y la conmutación de cargas inductivas y capacitivas de gran capacidad pueden generar interferencias transitorias de alta energía. Estas interferencias pueden provocar fácilmente fallos en los circuitos, averías funcionales o incluso daños permanentes, afectando gravemente la estabilidad y la vida útil de los equipos. El simulador de sobretensiones por rayos, un dispositivo de prueba especializado para simular interferencias, genera formas de onda estandarizadas conforme a las normas EMC para evaluar sistemáticamente la inmunidad a sobretensiones de los equipos, convirtiéndose así en una herramienta fundamental para el desarrollo de productos, la certificación de calidad y la inspección de fábrica.

Los simuladores de sobretensiones por rayos tradicionales presentan problemas como una única especificación, funciones de prueba dispersas y la necesidad de numerosos instrumentos auxiliares externos, lo que dificulta su adaptación a los diversos requisitos de prueba de diferentes industrias y equipos. El complicado proceso de operación también aumenta la probabilidad de errores de prueba. LISUN SG61000-5 simulador de sobretensión por rayos, desarrollado por LISUN Para abordar los problemas más comunes del sector, adopta un diseño modular que permite una cobertura flexible de las especificaciones de salida de voltaje y corriente. Integra la salida de forma de onda estándar y la monitorización en tiempo real, lo que mejora significativamente la eficiencia y la precisión de las pruebas de inmunidad a sobretensiones. Cumple plenamente con las normas internacionales y nacionales, como GB/T 17626.5 e IEC 61000-4-5, y se utiliza ampliamente en pruebas de inmunidad a sobretensiones en los sectores de electrónica, electricidad, comunicaciones, energías renovables y otros, convirtiéndose en una solución de alta calidad en el ámbito de las pruebas de compatibilidad electromagnética (CEM).

2. Características principales del diseño de LISUN SG61000-5 Simulador de sobretensión eléctrica

2.1 Diseño modular para requisitos de pruebas de rango completo

El elemento de diseño principal más destacado del LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos se caracteriza por su arquitectura modular. Mediante la combinación y configuración de diferentes módulos funcionales, logra una cobertura completa de las especificaciones de salida de voltaje y corriente, satisfaciendo diversos requisitos de prueba de sobretensiones, desde bajo voltaje y pequeña corriente hasta alto voltaje y gran corriente. Los modelos básicos cubren un rango de salida de 0~4.8 kV/0~2.4 kA a 0~6 kV/0~3 kA. Los modelos de alto voltaje incluyen: SG61000-5H-SP, SG61000-5H15-SP y SG61000-5H20-SP Pueden alcanzar salidas precisas de 0~10 kV/0~5 kA, 0~15 kV/0~7.5 kA y 0~20 kV/0~10 kA, respectivamente. Los modelos monofásicos de 30 kV y trifásicos de 20 kV, personalizados, aumentan aún más la tensión de salida a 0~30 kV con una adaptación de corriente de hasta 0~15 kA, lo que los hace ideales para pruebas de sobretensión en equipos de alta tensión y alta potencia.

El diseño modular no solo se refleja en la configuración flexible de los módulos de salida de voltaje y corriente, sino que también incluye una configuración estandarizada de módulos auxiliares como redes de acoplamiento-desacoplamiento (CDN) y transformadores de aislamiento. El equipo está equipado con una CDN monofásica de 240 V CA/16 A integrada y una CDN simétrica de 4 hilos, y admite una línea de alimentación externa opcional. CDN61000-5P y línea de comunicación CDN61000-5CSe puede combinar de forma flexible según el tipo y las especificaciones de entrada del equipo bajo prueba (EUT), lo que permite realizar pruebas de acoplamiento de sobretensiones para diferentes interfaces, como líneas eléctricas y líneas de comunicación, logrando así "un solo equipo que cubre pruebas de escenario completo".

2.2 Salida de forma de onda multiestándar para un cumplimiento preciso de las pruebas EMC

La estandarización de las formas de onda de sobretensión es el indicador técnico fundamental de un simulador de sobretensión por rayos. LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos admite plenamente la salida de forma de onda de sobretensión especificada por las normas internacionales y puede conmutar de forma flexible entre las formas de onda de tensión en circuito abierto y corriente en cortocircuito según los requisitos de prueba, adaptándose con precisión a los requisitos de prueba de inmunidad a sobretensiones de diferentes equipos.

