GB／T 18039.4-2017标准规范下载简介

GB／T 18039.4-2017 电磁兼容 环境 工厂低频传导骚扰的兼容水平

对于第二类电源系统的极短期效应，单次谐波电压分量的兼容水平为表2～表4中的数值乘以系 数k，k的计算公式如下

其总谐波畸变率对应的兼容水平是8%（THD=8%）。 注1：换相缺口对供电电压谐波水平的增加，已包含在上述兼容水平中。然而，对其他方面的影响，包括对于其他的变 换器换相的影响，以及对包含更高次谐波分量的其他设备的影响来讲，需要对时域描述（见相关的产品标准）。 注2：用于工业电网每个地方的功率因数补偿电容器应经申联电抗器连接到第3类IPC，由于存在谐振效应，有产生 间谐波的风险，因此宜仔细研究。当能明确地证明不会产生谐振，并较高次的谐波远小于第3类给出的值时 可不串联电抗器，但需认真核算， 注3：对THD的限制是为了防止同时出现若干次高幅值的谐波分量，而与任何设备或装置的特性无明确关系

5.8高频电压分量（频率高于50次谐波）

电压波形畸变可能是由一些高于50次谐波叠加引起的。对于这类高频电压，其属于谐波还是间 年不重要。可能在某些特殊频率或者在相对宽的频带出现， 附录C.3提供了制定兼容水平的指导，有待更多的实践验证后将该兼容水平作为正式出版物。

暂态过电压的幅值通常是持续时间、频率、电网电压等级的函数。关于此类现象的讨论JGJT187-2019 塔式起重机混凝土基础工程技术标准，参 录B.4。

本部分所述的工业电网系统电压一般不包括较大的直流分量。但是未经特定变压器而直接连接的 对称控制负载的现象可能会造成这种向题。关键在于直流电流的水平。直流电压分量不光取决于直流 电流的水平，还有其他影响因素，尤其是该点处的等效阻抗， 直流电压分量的兼容水平没有规定。 当直流分量出现在供电电压中，直流电流会在配电变压器中引起非对称磁化，导致过热现象及谐波 电压发射。而且，这样一个电流流过大地对埋在地下的金属固定件增加了腐蚀

表1给出了电压偏差、电压不平衡、频率偏差的兼容水平。 表2～表4给出了谐波的兼容水平。 表5给出了总谐波畸变率的兼容水平。 图1给出了间谐波的兼容水平

表1电压偏差、电压不平衡、频率偏差的兼容水

表2谐波兼容水平谐波电压分量（不包括3的倍数的奇次谐波）

表3谐波兼容水平谐波电压分量（3的倍数的奇次谐波）

8039.4—2017/IEC61000

表4谐波兼容水平一 一偶次谐波电压分量

图1间谐波的兼容水平（P，=1条件下60W白炽灯的闪变响应）

图1间谐波的兼容水平（P，=1条件下60W白炽灯的闪变响应）

A.1非正弦电压和电流的分辨

8039.42017/IEC6100

附录A （资料性附录） 间谐波的解释与示例

典型供电系统中电压和电流会被持续不断的投切和改变各种线性和非线性负载所影响。 然 更于分析，将它们视为在测量窗口（大约200ms)内是静止的，该测量窗口是供电电压周期的整数

在技术上提供了最好的折中办法（见IEC61000

下面的定义是对于3.2中定 的实用性， 1.3.1 总畸变量totaldistortioncontent(TDC) 从一个交流量中除去基波分量后剩下的量，可用时域函数来表示

A.3.1 总畸变量totaldistortioncontent(TDC） 从一个交流量中除去基波分量后剩下的量，可用时域函数来表示。

总畸变率totaldistortionratio(TDR

总畸变率totaldistortion ratio(TDR）

相同符号的含义见A.3.1。

本附录给出了在某些典型工业系统IPC骚扰水平的计算结果。研究的实例是： 轧钢厂(图B.1,表B.1); 造纸厂(图B.2,表B.1); 制造工业(图B.3,表B.2)

B.1由大型换流器引起的工业电网电压骚扰水平

附录B （资料性附录） 典型工业电网骚扰水平的预测实例

总谐波畸变率和电压偏差，尤其是次数较高的谐波水平（如给出的11次），超过了相应的公用系统 的水平。 因未考虑公用供电系统已存在的骚扰的影响，给出的结果不是总的骚扰水平

