Recherche sur le principe de fonctionnement et l'application d'un testeur d'immunité à ondes oscillatoires amorties — Une étude de cas LISUN DOW61000-18 Série

Abstract
Dans les réseaux électriques et les environnements électromagnétiques industriels, les interférences transitoires sous forme d'ondes oscillatoires amorties générées par les opérations de commutation haute tension et les impulsions électromagnétiques de haute altitude (IEMHA) peuvent facilement entraîner un fonctionnement anormal des équipements électriques. Testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties Il s'agit d'un instrument de test CEM spécial, développé conformément aux normes GB/T 17626.18 et IEC/EN 61000-4-18. Sa technologie de base repose sur la précharge des condensateurs et un circuit résonant RLC pour reproduire les formes d'onde standard. LISUN DOW61000-18 Cet article analyse le principe de fonctionnement et le mécanisme de génération des ondes d'un testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties, en prenant pour objet d'étude un testeur de la série A. Il distingue les scénarios de test pour les ondes oscillatoires amorties lentes et rapides, et détaille ses fonctions de test et ses applications pratiques en fonction des paramètres de l'équipement. Il fournit des références techniques pour les tests d'immunité des équipements électriques et des produits d'énergies nouvelles.

1. Introduction
Avec le déploiement à grande échelle des réseaux électriques intelligents, des centrales électriques à énergies nouvelles et des postes de transformation à haute tension, l'environnement électromagnétique au sein des réseaux électriques est devenu de plus en plus complexe. La mise en marche et l'arrêt des sectionneurs et disjoncteurs haute tension, ainsi que l'intrusion d'impulsions électromagnétiques de haute altitude (IEMH), génèrent des ondes oscillatoires amorties et périodiques sur les barres omnibus et les lignes de câbles. Ces perturbations transitoires peuvent se propager aux équipements secondaires situés le long des lignes électriques et des câbles de signalisation, provoquant des dysfonctionnements des relais, des interruptions de communication, des pannes de contrôleurs et d'autres défaillances.

Pour évaluer quantitativement la tolérance des équipements électriques à de telles interférences, les autorités nationales et étrangères ont successivement publié les normes GB/T 17626.18 et IEC/EN 61000-4-18, qui spécifient les méthodes de test, les paramètres de forme d'onde et les niveaux de test pour l'immunité aux ondes oscillatoires amorties.

Instrument principal pour de tels tests, le testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties peut reproduire avec précision les formes d'onde d'interférences sur site dans des conditions de laboratoire. LISUN DOW61000-18 La série de testeurs d'immunité à ondes oscillatoires amorties comprend deux modèles principaux : le modèle de base DOW61000-18 (type lent) et DOW61000-18Le modèle F (rapide), conforme aux deux types d'ondes oscillatoires amorties spécifiés dans les normes en vigueur, est largement utilisé pour la détection des équipements primaires de sous-station, des dispositifs de commande secondaires et des armoires de combinaison de nouvelles énergies. Il s'agit d'un équipement de test CEM essentiel pour le secteur de l'énergie.

2. Principe de fonctionnement de base du testeur d'immunité à ondes oscillatoires amorties
La logique de génération de forme d'onde de base du testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties est la précharge du condensateur + la décharge résonante RLC + l'atténuation par amortissement de résistance, ce qui génère parfaitement des formes d'onde oscillatoires à enveloppe sinusoïdale dont l'amplitude diminue cycle après cycle et correspond parfaitement aux caractéristiques réelles d'interférence sur les sites électriques.

Lors du fonctionnement de l'appareil, l'unité de charge haute tension interne précharge d'abord le condensateur de stockage d'énergie, emmagasinant ainsi l'énergie électrique sous forme de champ électrique à l'intérieur de celui-ci. Lorsque la tension de charge atteint le niveau de test défini, l'interrupteur de commande s'active instantanément et le condensateur de stockage d'énergie libère son énergie dans le circuit résonant RLC composé d'une inductance (L), d'une résistance (R) et d'un condensateur (C). Un circuit LC idéal produit une oscillation sinusoïdale continue d'amplitude constante. Cependant, une résistance d'amortissement fixe est connectée en série dans le circuit de ce testeur. Du fait de la dissipation d'énergie dans cette résistance, l'amplitude des oscillations diminue progressivement, cycle après cycle, pour finalement former des oscillations sinusoïdales amorties standard.