Los modelos convencionales pueden generar de forma estable formas de onda de voltaje en circuito abierto de 1.2/50 μs ± 20 % y formas de onda de corriente en cortocircuito de 8/20 μs ± 20 %. Esta combinación de ondas es la forma de onda estándar para las pruebas de sobretensión en líneas eléctricas y de datos, que puede simular con precisión las características de sobretensión transitoria causadas por rayos naturales. El modelo específico SG61000-5El modelo C es idóneo para la prueba de equipos de comunicación, ya que genera formas de onda de voltaje en circuito abierto de 10/700 μs ± 20 % y formas de onda de corriente en cortocircuito de 5/320 μs ± 20 %, cumpliendo a la perfección con los estándares de prueba para la interferencia por sobretensión en líneas de comunicación. Todas las desviaciones de los parámetros de la forma de onda se mantienen dentro de ±20 %, superando con creces los requisitos generales de la industria, lo que garantiza la precisión y fiabilidad de los datos de prueba.

Mientras tanto, el equipo admite la conmutación libre de la polaridad de sobretensión, lo que permite realizar pruebas de polaridad positiva, negativa y totalmente automáticas. El ajuste del desfase abarca pruebas asíncronas y síncronas de 0° a 360°, simulando el impacto de la interferencia de sobretensión en el equipo en diferentes fases de voltaje y evaluando de forma integral su inmunidad a las sobretensiones. El número de sobretensiones se puede configurar libremente de 1 a 9999 veces, cumpliendo con los requisitos de las pruebas de impacto de sobretensión continuas y simulando con precisión escenarios en los que el equipo se enfrenta a múltiples interferencias de sobretensión durante su funcionamiento real.

2.3 La función de prueba integrada simplifica enormemente la operación de prueba.

Para resolver el problema de que los simuladores de sobretensiones por rayos tradicionales requieren osciloscopios externos, atenuadores y otros instrumentos para el monitoreo de la forma de onda, LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos adopta un diseño funcional integrado. Recientemente actualizado con una sonda atenuadora de voltaje y corriente incorporada y un osciloscopio electrónico, permite la monitorización en tiempo real y la visualización precisa de las formas de onda de las sobretensiones sin necesidad de instrumentos externos adicionales, simplificando enormemente el proceso de prueba.

El equipo está equipado con una pantalla táctil LCD de alta definición y un sistema operativo Android integrado. Los técnicos pueden configurar directamente todos los parámetros, como voltaje, corriente, forma de onda, conteo de sobretensiones, polaridad y desfase, a través de la pantalla táctil. Durante las pruebas, la curva de la forma de onda de la sobretensión de salida se puede visualizar en tiempo real, lo que permite comprender intuitivamente parámetros clave como el flanco ascendente, la duración y el valor pico de la forma de onda, y detectar y ajustar oportunamente las desviaciones de la misma. La sonda atenuadora de voltaje y corriente integrada puede atenuar con precisión las señales de sobretensión y corriente elevadas, lo que garantiza una adquisición de señal estable y precisa por parte del osciloscopio y evita daños en el instrumento y errores de datos causados ​​por sobrecarga de señal. El diseño integrado no solo reduce las conexiones de los instrumentos de prueba y los errores de prueba causados ​​por conexiones incorrectas, sino que también ahorra espacio en el laboratorio y mejora la comodidad y la eficiencia de las pruebas.

