在現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，電氣和電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。然而，復(fù)雜的電磁環(huán)境對這些設(shè)備的正常運行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。浪涌(沖擊)作為一種常見且具有破壞性的電磁干擾現(xiàn)象，可能導(dǎo)致設(shè)備故障、性能下降甚至損壞。因此，電磁兼容試驗和測量技術(shù)中的浪涌(沖擊)抗擾度試驗顯得尤為重要。

浪涌(沖擊)通常由電力系統(tǒng)的開關(guān)瞬態(tài)和雷電瞬態(tài)產(chǎn)生。電力系統(tǒng)的開關(guān)瞬態(tài)涵蓋多種情況，如電容器組的切換，這會引起電流和電壓的急劇變化;配電系統(tǒng)中較小的局部開關(guān)動作或負載變化，雖規(guī)模相對較小，但也可能產(chǎn)生不可忽視的干擾;與開關(guān)器件(如晶閘管)相關(guān)聯(lián)的諧振現(xiàn)象，會在特定頻率下引發(fā)電壓和電流的異常升高;各種系統(tǒng)故障，像設(shè)備組合對接地系統(tǒng)的短路和電弧故障，能產(chǎn)生強大的浪涌沖擊。雷電瞬態(tài)方面，直接雷擊中外部(戶外)電路，注入的大電流通過接地電阻或外部電路阻抗產(chǎn)生高電壓;間接雷，即云層之間或云層中的雷擊，以及擊于附近物體的雷擊產(chǎn)生的電磁場，會在建筑物內(nèi)、外導(dǎo)體上感應(yīng)出電壓和電流;附近直接對地放電的雷電電流，當(dāng)耦合到設(shè)備組合接地系統(tǒng)的公共接地路徑時，也會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。當(dāng)雷電保護裝置動作時，電壓和電流的迅速變化還可能進一步耦合到內(nèi)部電路。

浪涌(沖擊)抗擾度試驗的核心目的，是建立一個統(tǒng)一的基準(zhǔn)，以此評價電氣和電子設(shè)備在遭受浪涌(沖擊)時的性能。通過模擬實際環(huán)境中可能出現(xiàn)的浪涌情況，檢測設(shè)備能否保持正常運行，或者在受到干擾后能否自行恢復(fù)正常，從而評估設(shè)備的抗干擾能力和可靠性。

該試驗遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T 17626.5 - 2019《電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗》，此標(biāo)準(zhǔn)等同于國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 61000 - 4 - 5:2014。標(biāo)準(zhǔn)詳細規(guī)定了設(shè)備對由開關(guān)和雷電瞬變過電壓引起的單極性浪涌(沖擊)的抗擾度要求、試驗方法以及推薦的試驗等級范圍，適用于各類電氣和電子設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)中描述了兩種不同的波形發(fā)生器。一種是組合波發(fā)生器，其電壓波形為 1.2/50μs，電流波形為 8/20μs，常用于電源線端口和其他信號線端口的測試。其中，1.2μs 是開路電壓波前時間，50μs 是開路電壓半峰值時間。另一種是符合國際電信聯(lián)盟委員會要求的組合波發(fā)生器，電壓波形為 10/700μs，電流波形為 5/320μs，俗稱通信波，適用于長距離對稱通信端口，其開路電壓波前時間為 10μs，開路電壓半峰值時間為 700μs。

試驗配置包含多個關(guān)鍵部分。受試設(shè)備(EUT)是接受測試的對象;輔助設(shè)備(AE)用于協(xié)助 EUT 正常工作并模擬實際使用環(huán)境;電纜需按照規(guī)定的類型和長度選用，以確保試驗的準(zhǔn)確性;耦合去耦網(wǎng)絡(luò)起著將浪涌信號耦合到 EUT 端口，并防止干擾信號反饋到電源或其他設(shè)備的作用;組合波信號發(fā)生器則負責(zé)產(chǎn)生符合標(biāo)準(zhǔn)要求的浪涌波形。對于連接到戶外的對稱通信線的端口，使用 10/700μs 組合波發(fā)生器;對于其他情況，使用 1.2/50μs 組合波發(fā)生器。