Combiné aux caractéristiques d'interférences sur site des réseaux électriques, ce principe correspond à deux conditions de fonctionnement : les ondes oscillatoires amorties lentes de basse fréquence générées par les manœuvres des sectionneurs de postes haute tension extérieurs, et les ondes oscillatoires amorties rapides de haute fréquence provoquées par les manœuvres des disjoncteurs et les intrusions d'impulsions électromagnétiques de haute altitude (IEMHA). En modifiant les paramètres du circuit et en ajustant la tension de charge et l'impédance de sortie, le testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties génère séparément ces deux types de formes d'onde. Grâce au réseau de couplage/découplage (RCD) intégré, les ondes oscillatoires sont injectées dans les ports d'alimentation de l'équipement testé (EUT) par couplage conducteur. Après association avec des modules RCD spécifiques, il est également possible de réaliser des tests sur les ports de signal et de commande afin de vérifier de manière exhaustive la résistance de l'équipement aux perturbations transitoires.

En ce qui concerne les indicateurs de forme d'onde, les deux types de formes d'onde suivent des règles d'atténuation unifiées : la tension de la cinquième crête est supérieure à 50 % de celle de la première crête, et la tension de la dixième crête est inférieure à 50 % de celle de la première crête. Cet indicateur est strictement conforme aux normes nationales et internationales afin de garantir la validité des résultats des tests.

DOW61000-18

3. Paramètres et classification de LISUN DOW61000-18 Testeur d'immunité à ondes oscillatoires amorties en série
Le LISUN DOW61000-18 Cette série comprend des testeurs d'immunité aux ondes oscillatoires amorties, à oscillations lentes et rapides, qui diffèrent considérablement par leur fréquence d'oscillation, leur tension de sortie, leur temps de montée, leur impédance de sortie et d'autres paramètres essentiels. Ils sont adaptés à différents scénarios d'interférences et à différents types d'objets à tester. Le tableau 1 ci-dessous présente le détail de leurs paramètres essentiels.
Tableau 1 Paramètres principaux de LISUN DOW61000-18 Testeur d'immunité à ondes oscillatoires amorties en série

3.1 Testeur d'ondes oscillatoires amorties lentes (DOW61000-18)
Ce modèle est conçu pour les perturbations transitoires basse fréquence induites par la manœuvre des sectionneurs et la réflexion sur les barres omnibus dans les postes électriques. Ses fréquences d'oscillation sont fixées à 100 kHz et 1 MHz, correspondant aux caractéristiques de fréquence des perturbations des grands postes haute tension (barres omnibus jusqu'à 400 m) et des postes extérieurs conventionnels. Avec une impédance de sortie de 200 Ω, ses fréquences de répétition sont fixées à 40 impulsions/s et 400 impulsions/s, paramètres de compromis standard déterminés par l'espacement des contacts des interrupteurs et l'énergie de tenue diélectrique des équipements. Il est principalement utilisé pour tester les transformateurs de puissance et les équipements primaires des postes électriques afin d'évaluer leur stabilité de fonctionnement sous l'effet de perturbations oscillatoires amorties basse fréquence.

3.2 Testeur d'ondes oscillatoires amorties rapides (DOW61000-18F)
Ce modèle simule les interférences haute fréquence générées par la commutation rapide des disjoncteurs et les impulsions électromagnétiques de haute altitude (IEMHA). Sa fréquence d'oscillation est portée à 3 MHz, 10 MHz et 30 MHz, et le temps de montée de la tension est réduit à 5 ns, ce qui permet une réponse transitoire plus rapide. L'impédance de sortie est réduite à 50 Ω et le courant de court-circuit maximal atteint 80 A, ce qui permet de simuler une énergie d'interférence plus importante. Il est largement utilisé dans les dispositifs de protection secondaire des postes de transformation moyenne et haute tension, les armoires de combinaison des centrales électriques à énergies nouvelles, les équipements de mesure et de contrôle intelligents et autres produits électroniques de précision, afin de vérifier leur immunité en présence d'impulsions électromagnétiques haute fréquence intenses.