2.4 El diseño de alta seguridad garantiza la seguridad en las operaciones de prueba.

El proceso de prueba del simulador de sobretensiones por rayos implica alto voltaje y gran corriente, por lo que el diseño de seguridad del equipo es particularmente importante. LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensión por rayo está equipado con un sistema completo de protección de seguridad y admite la configuración de diversos equipos de apoyo a la seguridad, lo que garantiza fundamentalmente la seguridad de los probadores y los equipos de prueba. El equipo en sí tiene funciones como advertencia de alto voltaje, protección contra sobrecorriente y protección contra sobretensión. Cuando los parámetros de salida superan el rango establecido, el equipo cortará automáticamente la salida para evitar daños al equipo probado causados ​​por señales de sobretensión por sobrecarga. Mientras tanto, se recomienda utilizar con LISUN El dispositivo de protección contra sobretensiones PD-E01, diseñado específicamente para pruebas, aísla eficazmente el equipo bajo prueba y previene el impacto inverso de sobretensiones de alta tensión. Admite equipos de prueba de 700 x 440 x 392 mm y se pueden personalizar especificaciones para satisfacer las necesidades de protección de equipos de diferentes tamaños. Además, opcionalmente, puede equiparse con la mesa de pruebas de sobretensiones SG-DESK y un transformador de aislamiento para equipos bajo prueba (EUT) para mejorar aún más la seguridad y la estandarización del proceso de prueba.

3. Tabla de parámetros técnicos principales de LISUN SG61000-5 Simulador de sobretensión eléctrica

4. Aplicaciones industriales de LISUN SG61000-5 Simulador de sobretensión eléctrica

4.1 Industria eléctrica y electrónica

Las líneas de alimentación y de control de los electrodomésticos, los aparatos electrónicos de consumo y los pequeños aparatos eléctricos industriales son vulnerables a las interferencias por sobretensiones causadas por rayos, lo que provoca daños en los circuitos internos y fallos de funcionamiento. Los modelos básicos SG61000-5SB y SG61000-5 de LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos puede generar sobretensiones de 0 a 6 kV/0 a 3 kA, simulando con precisión las interferencias por sobretensión en entornos de suministro eléctrico de baja tensión. Permite evaluar la inmunidad a las sobretensiones de refrigeradores, aires acondicionados, lavadoras, routers y otros equipos, garantizando un funcionamiento estable ante interferencias por sobretensión en el uso real y cumpliendo con los requisitos de certificación EMC para electrodomésticos.

4.2 Industria de equipos de comunicación

Las líneas de comunicación de las estaciones base, conmutadores, transceptores de fibra óptica y otros equipos de comunicación son susceptibles a sobretensiones inducidas por rayos, lo que provoca interrupciones en la transmisión de datos y daños en los equipos. El modelo dedicado SG61000-5El módulo C puede generar formas de onda de sobretensión específicas para comunicaciones, con voltajes de circuito abierto de 10/700 μs y corrientes de cortocircuito de 5/320 μs, cumpliendo a la perfección con los estándares de prueba de sobretensión para líneas de comunicación. Permite realizar pruebas de acoplamiento de sobretensión en interfaces RJ45, de fibra óptica y otras interfaces de equipos de comunicación, evaluando la inmunidad de las líneas de comunicación y garantizando la estabilidad y continuidad de las redes de comunicación.

4.3 Industria de equipos de energía y energía nueva

Los nuevos equipos de energía y potencia, como los inversores fotovoltaicos, los puntos de recarga y los armarios de distribución de alta y baja tensión, funcionan al aire libre o en entornos industriales durante mucho tiempo, con una alta probabilidad de sufrir sobretensiones por rayos. Como equipos de alta tensión y alta potencia, tienen requisitos más estrictos de inmunidad a las sobretensiones. Los modelos de alta tensión de los LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos puede generar sobretensiones de 0 a 30 kV/0 a 15 kA, simulando interferencias de alta energía causadas por rayos intensos. Permite evaluar de forma integral la capacidad de protección de circuitos de equipos de energía eléctrica y de nueva generación, evitando paradas de equipos, incendios y otros accidentes causados ​​por interferencias por sobretensiones.

4.4 Industria del control industrial

Los PLC, los convertidores de frecuencia, los servomotores y otros equipos de control industrial son el núcleo de la producción industrial, y su inmunidad a las sobretensiones determina directamente el funcionamiento estable de las líneas de producción. LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos admite pruebas síncronas/asíncronas con desfase de 0° a 360°, simulando el impacto de las interferencias por sobretensión en equipos de control industrial a diferentes fases de voltaje. Mediante redes de acoplamiento/desacoplamiento externas opcionales, puede realizar pruebas de sobretensión exhaustivas en líneas de alimentación, control y comunicación de los equipos, garantizando el funcionamiento sin problemas de los equipos de control industrial en entornos electromagnéticos industriales complejos y mejorando la fiabilidad de las líneas de producción.

