Оценка ЭМС высоковольтных кабелей и компонентов с помощью триаксиального модуля

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

58

Оценка ЭМС 
высоковольтных кабелей 
и компонентов с помощью 
триаксиального модуля

*

 

Бернхард МУНД, Томас ШМИД

 В статье рассмотрены возможности нового устройства — триаксиального 

модуля. Представлены и обсуждаются результаты измерений, выполненных 
с помощью этого устройства. Обсуждается вопрос: можно ли и в каких слу-
чаях измерять переходный импеданс при условии согласования импедансов 
или без согласования? Представлен новый метод измерений переходного им-
педанса под названием «не согласовано-согласовано-короткозамкнуто». 

Т

риаксиальный метод определения переход-
ного импеданса и эффективности экрани-
рования был первоначально разработан для 
кабелей связи. Измерения

 

эффективности 

экранирования также необходимо проводить для 
линий электропитания и высоковольтных кабелей в 
транспортных средствах с электрической тягой. Раз-
меры механических частей линий электропередачи, 
цепей электропитания и компонентов для электро-
транспорта больше, чем типовые размеры кабелей 
и компонентов, используемых в средствах телеком-
муникации.

Для оценки электромагнитной совместимости 

(ЭМС) элементов с большими размерами триакси-
альный метод измерений был усовершенствован за 
счёт использования триаксиального модуля. Следует 
отметить, что кроме увеличенных размеров импедан-
сы кабельных линий электропитания также отлича-
ются от импедансов кабелей связи. В то время как 
кабели, используемые для связи, имеют стандартные 
значения импедансов 50 или 75 Ом, импедансы си-
ловых и высоковольтных кабелей для электротранс-
порта составляют от 10 до 12 Ом. В зависимости от 

того, проводятся ли измерения в схеме с коротко-
замкнутым выходом или при условии согласования 
импедансов, на работу измерительной схемы могут 
оказывать вредное влияние различные внешние воз-
действия, что может существенно исказить резуль-
таты измерений. Рассмотрение этих вопросов имеет 
важное значение для измерений в трубке и с помо-
щью триаксиального измерительного модуля. 

ПРИНЦИП ПРОЦЕДУРЫ ТРИАКСИАЛЬНОГО 

ТЕСТА 

Триаксиальная измерительная установка даёт 

возможность определять переходный импеданс в 
низкочастотном диапазоне и затухание экранировки 
на более высоких частотах.

Измерительная установка состоит из сетевого 

анализатора (в качестве альтернативы можно ис-
пользовать генератор дискретных сигналов и селек-
тивный измерительный приёмник) и трубки с при-
способлениями для подсоединения экрана кабеля и 
сетевого анализатора или приёмника. Трубка долж-
на быть сделана из хорошо проводящего немагнит-
ного материала, например, латуни или алюминия.

*

   B. Mund, T. Schmid. Measuring EMC of HV Cables & Components with “Triaxial Cell” опубликован в журнале Wire & Cable 

Technology International, 2012, January/February (part 1) и March/April (part 2).

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

59

Кабель, характеристики которого измеряются 

(CUT), располагается в трубке и центрируется по её 
оси, вместе с трубкой он образует триаксиальную 
систему (рис. 1а). Испытуемый кабель является в 
этой схеме внутренней системой, а внешняя систе-
ма формируется экраном, который также является 
объектом измерений, и трубкой. На дальнем конце 
к испытуемому кабелю подключается нагрузка, рав-
ная его характеристическому импедансу. 

Рис. 1а. Схема установки для измерения полного 

переходного сопротивления и затухания экрана 

Для того чтобы сравнить величину затухания 

экрана с результатами, которые могут быть получе-
ны другими методами измерений в соответствии со 
стандартом 

IEC 62153-4-4

, необходимо разделить 

отношение измеренных мощностей 

P

1

 к 

P

2

 на вели-

чину стандартного характеристического импеданса 
внешней системы 150 Ом:

a

s

 = 

20·log[|U

2

 / U

1

|

max

]

 

+ 10·log[2Z

s

 / Z

1

], 

где Z

1

 — характеристический импеданс измеряе-

мого объекта, характеристический импеданс внеш-
ней системы равен 150 Ом. Результатом измерения 
затухания экранирования является максимальное 
значение измеренной величины.

ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ СВЯЗИ

В зависимости от длины тестируемого устрой-

ства и от частоты, на которой производятся измере-
ния, эффективность экранирования определяется 
переходным импедансом или затуханием экраниро-
вания. Передаточная функция связи (рис. 2) отража-
ет частотную зависимость импеданса передачи Z

T

 и 

затухания экранирования 

a

s

Рис. 2. Переходная функция связи оплёточного 

экрана в зависимости от частоты, измеренная с 

помощью триаксиального модуля

Экран, характеристики которого являются объек-

том измерений, короткозамкнут на трубку на ближ-
нем конце со стороны генератора. Эта короткозам-
кнутая цепь исключает влияние ёмкостей. Выходное 
напряжение генератора U

1

 подаётся на внутреннюю 

систему. Напряжение U

2

 определяется с помощью 

измерительного приёмника, имеющего входной им-
педанс, равный характеристическому импедансу 
трубки, — 50 Ом (рис. 1б). 

Рис. 1б. Эквивалентная схема испытательной 

установки, показанной на рис. 1а

Энергия, которая проходит через экран, распро-

страняется в обоих направлениях по трубке, т.е. 
во внешней системе. В короткозамкнутой цепи на 
ближнем конце по отношению к генератору волна 
полностью отражается, при этом приёмник измеряет 
полную энергию, которая прошла сквозь экран.

В низкочастотном диапазоне импеданс передачи 

Z

T

 может быть вычислен с помощью отношения на-

пряжений U

2

 /U

1

 следующим образом:

Z

·

 

l

 = Z

1

· |U

2

 / U

1

|, если Z

T

 << Z

1

.

На более высоких частотах логарифмическое от-

ношение входной мощности 

P

1

 

к измеряемой мощ-

ности

  P

2

 

на входе приёмника даёт затухание экра-

нирования 

a

s

:

a

s

 = 

10·log[|P

2

 / P

1

|

max

]

 

= 20·log[|U

2

 / U

1

|

max

].

приёмник

согласующее сопротивление

трубка

генератор

экранирующий 
наконечник

испытуемый экран

В триаксиальном процессе измерений на одной 

измерительной установке можно определять импе-
данс перехода (передачи) Z

T

 и затухание экраниро-

вания 

a

s

.

На постоянном токе или в диапазоне очень низ-

ких частот импеданс перехода экрана в виде метал-
лической оплётки равен сопротивлению постоянно-
му току. В диапазоне частот от 1 до10 МГц величина 
импеданса перехода уменьшится до небольших зна-
чений (для оптимизированной оплётки) и возрастёт 
примерно на 20 дБ в каждой частотной декаде при 
увеличении частоты измерений.

Переходная функция связи кабеля RG 11 в модуле 1000

Z

T

/(МОм/м)

10,0 кГц – 3,0 ГГц

a

s(150)/дБ

Fg(as) (ENS50189-1-6)

Fg(ti) (ENS50289-1-6)  

Затухание экрана

Частота: f/MГц

область 

неопределен-

ности

f

max-ZT

f

min-as 

Переходный импеданс 

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

60

Передаточная функция связи 

T

n,f

 

представляет 

собой отношение затухания экранирования 

a

s

 

и им-

педанса перехода экрана кабеля Z

T

. В нижней части 

частотного диапазона, где образцы кабелей элек-
трически короткозамкнуты, импеданс перехода Z

T

 

может быть измерен на частотах вплоть до частоты 
отсечки 

f

cn,f

. На частотах выше 

f

cn,f

 мерой эффектив-

ности экранирования является затухание экраниро-
вания 

a

s

. Величины частот отсечки 

f

cn,f

 могут быть 

сдвинуты в области более низких или более высо-
ких частот за счёт изменения длины испытуемого 
кабеля. 

Верхняя частота отсечки 

f

max-ZT

 для измерения им-

педанса перехода определяется следующим соотно-
шением:

f

max-ZT

 

 50·10

6

/

r

1

 · 

L

c

.

 

Нижняя частота отсечки 

f

min-as

 для измерения зату-

хания экранирования в соответствии со стандартом 
EN 50289-1-6 определяется следующим образом:

f

min-as

 

 

c

0

 /2·|

r

1

 – 

r

2

| ·

 L

c

 

,

где 

c

0

 — скорость света в свободном простран-

стве;

r

1

 — относительная диэлектрическая постоянная 

внутренней системы;

r

2

 — относительная диэлектрическая постоянная 

внешней системы;

L

c

 

— длина участка связи (перехода).

