«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
«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
T
·
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
«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
«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
«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
T
=
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
1
=
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
G
сое-
диняется с исследуемым объектом (DUT), имеющим
длину
L.
Объект исследований представлен в этой
схеме (рис. 7) полным характеристическим сопро-
тивлением Z
1
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
«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
1
·sinh(
x
).
В случае короткозамкнутой цепи нагрузки объек-
та исследований с небольшим полным сопротивле-
нием Z
1
= 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
1
= Z
G
) и может
быть рассчитано следующим образом:
I
max
(Z
1
) /
I
max
(Z
1
= 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
«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
1
=
, 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
1
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
T
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
«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
Оригинал статьи: Оценка ЭМС высоковольтных кабелей и компонентов с помощью триаксиального модуля
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».