表B.1供电网络类型

图B.1钢厂配电系统示例

B.2工业电网在重负荷时的电压骚扰水平

下列数据是根据假定的系统参数和同步率的变化范围给出的。 不考虑电力电容器.所以可忽略可能发生的谐波电压放大的情况

图B.2造纸厂配电系统示例

表B2典型制造工业区的电压骚扰水平

阻抗是以1MVA为基准容量的标么值

B.3电压暂降和短时中

L1 250 kVA, C1 50 kVA, M1 500 kVA C2 300 kVA, M2 300 kVA, C3 to C10 8X300 kVA

图B.3典型的制造厂配电图示例

一些现象，包括开关和熔断器的动作以及靠近供电电网的闪电，会造成低压供电系统和与其连接装 置的暂态过电压。这些过电压可能会振荡，也可能不振荡，通常是高阻尼的。脉冲上升时间从小于1us 至几毫秒不等。它们的幅度和持续时间有时候会被系统中（不只是在公共连接点上）的浪涌放电器 限制。 暂态过电压的幅值、持续时间和能量因其产生源不同而变化。一般来说，大气原因造成的暂态过电 玉有较高的幅度，而设备投切造成的暂态过电压持续时间较长且通常能量较高。关键设备需用单独的 良涌保护装置来保护，并在选择时应考虑较大能量的操作过电压。 投切电容器组通常是暂态过电压产生的原因，通常，影响故障发生点的暂态过电压小于两倍额定电 压。然而，当该暂态过电压沿着线路传播时，会发生波反射和电压放大，放大了的过电压会进人所连 设备。 图B.4给出了一个例子，适用于120V单相电路的IT设备的容差包络曲线。其他类型设备可能有 18

图B.4IT设备的误差包络线

低压网络中，有记录的由大气原因造成的暂态过电压幅值高至6kV，绝缘配合时应考虑这一数 于暂态过电压，考虑到PCC和特定装置之间的衰减目前了解还不够，100%的预防措施是非常高成 如果可能的话），电磁兼容水平应比此数据低很多。 由外部源（来自公用供电系统）引起的暂态过电压，在内部装置连接的IPC位置，可能会被衰减

附录C （资料性附录） 间谐波及更高频电压

附录C （资料性附录） 间谐波及更高频电压

低/中/高压电网中都有间谐波。由低压源（电焊机、换流器、感应电机）引起的间谐波主要影响它们 时近的设备；中/高压电压（电弧炉、换流器、感应电机)引起的间谐波将向连接的低压电网传播。 即使在本地源没有间谐波的情况下，也存在有连续频谱的低压背景高斯噪声，甚至在本地源没有间 谐波的情况下，叠加在低压曲线上。在230V的低压网络中，用带宽为10Hz的滤波器来测量，典型电 压大概是40mV~50mV；用带宽为3Hz的滤波器来测量，典型电压大概是20mV~25mV。 间谐波的产生主要有四种来源： 电弧炉，电弧焊接机或等离子体加热设备，很多年来已经被公认为间谐波或次谐波的主要来 源；该现象源于其过程本身，和/或电极的控制位置，和电源频率没有任何同步； 有源前端的电源转换器可能在间谐波的频率下进行并关操作；开关的切换效果产生间谐波的 电压或电流； 在电子变频器的情况下，基频不同的电路之间的寄生耦合； 以信号传输为目的的.特意产生间谐波频率处的电压

C.1.2 不同类型的间谐波源

弧焊机产生宽的连续频谱，和持续时间在一秒至儿秒内变化的独立焊接操作成的间款过程有关。 它们大多连接到低压网络，尤其有着低阻抗的网络以避免闪烁骚扰效应。 电弧炉产生连续但随即变化的间谐波频谱，这是由于它的输入电流不规则所致。其高额定功率等 级（50MW120MW)使得它们总是接入中压或高压网络。最大的发射水平发生在融化过程的初始 阶段。

C.1.2.2由转换器负载产生的次谐波或间谐派

电子变频器按其结构有看不同的性能。 直接转换器，如循环换流器，由一套半导体组件和辅助电路组成。其变换的方式是，把供电网络的 基频输入电压，变换成受换流器控制的适于向负载馈电的基频输出电压。（负载可以为变速电机或定频 网络，其频率为25Hz或者16.67Hz。)这些循环换流器并没有在两个不同基频之间去耦的功能。因此 有负载频率整数倍频率的电流直接流人每相变换器组件的线路侧。线电流具有供电网络的电流频率 加上其常规谐波），且由负载频率进行调幅。 注：例如，对于一个给定频率为均衡三相负载馈电的循环换流器，其线电流是在每相的耦合点，由三个独立的多 相换流器（脉动频率为力)电流的合成，每个换流器给三相负载中的一相供电。线电流的组合能被近似为考虑了 总有功功率和总无功功率时的电流。对于纯有功负载和理想变换器，总有功功率是一个定值（不考虑功率波 动）；同时，其总无功功率为一定值加上一个频率2力f的低幅值波动量。对于纯无功负载和理想变换器，总的 有功功率为零；同时总无功功率是个定值。这些组合的线电流包含了一个频率为2pf.及其倍频的调制。还有