Les deux modèles sont équipés d'écrans tactiles à cristaux liquides, de niveaux de test standard préinstallés et prennent en charge le réglage de tension par paliers. Ils sont fournis avec des certificats d'étalonnage CNAS ISO 17025 afin de répondre aux exigences de traçabilité métrologique des laboratoires. Pour tester les lignes de communication et de contrôle non blindées, les utilisateurs peuvent associer les réseaux de couplage et de découplage de la série CDN61000-18S afin d'étendre les fonctions de test de couplage phase-terre et phase-phase.

4. Scénarios d'application et procédures de test
4.1 Principaux scénarios d'application
Le testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties est utilisé dans trois secteurs clés : les réseaux électriques, les énergies nouvelles et l'automatisation industrielle. Dans le secteur de l'énergie, il permet le contrôle en usine des équipements primaires et secondaires des postes de transformation haute et moyenne tension. Dans le secteur des énergies nouvelles, il réalise des tests d'immunité sur les armoires de combinaison des centrales photovoltaïques et éoliennes, ainsi que sur les convertisseurs de stockage d'énergie. Dans le secteur industriel, il assure la conformité électromagnétique des équipements de distribution électrique et des armoires de commande automatique. Par ailleurs, en tant qu'instrument de test essentiel pour la certification CE et la certification chinoise obligatoire (3C), il est requis pour l'exportation des produits vers l'UE et leur accès au marché chinois.

4.2 Procédures de test de base
• Sélection de l'équipement : Choisissez le modèle correspondant à l'environnement d'utilisation de l'équipement testé. Optez pour le modèle lent pour les équipements de sous-station primaire et le modèle rapide pour les équipements de mesure et de contrôle secondaires et les équipements d'énergies nouvelles.
• Connexion du circuit : Connectez l’équipement testé au réseau de couplage/découplage intégré de l’instrument ; utilisez des modules CDN externes dédiés pour les tests de ligne de signal.
• Paramétrage : Configurez la fréquence d’oscillation, la tension de sortie, la fréquence de répétition, la polarité des impulsions et les autres paramètres conformément aux normes ou spécifications du produit en vigueur.
• Test de charge : Mettez l’instrument en marche pour produire des ondes oscillatoires amorties, appliquez une interférence en continu et observez l’état de fonctionnement de l’équipement testé.
• Jugement du résultat : Le résultat du test est validé si l’équipement fonctionne normalement sans incident, dysfonctionnement ou dégradation des performances en cas d’interférence.

5. Conclusion
S'appuyant sur le principe fondamental de la précharge du condensateur et du circuit résonant RLC, le Testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties Il reproduit fidèlement les formes d'onde typiques des interférences transitoires, notamment les opérations de commutation des réseaux électriques et les impulsions électromagnétiques de haute altitude, ce qui en fait un instrument de test indispensable dans le domaine de la compatibilité électromagnétique. LISUN DOW61000-18 Le testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties de la série est strictement conforme aux principales normes nationales et internationales. Grâce à sa classification en modèles lents et rapides, à ses nombreux paramètres réglables et à ses configurations extensibles, il couvre les exigences de test de tous types d'équipements électriques.

Dans un contexte de développement continu des nouveaux systèmes électriques, l'environnement électromagnétique des réseaux électriques se complexifie, imposant des exigences accrues en matière de résistance aux perturbations transitoires des équipements électriques. L'utilisation généralisée du testeur d'immunité aux ondes oscillatoires amorties permet de contrôler la compatibilité électromagnétique des produits, de la R&D à la production, jusqu'aux tests, de réduire efficacement les taux de défaillance sur site et de garantir le fonctionnement sûr et stable des réseaux électriques, des centrales de production d'énergie nouvelle et des systèmes industriels. À l'avenir, avec l'évolution constante des normes de compatibilité électromagnétique, ces testeurs évolueront vers des fréquences plus élevées, des tensions de sortie plus importantes et des fonctionnalités de test intelligentes.