試驗程序嚴(yán)謹(jǐn)且規(guī)范。首先是試驗準(zhǔn)備，確保受試設(shè)備處于典型工作條件，根據(jù)受試設(shè)備端口及其組合，選擇相應(yīng)的試驗波形發(fā)生器、耦合單元及合適的信號源內(nèi)阻。然后進入試驗實施階段，依次對各端口施加沖擊電壓。每種組合針對不同脈沖極性進行測試，兩次脈沖間隔時間不少于 1min。對電源端子進行浪涌測試時，要在交流電壓波形的正、負峰值和過零點分別施加試驗電壓;對電源線和信號線應(yīng)分別在不同組合的共模和差模狀態(tài)下施加脈沖沖擊，每種組合狀態(tài)至少進行 5 次脈沖沖擊。若需滿足較高等級的測試要求，也應(yīng)同時進行較低等級的測試，只有兩者同時滿足，才認(rèn)為測試通過。最后是試驗結(jié)果評價，依據(jù)受試設(shè)備在試驗中的功能喪失或性能降低現(xiàn)象進行分類。相關(guān)的性能水平由設(shè)備的制造商或需要方確定，或由產(chǎn)品的制造商和購買方雙方協(xié)商同意。具體分為四類結(jié)果：a) 在制造商、委托方或購買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常;b) 功能或性能暫時喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復(fù)，不需要操作者干預(yù);c) 功能或性能暫時喪失或降低，但需操作人員干預(yù)才能恢復(fù);d) 因設(shè)備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。

為了提高設(shè)備的浪涌(沖擊)抗擾度，常采用多種防護措施。浪涌防護器件是重要手段之一，常用的有壓敏電阻、氣體放電管和瞬態(tài)抑制二極管(TVS)。壓敏電阻價格低，響應(yīng)時間在 ns 級，最大通容量大，但寄生電容高，鉗位電壓高，寄生電容對于交流電路會形成不小的損耗和漏電，也會影響其使用壽命，適用于直流電源線、低頻信號線，或者與氣體放電管串聯(lián)用于交流電源線。氣體放電管最大通容量大，寄生電容小，低至幾 PF，但響應(yīng)時間在百 ns，導(dǎo)通后維持電壓低，適用于信號線或工作電壓低于導(dǎo)通維持電壓的直流電源線上(一般低于 10V)，也可與壓敏電阻組合用于交流電源線。瞬態(tài)抑制二極管響應(yīng)時間快，達到 PS 級，鉗位電壓低，不過由于所有功率都耗散在二極管的 PN 結(jié)上，其承受的功率值較小，允許流過的電流較小，一般的 TVS 器件寄生電容較大，在高速數(shù)據(jù)線上使用時需用特制的低電容器件，但其額定功率往往較小，適用于浪涌能量較小的場合，若浪涌能量較大，要與其他大功率浪涌抑制器件一同使用，作為后級防護。實際應(yīng)用中，還可將不同的防護器件組合使用，如壓敏電阻與 TVS 并聯(lián)，響應(yīng)時間快且最大通容量大，響應(yīng)時間取決于 TVS;壓敏電阻與氣體放電管串聯(lián)，串聯(lián)支路電容小，正常工作漏電流小，能有效提升壓敏電阻使用壽命，導(dǎo)通電壓取決于氣體放電管電壓，可適當(dāng)降低壓敏電阻閾值，從而降低支路鉗位電壓，關(guān)斷電壓由壓敏電阻決定，壓敏限流，氣體放電管關(guān)斷，開通時氣體放電管先開通，壓敏電阻后導(dǎo)通，響應(yīng)時間為兩者之和，關(guān)斷時壓敏限流，氣體放電管關(guān)斷。

浪涌(沖擊)抗擾度試驗在保障電氣和電子設(shè)備的穩(wěn)定運行、提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和電磁環(huán)境的日益復(fù)雜，對浪涌(沖擊)抗擾度的研究和測試將持續(xù)深入，以滿足各類設(shè)備在不同應(yīng)用場景下的電磁兼容需求。