Trong thử nghiệm tương thích điện từ (EMC), các thiết bị thử nghiệm được sử dụng để thiết lập các điều kiện nhiễu điện từ chuẩn hóa nhằm đánh giá khả năng miễn nhiễm của thiết bị được thử (EUT) theo bộ tiêu chuẩn IEC 61000-4 (IEC/EN 61000-4).

Độ tin cậy của kết quả thử nghiệm phụ thuộc trực tiếp vào đặc trưng kỹ thuật và trạng thái đo lường của các thiết bị tạo nhiễu, vì các thiết bị này quyết định mức độ tương đương giữa điều kiện thử nghiệm thực tế và điều kiện thử quy định trong tiêu chuẩn.

Các thiết bị như:

• EFT/Burst Generator (theo IEC 61000-4-4)
• Surge Generator (theo IEC 61000-4-5)
• Voltage Dips and Interruptions Generator (theo IEC 61000-4-11)

Tạo ra các dạng sóng thử với biên độ, thời gian sườn xung, độ rộng xung và các tham số thời gian được quy định cụ thể.

Khi các thông số này sai lệch so với giá trị danh định hoặc vượt quá dung sai cho phép theo tiêu chuẩn, điều kiện thử nghiệm thực tế sẽ không còn tương đương với điều kiện thử chuẩn. Điều này có thể dẫn đến sai lệch trong việc đánh giá khả năng miễn nhiễm EMC của EUT, làm ảnh hưởng đến tính hợp lệ của kết quả thử nghiệm.

Vì vậy, hiệu chuẩn định kỳ các thiết bị thử nghiệm EMC là yêu cầu kỹ thuật bắt buộc nhằm:

• Kiểm soát mối quan hệ giữa giá trị cài đặt danh định và tín hiệu nhiễu thực tế
• Xác định sai số và độ không đảm bảo đo
• Đảm bảo tính truy xuất nguồn gốc đo lường
• Duy trì sự phù hợp với các yêu cầu của ISO/IEC 17025

Qua đó bảo đảm tính nhất quán, độ tin cậy và giá trị pháp lý của kết quả thử nghiệm EMC.

Tại sao cần Hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC?

Trong thử nghiệm tương thích điện từ (EMC), các máy phát nhiễu được sử dụng để tạo ra các tín hiệu thử nghiệm chuẩn hóa theo các phần tương ứng của bộ tiêu chuẩn IEC 61000-4 (IEC/EN 61000-4). Các thiết bị này phải bảo đảm các tham số đầu ra phù hợp với giá trị danh định và dung sai quy định trong từng tiêu chuẩn thành phần.

1. EFT/Burst Generator (theo IEC 61000-4-4)

Thiết bị tạo chuỗi xung quá độ nhanh (Electrical Fast Transient/Burst) với các đặc trưng chính:

• Thời gian lên xung (rise time) danh định khoảng 5 ns
• Độ rộng xung khoảng 50 ns
• Tần số lặp trong burst và chu kỳ burst theo quy định
• Biên độ điện áp theo các mức thử tương ứng

Thiết bị được sử dụng để mô phỏng nhiễu điện từ phát sinh trong quá trình đóng cắt tải cảm, tiếp điểm rơ-le hoặc công tắc trong hệ thống điện.

2. Surge Generator (theo IEC 61000-4-5)

Thiết bị tạo xung quá áp dạng sóng kết hợp (combination wave), bao gồm:

• Dạng sóng điện áp hở mạch 1,2/50 µs
• Dạng sóng dòng ngắn mạch 8/20 µs
• Biên độ điện áp thử nghiệm theo các cấp thử (Level 1–4), thông thường đến 6 kV tùy cấu hình line-line hoặc line-earth

Thiết bị được sử dụng để mô phỏng hiện tượng sét lan truyền gián tiếp và các xung quá áp chuyển mạch trong hệ thống phân phối điện.

3. Voltage Dips and Interruptions Generator (theo IEC 61000-4-11)

Thiết bị tạo các điều kiện sụt áp và gián đoạn điện áp nguồn với:

• Mức sụt áp được xác định theo phần trăm điện áp danh định (%Un)
• Thời gian duy trì sự cố theo các mức quy định trong tiêu chuẩn

Thiết bị được sử dụng để mô phỏng các sự cố và biến động điện áp của lưới điện cung cấp.

Các sai lệch này có thể dẫn đến:

• Đánh giá không chính xác khả năng miễn nhiễm điện từ của EUT;
• Kết quả thử nghiệm không phản ánh đúng mức độ rủi ro khi thiết bị vận hành trong môi trường điện từ thực tế;
• Mất tính nhất quán và khả năng so sánh của kết quả giữa các lần thử hoặc giữa các phòng thử nghiệm khác nhau;
• Không đáp ứng yêu cầu kiểm soát thiết bị theo ISO/IEC 17025 về tính truy xuất nguồn gốc và độ tin cậy của kết quả.

Hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC – Kiểm soát điều kiện thử

Hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC là hoạt động kỹ thuật đo lường nhằm xác định và đánh giá mối quan hệ giữa giá trị cài đặt danh định của thiết bị thử nghiệm và các thông số dạng sóng nhiễu thực tế được tạo ra, thông qua việc so sánh với hệ thống đo chuẩn có độ chính xác cao hơn và bảo đảm khả năng truy xuất nguồn gốc đo lường.

Hoạt động này được thực hiện trong phạm vi phòng hiệu chuẩn được công nhận phù hợp ISO/IEC 17025, trên cơ sở các yêu cầu kỹ thuật của bộ tiêu chuẩn IEC/EN 61000-4 tương ứng và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.

1. Điều kiện môi trường hiệu chuẩn

Việc hiệu chuẩn được thực hiện trong điều kiện môi trường được kiểm soát theo yêu cầu của phương pháp đo và tài liệu kỹ thuật, bao gồm:

• Nhiệt độ danh định: (23 ± 2) °C
• Độ ẩm tương đối: 45 %RH - 75 %RH

Việc kiểm soát điều kiện môi trường nhằm hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến đặc tính dạng sóng, độ ổn định của hệ thống đo và độ lặp của kết quả hiệu chuẩn.

2. Hiệu chuẩn các thông số dạng sóng đặc trưng

Việc hiệu chuẩn tập trung đánh giá các thông số đặc trưng của dạng sóng thử theo yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng, không chỉ giới hạn ở giá trị điện áp đầu ra. Các phép đo nhằm xác nhận đặc tính biên độ và đặc tính thời gian của tín hiệu thử.

EFT/Burst Generator – IEC/EN 61000-4-4

• Xác nhận giá trị điện áp đỉnh tại các mức thử quy định.
• Đánh giá các thông số thời gian đặc trưng của xung (thời gian lên, độ rộng xung) tại tải chuẩn.

Surge Generator – IEC/EN 61000-4-5

• Xác nhận đặc tính điện áp hở mạch của dạng sóng xung.
• Đánh giá đặc tính dòng ngắn mạch tương ứng của nguồn xung.

Voltage Dips and Interruptions Generator – IEC/EN 61000-4-11

• Đánh giá độ chính xác mức điện áp sụt và phục hồi.
• Kiểm tra độ chính xác thời gian của các sự kiện sụt áp và gián đoạn.
• Xác nhận đặc tính chuyển tiếp điện áp và độ chính xác góc pha kích hoạt.

3. Hệ thống chuẩn và phương tiện đo

Hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC được thực hiện bằng hệ thống đo phù hợp với đặc tính xung nhanh, điện áp cao và dòng xung lớn, bao gồm:

• Máy hiện sóng số có băng thông và độ chính xác đáp ứng yêu cầu dạng sóng EMC;
• Đầu dò vi sai cao áp;
• Đầu đo dòng xung;
• Bộ suy hao và tải chuẩn chuyên dụng cho tần số cao.

Toàn bộ phương tiện đo và chuẩn đo sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn đều được hiệu chuẩn và truy xuất nguồn gốc đo lường theo quy định.

4. Kết quả và hồ sơ hiệu chuẩn

Kết quả hiệu chuẩn được thể hiện trên giấy chứng nhận hiệu chuẩn phát hành trong phạm vi được công nhận, trong đó ghi nhận:

• Giá trị đo được và giá trị danh định tương ứng;
• Phương pháp đo, điều kiện môi trường và cấu hình đo;
• Sai số đo và độ không đảm bảo đo;
• Thông tin nhận dạng thiết bị và chu kỳ hiệu chuẩn khuyến nghị.

Vai trò của hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC theo ISO/IEC 17025

Hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC cung cấp cơ sở kỹ thuật cho công tác đánh giá và kiểm soát đo lường, thông qua dữ liệu định lượng về mối quan hệ giữa giá trị cài đặt danh định và điều kiện thử nghiệm thực tế.

Việc duy trì hiệu chuẩn định kỳ giúp:

• Kiểm soát các sai lệch phát sinh theo thời gian;
• Bảo đảm điều kiện thử nghiệm phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng và có khả năng lặp lại;
• Hỗ trợ quản lý thiết bị thử nghiệm trong các hệ thống quản lý chất lượng như ISO 9001, IATF 16949 và các hệ thống tương đương;
• Giảm thiểu rủi ro kỹ thuật phát sinh do điều kiện thử không phù hợp hoặc không ổn định.

SMETEST – Đơn vị hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC

SMETEST triển khai hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm EMC trên cơ sở phương pháp đo phù hợp với đặc tính xung nhanh, điện áp cao và dòng xung lớn của các hệ thống thử nghiệm EMC. Hoạt động hiệu chuẩn được thực hiện nhằm xác định và kiểm soát sai lệch đo lường của thiết bị thử nghiệm trong điều kiện sử dụng thực tế, thông qua việc đánh giá mối quan hệ giữa giá trị cài đặt danh định và tín hiệu thử nghiệm thực tế được tạo ra.

Kết quả hiệu chuẩn được cung cấp dưới dạng dữ liệu kỹ thuật phục vụ công tác quản lý thiết bị, duy trì độ tin cậy của điều kiện thử nghiệm và hỗ trợ kiểm soát đo lường dài hạn trong hoạt động thử nghiệm EMC.