На рис. 2 показаны частоты отсечки импедан-

са перехода и затухание экранирования 

a

s

 

в соот-

ветствии со стандартом EN 50289-1-6. Для кабеля 
длиной 1 м и диэлектрической постоянной внутрен-
ней системы

 

r

 = 2,28 в диапазоне частот от 30 до 

300 МГц имеет место зона неопределённости («се-
рая зона»), в то же время этот диапазон представля-
ет интерес для различных видов сервиса. 

В принципе, частотная область неопределённо-

сти может быть перекрыта за счёт изменения длины 
испытываемого устройства (DUT). Но это не всегда 
желательно или вообще невозможно, если длина ис-
пытываемого устройства фиксированная, например, 
если это кабель с разъёмами. Следовательно, не-
обходимо решить, каким образом можно измерить 
передаточную функцию связи для оценки эффек-
тивности экранирования, включая переходный им-
педанс и затухание экранирования. 

Стандарт 

IEC ЕС 46/WG 

является пересмотрен-

ным стандартом 

IEC 62153-4-7

. В нём описывается 

применение процедуры измерений с использовани-
ем триаксиального модуля для определения зату-
хания экранирования кабельных разъёмов и пере-
ходного импеданса. При этом необходимо учесть, 
что функция передачи представляется так, как это 
показано на рис. 2. Длина испытательной установ-
ки должна иметь фиксированное значение 1 м. Ми-
нимальная величина затухания экранирования на 
частоте 

f

min-as

 должна быть сохранена на частотах 

до 

f

max-ZT

, при этом условии и измеряется затухание 

экранирования. При таком переходе эффектив-
ность экранирования, определяемая импедансом 
перехода и затуханием экранирования, однозначно 
определяется во всем диапазоне частот.

Более того, в новой процедуре 

IEC 62153-4-7

Ed2, 

которая рассмотрена ниже, частота отсечки 

f

max-ZT

 импеданса перехода может быть сдвинута в 

область более высоких частот, при этом частотная 
область неопределённости будет уменьшена. 

ТРИАКСИАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ 

Большие размеры разъёмов и кабельных сборок 

не позволяют оценивать их на коммерчески доступ-
ных измерительных установках, которые изначаль-
но были разработаны для измерения переходного 
сопротивления и затухания экранирования кабелей 
связи, разъёмов и кабельных сборок.

Совместными усилиями компаний Вedea и 

Rosenberger для измерений характеристик 
устройств и сборок, имеющих большие габариты, 
был разработан триаксиальный модуль (Triaxial 
Cell). Главным образом он предназначен для из-
мерений характеристик высоковольтных кабелей 
и компонентов, используемых в транспортных 
средствах с электрической тягой. Принципы изме-
рительных процедур с использованием триакси-
ального модуля с круглым поперечным сечением 
могут быть распространены и на конструкции мо-
дуля, имеющего прямоугольное сечение. Круглые 
и прямоугольные корпуса могут быть использова-
ны с одной и той же измерительной установкой. 
Эффективность экранирования больших разъёмов 
или устройств может быть измерена с помощью 
цилиндрической конструкции точно так же, как и 
в триаксиальном модуле. Результаты измерений с 
помощью трубки и триаксиального модуля хорошо 
совпадают (рис. 3 и 4).

Рис. 3. Измерение переходного импеданса и 

затухания экрана разъёмов и кабельных сборок 

с помощью триаксиального модуля и схемы 

«трубка в трубке» в соответствии со стандартом 

IEC 62153-4-7

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 5
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

61

При переходе от круглого корпуса к прямоуголь-

ному необходимо соблюдать осторожность, посколь-
ку в последнем случае из-за несовпадения характе-
ристических сопротивлений во внешней цепи могут 
появиться отражения передаваемого сигнала. Пло-
скость, в которой располагается цепь короткого за-
мыкания на ближнем конце (сторона, где расположен 