5. Valor de aplicación y tendencia de desarrollo industrial del simulador de sobretensiones por rayos

Como simulador de sobretensiones por rayos modular de nueva generación, el valor de aplicación principal de la LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos se caracteriza por su cobertura integral de los requisitos de prueba y una notable mejora en la eficiencia de las mismas. Su diseño modular supera las limitaciones de los equipos tradicionales que solo ofrecen una especificación única. Mediante la configuración de diferentes módulos, puede satisfacer todos los requisitos de prueba de sobretensiones, desde baja hasta alta tensión, y desde equipos convencionales hasta equipos personalizados, reduciendo así los costos de adquisición para las empresas. La función integrada de monitorización de la forma de onda elimina la complejidad de la operación de instrumentos externos, reduce el tiempo de preparación de la prueba y los errores operativos, y mejora la eficiencia de la misma. La salida precisa de la forma de onda estándar y el completo diseño de protección de seguridad garantizan la exactitud de los datos de prueba y la seguridad del proceso, proporcionando una base de prueba científica y autorizada para el desarrollo, la mejora y la certificación de calidad del producto.

Con el desarrollo de equipos electrónicos y eléctricos hacia la miniaturización, la inteligencia y la alta potencia, y la continua actualización de los estándares EMC, el desarrollo de simuladores de sobretensiones por rayos muestra una tendencia hacia la modularización, la inteligencia y la integración. En el futuro, estos simuladores optimizarán aún más su arquitectura modular, lograrán la estandarización y generalización de módulos más funcionales y mejorarán la adaptabilidad de los equipos. En cuanto a la inteligencia, se integrarán tecnologías de IoT y macrodatos para la recopilación, el análisis y la gestión remota de datos de prueba, creando una plataforma de prueba inteligente. En términos de integración, se incorporarán múltiples funciones de prueba EMC, como pruebas de sobretensión, descargas electrostáticas y ráfagas transitorias eléctricas rápidas, logrando así una solución multifuncional y proporcionando a los usuarios una solución de prueba EMC más completa.

6. Conclusión

Como equipo de prueba modular de alta precisión, inteligente y multipropósito, el LISUN SG61000-5 simulador de sobretensiones Este dispositivo ofrece una salida de rango completo de voltaje de 0 a 30 kV y corriente de 0 a 15 kA con un diseño modular. Es totalmente compatible con la salida estándar de formas de onda de voltaje en circuito abierto, como 1.2/50 μs y 10/700 μs, así como con formas de onda de corriente en cortocircuito, como 8/20 μs y 5/320 μs. Su sonda atenuadora de voltaje y corriente integrada y su osciloscopio electrónico, junto con su pantalla táctil LCD, permiten realizar pruebas de sobretensión integradas e inteligentes, simplificando enormemente el proceso y garantizando la precisión y estandarización de los parámetros de la forma de onda. Equipado con un completo sistema de protección de seguridad y diversos equipos auxiliares, este dispositivo mejora aún más la estandarización y la comodidad de las pruebas, garantizando al mismo tiempo la seguridad.

Como simulador profesional de sobretensiones por rayos que cumple con las normas internacionales y nacionales como GB/T 17626.5 e IEC 61000-4-5, el LISUN SG61000-5 No solo satisface las necesidades de pruebas de inmunidad a sobretensiones de las industrias electrónica, eléctrica, de comunicaciones, de energías renovables, de control industrial y otras, sino que también proporciona un importante apoyo para el desarrollo, la mejora y la certificación de calidad de los productos a través de datos de pruebas científicas. En el contexto de requisitos de compatibilidad electromagnética cada vez más estrictos, LISUN SG61000-5 El simulador de sobretensiones por rayos se ha convertido en un equipo importante en el campo de las pruebas de compatibilidad electromagnética (CEM) gracias a su concepto de diseño avanzado, su excelente rendimiento técnico y sus amplios escenarios de aplicación, y tiene una importante relevancia práctica para promover la mejora de la inmunidad a las sobretensiones de los productos y el desarrollo de la industria de pruebas de CEM.