些具他的间谐波电流米自于非线性的优化控命令和不可避免的系统缺陷 间接变频器有一个直流的中间链路，即网络侧的输入换流器和负载侧的输出换流器（通常作为逆变 器)的负载组成。对于电流型和电压型这两种结构，直流链路包括一个滤波器，负责对电源和负载系统 的电流和电压去耦合。因此，这两种基频（电源和负载)是去耦合的。但是无限滤波实际上是不存在的， 并且实际中也存在耦合通道，因而在供电网络中产生存在于直流链路中由负载侧引起的频率的电流。 相对于电源频率，这些频率就是关于电源频率的次谐波和间谐波。然而，应该强调的是这些现象常常在 电压逆变器中可以忽略， 电子变频器注入到网络中电流的次谐波和间谐波频率主要在0Hz～150Hz或300Hz的范围 这些频率对应负载的基频，负载通常是可变速电机。这些频率的范围最高可达2500Hz，该处有极小 的幅值。主要的困难在于这些次谐波和间谐波并不是固定频率的。 有些半导体换流器，通常使用在固定频率给特定网络馈电，也会在固定频率上产生次谐波和/或间 谐波。 这些换流器的谐波和间谐波频率用下面的等式定义，设输人基频为于和输出基频为F： fim=[(p,k,)±1lX f ±[(p, Xk,)l× F

pi 一输人换流器脉动数； P2 一输出换流器脉动数； k1、k2 整数系列(0,1,2,3)且 如k，=0.fhm=f,（谐波频率)

pi 输入换流器脉动数； P2 输出换流器脉动数； kik2 一整数系列(0,1,2,3)且 如k，=0.fm=f.（谐波频率）

一些自整流换流器具有有源前端（使用晶体管或者门控可关断晶闸管），其工作开关频率并不是网 络频率的整数倍。此开关频率可以是定值或者变值，其频率由换流器自身的操作来确定。每次开关都 会改变电流通路，从而在网络中呈现非线性。当变换器开关电路的内部阻抗相对于网络的内部阻抗较 低时，将产生间谐波电压叠加到网络电压上。当变换器开关电路的内部阻抗相对于网络的内部阻抗较 高时，也会产生间谐波注人网络中。这些间谐波频率与开关频率有关，通常处于几百Hz到几万Hz的 范围

C.1.2.4其他来源

1.3间谐波的影响和兼

间谐波会引入非周期性和准非周期性的现象叠加到周期性的网络电压波形上。因此峰值电压在较 底频率上发生变化，所包含的频率差异表现和受到干扰一样。每个对电压峰值很关心的用电位置因此 都会受到干扰。例如照明设备会出现闪烁；电视机会出现信号干扰。 纹波控制接收器容易被间谐波干扰。对于接收来说，考虑到电源网络中在发射器和接收器的不同 衰减，它们的最小运行值水平低至0.3%。因此用电者应该知道有没有这样的纹波控制器处于他们工作

039.4—2017/IEC61000

的区域，并且知道其频率配置。这是保证兼容性的最低信息要求。 间谐波电流的频率可能产生并在一个宽范围内不间断扫描。这样在特定频率电流和阻抗确定了间 谐波电压。最主要的寄生影响是能从网络中的无源滤波器或者功率因数补偿电容激励出并联谐振 频率。

C.1.4.1闪烁效应相关的水平

5.7中已经解决了关于由基波频率和拍频组成的频率下的电压情况。表C.1给出了图1所示的 皮电压的兼容水平的对应数值

表C.1考虑闪变效应的低压电网间谐波电压表征值

C.1.4.2总的兼容水平

建议间谐波频率的参考水平采用表4给出的下一个较高频率偶次谐波的兼容水平

间谐波频率的参考水平采用表4给出的下一个较高频率偶次谐波的兼容水平

降低换流器的发射值是一个复杂的问题。若不可避免采用敏感设备时，一个可能的解决方案是在 为敏感设备供电的回路与换流器供电回路之间采用有效的去耦，比如滤波器甚至UPS。 当换流器的转换目的是产生一个可调节的基波频率时，必然会产生宽频谱间谐波。最复杂的问题 在于，当换流器的输出端工作在一个可变的频率下时，间谐波将在整个频谱范围内转换 这种间谐波是由于在换流器的输入和输出端不可能获得完美的去耦而产生的。最大幅值的分量通 常在低或非常低的频率。 另一种来自换流器的内部操作模式。著名的例子是采用脉冲宽度调制（PWM)控制半导体器件工 作时也会产生与开关频率相关的间谐波。此开关频率可以是固定的或可调的，取决于控制技术。最后 文种间谐波比前一种的频率要高，它们通常较容易清除