Рис. 4. Принципиальная схема триаксиального 

модуля для измерения переходного импеданса 

и затухания экрана высоковольтных сборок 

в схеме «трубка в трубке» в соответствии со 

стандартом IEC 62153-4-7

Табл. Резонансные частоты различных триаксиальных модулей

Модуль 136

Модуль 750

Модуль 1000

a

b

c

a

b

c

a

b

c

136

136

99

750

250

250

1000

300

300

M

N

P

f/ГГц

M

N

P

f/ГГц

M

N

P

f/ГГц

1

1

1

2,17

1

1

1

0,87

1

1

1

0,72

1

2

0

2,47

1

2

0

1,22

1

2

0

1,01

0

2

1

2,68

0

2

1

1,34

0

2

1

1,12

1

2

1

2,89

1

2

1

1,36

1

2

1

1,13

2

2

0

3,12

2

2

0

1,26

2

2

0

1,04

0

1

2

3,22

0

1

2

1,34

0

1

2

1,12

1

1

2

3,41

1

1

2

1,36

1

1

2

1,13

2

2

1

3,47

2

2

1

1,40

2

2

1

1,16

0

2

2

3,75

0

2

2

1,70

0

2

2

1,41

1

2

2

3,91

1

2

2

1,71

1

2

2

1,42

2

3

0

3,98

2

3

0

1,84

2

3

0

1,53

Рис. 5. Различные конструкции триаксиальных 

модулей

генератор), должна непосредственно находиться на 
стенке корпуса резонатора без какой-либо дополни-
тельной трубки. На стороне приёмника переход кор-
пуса в коаксиальную систему (50 Ом) также должен 
быть выполнен непосредственно на стенке корпуса. 
Различные конструкции триаксиальных измеритель-
ных модулей показаны на рис. 5. 

ЧАСТОТЫ СРЕЗА, МОДУЛИ ВЫСОКОГО 

ПОРЯДКА 

Корпус измерительной системы, в частности три-

аксиального модуля, в принципе является объёмным 
резонатором, имеющим разные резонансные часто-
ты в зависимости от габаритов. Для прямоугольного 
объёмного резонатора резонансные частоты могут 
быть рассчитаны следующим образом: 

 f

MNP

 = c

o

/2  

(M/a)

2

 + (N/b)

2

 + (P/c)

2

 ,

где M, N, P — число мод (чётное, 2 из 3>0);
a, b, с — габариты резонатора;
с

0

 — скорость света в вакууме.

При вычислениях по этой формуле один из пара-

метров M, N или P может быть равным нулю. Про-
водящие части внутри объёмного резонатора могут 
приводить к отклонению резонансных частот от рас-
чётных величин. 

Резонансные частоты триаксиальных моду-

лей с габаритами 136/136/99 мм, 750/250/250 мм и 
1000/300/300 мм представлены в таблице вплоть до 
3 ГГц.

Поскольку объект измерений располагается вну-

три резонатора, значения резонансных частот в про-
цессе измерений могут отличаться от расчётных.

Измерения сопротивления перехода и затуха-

ния экранирования кабеля типа RG 11 с одиночной 
экранирующей оплёткой в круглой конструкции и 
в объёмном модуле длиной 1 м дают одинаковые 

приёмник

трубка

корпус

трубка в 
трубке

генератор

измерительная голов-
ка с экранирующим 
наконечником

Объект измерений

соединитель-
ный кабель

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 6
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

62

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СОГЛАСОВАНИЯ 

НАГРУЗКИ ВО ВНУТРЕННЕЙ СИСТЕМЕ

Выбор согласующих нагрузок в измерительной 

системе оказывает значительное влияние на связь 
между внутренней и внешней системой (или наобо-
рот). Это утверждение справедливо для реальных 
электрических систем с экранами, а также для изме-
рительных установок, предназначенных для оценки 
эффективности экранирования с использованием 
триаксиальной процедуры.

В триаксиальной измерительной системе (рис. 7) 

внутренняя система состоит из объекта измере-
ний (DUT) с внутренним проводником, диэлектри-
ка и экрана, сопротивления нагрузки и генератора. 
Внешняя система состоит из приёмника, воздуш-
ного пространства, трубки, короткозамкнутой цепи 
(нагрузка объекта измерений) и экрана объекта из-
мерений, который является одновременно частью и 
внутренней, и внешней системы.

Обсудим влияние различных импедансов нагруз-

ки на результаты измерений. В случаях, когда необ-
ходимо оценивать эффективность экранирования, в 
качестве доминирующего фактора рассматривается 
гальваническая связь систем через переходное со-
противление экрана кабеля или внешнего провод-
ника разъёма. Переходное сопротивление экранов 
может быть определено следующим образом:

Z

=

 

U

2

/

I

1

.

Это простое выражение непосредственно отра-

жает проблему экранирования. Ток 

I

1

,

 

который

 

про-

текает во внутренней системе через экран с сопро-
тивлением перехода Z

T

,

 

создаёт во внешней системе 

напряжение 

U

2

. Это напряжение действует во внеш-

ней системе как помеха.

Протекание через экран возрастающего тока 

вызывает рост интенсивности излучения. Если по-
смотреть на распределение тока во внутренней си-
стеме (объект испытаний), можно прийти к выводу, 
что простые и легко выполнимые условия могут су-
ществовать только в случае согласования сопротив-
лений. В этом случае ток и напряжение совпадают 
по фазе и связаны с полным сопротивлением линии 
следующим образом:

I

=

 

U

1

/Z

1

.

Это выражение может быть использовано только 

в определённом случае — согласования нагрузки. 
В случае изменяющихся нагрузок необходимо более 
общее описание. 

Генератор с внутренним сопротивлением Z

сое-

диняется с исследуемым объектом (DUT), имеющим 
длину 

L.

 Объект исследований представлен в этой 

схеме (рис. 7) полным характеристическим сопро-
тивлением Z

линии, диэлектрической постоянной 

r

, скоростью распространения v и постоянной рас-

пространения 

. Нагрузкой объекта исследований 

является R

1.

результаты вплоть до первой резонансной частоты 
(примерно 720 МГц).

На рис. 6а и 6б представлены результаты измере-

ний переходного сопротивления и затухания экрани-
рования кабеля типа RG 11, в конструкции которого 
имеется одна экранирующая оплётка, в измеритель-
ном комплексе с трубкой и с триаксиальным мо-
дулем длиной 1 м. Никаких различий измеренных 
зависимостей не было обнаружено вплоть до вычис-
ленного значения первой резонансной частоты (при-
близительно 720 МГц). 

Выше первой резонансной частоты модуля 720 

МГц можно видеть, что имеет место различие макси-
мальных значений кривых в пределах 3 дБ. Измере-
ния характеристик устройств со сложной геометри-
ей являются предметом дальнейшей работы.

Рис. 6а. Сравнение результатов измерений 

характеристик кабеля RG 11 с одной экранирую-

щей оплеткой на измерительной трубке и с по-

мощью триаксиального модуля, линейная шкала

Затухание экранирования, измеренное с помощью трубки и модуля 1000

10,0 кГц — 3,0 ГГц      Длина 1 м

а/дБ 

500

1000

1500

2000

2500

3000

Частота f, МГц

-30

-40

-50

-60

-70

-80

-90

-100

-110

-120

-130

Рис. 6б. Сравнение результатов измерений харак-

теристик кабеля RG 11 с одной экранирующей 

оплёткой на измерительной трубке и с помощью 

триаксиального модуля, логарифмическая шкала

Затухание экранирования, измеренное с помощью трубки и модуля 1000

10,0 кГц — 3,0 ГГц      Длина 1 м

а/дБ 

0,1

5

10 20

50 100

0,2

0,5 1,0

2

200

500

2000

as(150)/дБ (RG11, трубка 40мм)

as(150)/дБ (RG11 в корпусе 1000)

Частота f, МГц

-30

-40

-50

-60

-70

-80

-90

-100

-110

-120

-130

0,01 0,02

0,05

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 7
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

63

Ток 

I

(0) в нагрузке рассчитывается в соответствии 

с предыдущим выражением следующим образом:

I

(0) = U

G

 / {R

1

[cosh(

L

)

 

+ Z

G

/Z

1

 sinh(

L

)] + 

+ Z

1

 [sinh(

L

)

 

+ Z

G

/Z

1

 cosh(

L

)]}.  

В соответствии с теорией линий передачи ток мо-

жет быть рассчитан и как функция х — длины DUT:

I

(x) = 

I

(0) cosh(

x

) + 

U

(0)/Z

·sinh(

x

).

В случае короткозамкнутой цепи нагрузки объек-

та исследований с небольшим полным сопротивле-
нием Z

= 10 Ом (например, высоковольтный кабель) 

длиной 1 или 2 метра. Распределение тока по длине 
кабеля показано на рис. 8 и 9. 

На некоторых частотах наблюдаются значитель-

ные броски тока, их величина зависит от местопо-
ложения. 

Максимальное значение этих пиков тока опреде-

ляется условиями согласования (Z

= Z

G

) и может 

быть рассчитано следующим образом:

I

max

 (Z

1

) / 

I

max

 (Z

= Z

G

) = Z

G

/ (Z

1

).