C.2.1减小发射水平

选择间接换流器有利于简单过滤专用于产生可变频率的电力转换过程发射的间隙波。可以通过提 高换流器原始结构的内部过滤效果来提供一个简单的滤波，如输出和输入之间增加去耦能减少间谐波 电流幅度。 对于大型换流器，这可能不是一个经济的解决方案，但可通过调研确定是否将其作为外部滤波的替 代方案。外部滤波可能使用无源滤波和有源滤波。 无源滤波需要特别注意发射频谱的带宽，特别是间谐波在整个此频谱范围扫频时，激励并联谐振的 风险太高，故如采用无源滤波器，应加阻尼。一般大型电力装置需通过仔细和彻底的调研，以确定滤波 原则。另外，无源滤波器不能彼此独立操作，也不能独立于无功补偿操作。因此，采用无源滤波的情况 下，相关电力装置应整体考虑， 有源滤波可以提供高效的解决方案，特别是在低或非常低的频率范围。亦可有效过滤次谐波或间 皆波。有源滤波的主要优点是，它是自动自适应到要被过滤的频率。此属性是其控制系统固有的。此 空制系统首先从被补偿的电流或被消除的电压中提取谐波含量。半导体器件的控制系统第二个功能是

在功率级采用PWM技术进行补偿或消除。不同于无源滤波器只能调节特定次数谐波，有源滤波器可 被视为宽带滤波器。它可为从直流到几千赫兹范围内的谐波（或间谐波）提供衰减，同时保留基频电压 或电流不受影响。 然而，随着PWM工作换流器也会产生与开关频率相关的间谐波，在必要时可进行滤除

产品标准参照兼容水平的来设定抗扰度限值。 但当兼容水平仍有待研究确定或有关产品标准并 出台时，若其本身的敏感性造成了设备故障，通常可以在受扰设备的控制部分采用合适的电源滤波器来 处理。对于需要与电网系统同步的设备，对同步电路可采用调谐在基波频率的带通滤波器调整到基波 频率。这通常会影响到电源的低电平电路。 最有效的解决方案是根据使用要求，对电路的适当隔离。在工业供电系统，工业设备及办公室之间 应该隔离，在工业设备内部，不同的负荷也应进行适当的分类。这种隔离有利于设计整个系统的正确去 耦及滤波方案，以实现技术和经济的最优配置

SY／T 6218-2019 套管开窗及侧钻作业方法.pdfC.2.3纹波控制系统的保护

纹波控制系统或电源信号使用的频率宜由供电部门官方认证。 此类PCC需要考虑两个方面： 不影响信号系统情况下整个装置最大允许的发射值； 满足某特定频率下信号系统工作及传输信号所需的最小阻抗 如安装了特殊的无源滤波器或去耦系统，在清除间谐波时宜小心避免并联谐振

在50次谐波频率至9kHz范围内电压波形的畸变也用正弦分量来表示，它们都会在离散频点和相 对宽的频带发生。频率超过50次谐波的电压，不论谐波还是间谐波一般都不太重要。 对于范围在50次谐波至9kHz频率的离散谐波频点，参考值u用该频率的电压有效值与基波分 量的电压有效值之比来表示。 在50次谐波至9kHz的频率范围内非谐波频段，对于中心频率为F、带宽为200Hz的建议参考水 平为：

V(f) Xdj N200 Hz 100. H

ViN 基波分量的额定电压有效值； V（f）一频率为f的电压有效值； F 一一带宽的中心频率（带宽高于50次谐波）。 例如，根据已有的报道GTCC-003-2018 钢轨焊接接头-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，高达80%～90%的工业电网中已经遇到如下的参考电平： 第二类IPC，u0.2%； 第三类IPC，u=1%； 第二类IPC，u=0.3%； 第三类IPC，ub=1.5%； 几乎没有高于上述数值的有关报道

8039.4—2017/IEC61000