Это выражение представляет обратное отноше-

ние полных сопротивлений генератора и объекта 
измерений. Для испытывавшегося кабеля с характе-
ристическим сопротивлением 10 Ом при отсутствии 
согласования был получен максимум локального 
тока с коэффициентом умножения, равным 5.

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ 

СОГЛАСОВАНИЯ НАГРУЗОК НА РЕЗУЛЬТАТЫ 

ИЗМЕРЕНИЙ

Результаты измерений характеристик высоко-

вольтного кабеля длиной 0,95 м с характеристи-

Рис. 7. Внутренняя система согласована с 

импедансом источника и нагрузки

Рис. 8. Локальное распределение тока в зависимости от частоты при коротком замыкании

образец длиной 1 м 

                                  образец длиной 2 м

образец длиной 1 м 

                                  образец длиной 2 м

Рис. 9. Локальное распределение тока в зависимости от частоты при разомкнутой цепи

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 8
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

64

ческим сопротивлением 10 Ом на реальной из-
мерительной установке при следующих условиях: 
открытая цепь, согласование и короткозамкнутая 
цепь представлены на рис. 10.

Измерение характеристик объекта исследова-

ний в режиме согласования (R

1

, фиолетовая кри-

вая) представляет собой плавную кривую связи 
(Transmission S

21

) на частотах до 100 МГц. Первый 

резонансный максимум, как можно видеть, имел 
место на частоте 40 МГц при короткозамкнутой 
цепи нагрузки. Дополнительные максимумы наблю-
дались на частотах 3,40 МГц и 5, 0 МГц, что озна-
чает умножение на нечётное число частоты перво-
го резонанса при короткозамкнутой цепи нагрузки. 
При открытой цепи (

R

, зелёная кривая) первый 

резонансный максимум имел место на частоте 
80 МГц, а второй — на частоте 160 МГц. Третий 
максимум появился на частоте 240 МГц. Это озна-
чает, что резонансы имели место на частотах, не-
чётно кратных первой резонансной частоте в схеме 
измерений с открытой цепью.

Если выразить условия возникновения резонан-

сов через длину волны, которая кратна длине тести-
руемого кабеля, то резонансы имеют место:
•   при короткозамкнутой цепи — нечётное число 

умножить на lambda/4;

•   при открытой цепи — чётное число умножить на 

lambda/4.
Величина этих резонансных пиков достигает 

+14 дБ, что соответствует коэффициенту умножения 
5 (в случае измерения напряжений). Эта величина 
подтверждает теоретически оцененный максимум 
пика тока во внутренней системе.

РЕВИЗИЯ СТАНДАРТА 

IEC 62153-4-3

Измерение полного сопротивления 

передачи. 

Рассмотренные выше условия 

уже

 

содержатся в

 

первой редакции пере-

смотренного стандарта 

IEC 62153-4-3, изд. 2 

(

46/371/CD

). В новый проект добавлена тре-

тья процедура испытаний, в которую вклю-
чены варианты согласования нагрузок «со-
гласование — без согласования — короткое 
замыкание».

В этой новой процедуре допускается пря-

мое подключение испытуемого кабеля к ге-
нератору с внутренним сопротивлением 

R

без какого-либо согласующего устройства. 
Полное передаточное сопротивление высо-
ковольтных кабелей может быть измерено 
без согласующих устройств, а появление 
резонансных неоднородностей может быть 
предотвращено при использовании проце-
дуры «согласование — без согласования — 
короткое замыкание». Этого можно достичь, 
используя новые правила определения Z

из 

измеренной зависимости Transmission 

S

21

.

Верхняя частота отсечки 

f

max-ZT

 может быть сдви-

нута в сторону более высоких частот. Всё, что было 
рассмотрено выше относительно новой процедуры 
испытаний «согласование — без согласования — 
короткое замыкание», может быть применено как в 
случае использования триаксиальной трубки, так и 
при использовании триаксиального модуля.

Опция «функция передачи связи», как и изме-

нённая новая версия стандарта IEC 62153-4-2 Ed2,

 

в 

настоящее время уже интегрирована в практически 
используемую версию программы WinCoMeT систе-
мы CoMeT компаний Вedea/Rosenberger. 

Дополнительную информацию можно получить 

на следующих сайтах: www.bedea.com и www.rosen-
berger.de.

Авторы благодарят Гуннара Армбрехта и Лаури 

Халме за помощь и участие.

ЛИТЕРАТУРА 

1. 

Bernhard Mund, EMV von Steckverbindern 
und Verbindungskabeln, 4. Anwenderkongress 
Steckverbinder 2010, Vogel Verlag, Wurzburg.

2. Bernhard Mund, Thomas Schmid: Messen der 

Schirmdampfung von Steckverbindern, Kabeldurch-
fuhrungen und EMV-Dichtungen, 3 Anwenderkon-
gress Steckverbinder 2009, Vogel Verlag, Wurzburg.

3.  Bernhard Mund: Measuring the EMC on RF-connec-

tors and connecting hardware, Tube in tube test pro-
cedure, IWCS (International wire&cable symposium) 
2004, Philadelphia.

4.  Thomas Hahner und Bernhard Mund: Measurement 

of the screening effectiveness of connectors & cable 

Рис. 10. Сравнение эффективности экранирования 

высоковольтных кабелей при различных условиях 

нагрузки

Функция передачи (S

21

)            HV 25 qmm (1 m)

10,0 кГц — 3,0 ГГц      Длина 0,95 м

а/дБ 

0,1

5

10

20

50

100

0,2

0,5

1,0

2

200

500

2000

1000

Частота f, МГц

-30

-40

-50

-60

-70

-80

-90

-100

-110

-120

-130

a/дБ (ВВ кабель 25 qmm (1 м), 

несогласовано – согласовано – КЗ

a/дБ (ВВ кабель 25 qmm (1 м), 

несогласованно – КЗ – КЗ

a/дБ (ВВ кабель 25 qmm (1 м), несогласовано – открытая цепь

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Page 9
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

65

assemblies: International Wroclaw Symposium on 
Electromagnetic Compatibility, EMC 2002.

5.  Thomas Hahner und Bernhard Mund: Background, 

content and future of the EMC measurement standart 
prEN 50289-1-6, Open/sielded test methоds, Interna-
tional Wroclaw Symposium on Electromagnetic Com-
patibility, EMC 2000.

6. Otto Breitenbach, Thomas Hahner und Bern-

hard Mund: Kabelschirmung im Frequenzbereich 
von MHz bis GHz, erweiterte Anwendung eines 
einfachen Mesverfahrens, Frequenz 1-2/1999, 
S. 18—28.

7.  Lauri Halme, Rauno Kytonen: Background and intro-

duction to EM screening (shielding) behaviours and 
measurements of coaxial and symmetrical cables, 
cable assemblies and connectors, IEE Colloquium on 
screening effectiveness measurements, Saloy Place 
London, 6 May 1998.

8. F.M. Tesche et al: EMC Analysis Methods, Wiley, 

1997.

9.  Prof. Dr. Munzner et. al., Untersuchungen und Simu-

lation an Triaxialer Zelle, Hochschule Ulm.

STANDARDS:

EN 50289-1-6

 Communication cables-Specifications 

for test methоds Part 1—6: Electrical test methоds-
Electromagnetic performance.

IEC 62153-4-1 

Introduction to EMC measurements.

IEC 62153-4-3 

surfase transfer impedance-Triaxial 

method.

IEC 62153-4-4 

Shielded screening attenuation, test 

method for measuring of the screening attenuation “as” 
up to and above 3 GHz.

IEC 62153-4-7 

Shielded screening attenuation, test 

method for measuring the Transfer impedance ZT and 
the screening attenuation as of RF-Connectors up to and 
above 3 GHz, Tube in Tube method.

IEC 62153-4-9 

Coupling attenuation, Triaxial method.

Перевод Святослава ЮРЬЕВА

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ÝÊÐÀÍÛ


Читать онлайн

В статье рассмотрены возможности нового устройства — триаксиального модуля. Представлены и обсуждаются результаты измерений, выполненных с помощью этого устройства. Обсуждается вопрос: можно ли и в каких случаях измерять переходный импеданс при условии согласования импедансов или без согласования? Представлен новый метод измерений переходного импеданса под названием «не согласовано-согласовано-короткозамкнуто».

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

От НИОКР до промышленной эксплуатации: новая разработка ПАО «Россети Ленэнерго» успешно интегрирована в ССПИ ОМП «ИНБРЭС»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Воздушные линии Диагностика и мониторинг
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»