IEEE Std C37.90.3-2023
Стандарт IEEE для испытаний электростатических разрядов защитных реле

Стандартный №

IEEE Std C37.90.3-2023

Дата публикации

2023

Разместил

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

Последняя версия

IEEE Std C37.90.3-2023

заменять

IEEE Std C37.90.3-2001

сфера применения

Обзор стандарта и техническая база

Стандарт IEEE Std C37.90.3™-2023 «Стандарт испытаний защитных реле на электростатический разряд» является ключевой технической спецификацией для защиты энергосистем. Утвержденный и опубликованный Ассоциацией по стандартам IEEE 29 июня 2023 года, он заменяет версию 2001 года. Разработанный Комитетом по релейной защите и управлению энергосистемами, этот стандарт направлен на установление унифицированного и воспроизводимого эталона для оценки устойчивости защитных реле, релейных систем и оборудования управления к электростатическому разряду.

Техническое развитие данного стандарта отражает постоянное совершенствование требований к электромагнитной совместимости для энергосистем. По сравнению с изданием 2001 года в издание 2023 года внесены важные обновления в методы испытаний, критерии приемки и уровни испытаний, в частности, в целях достижения координации и унификации со стандартами IEC 60255-26:2013 и IEC 61000-4-2:2008.

---

Основные методы испытаний и технические требования

Стандарт подробно описывает комбинированное использование двух методов испытаний и двух методов применения:

Метод испытания	Сценарий применения	Уровень испытательного напряжения	Требуемое время разряда
Контактный разряд	Контрольная точка проводящей поверхности	2 кВ, 4 кВ, 6 кВ, 8 кВ	10-кратное положительное напряжение + 10-кратное отрицательное напряжение для каждой контрольной точки
Воздушный разряд	Испытание непроводящей поверхности Точечный	4 кВ, 8 кВ, 8 кВ, 15 кВ	10 положительной полярности + 10 отрицательной полярности на точку тестирования
Прямое применение	Поверхность, контактирующая с оборудованием	Соответствующий уровень тестирования	Перпендикулярно плоскости тестирования
Косвенное применение	Связанный плоскостной разряд	Соответствующий уровень тестирования	Имитирует разряд в соседние объекты

Условия среды тестирования должны строго контролироваться: температура окружающей среды от +15°C до +35°C, относительная влажность от 30% до 60% и атмосферное давление 86 кПа–106 кПа. Эти стандартизированные условия обеспечивают сопоставимость и повторяемость результатов испытаний.

---

Характеристики испытательной установки и конфигурации оборудования

Стандарт содержит подробные технические требования к испытательной установке:

Требования к заземляющей пластине

Заземляющая пластина должна быть изготовлена из меди или алюминия толщиной ≥0,25 мм. Толщина других металлических материалов должна быть ≥0,65 мм. Плоскость должна выступать за пределы испытываемого устройства не менее чем на 0,5 метра во все стороны. Для устройств высотой более 1 метра проекционное расстояние должно достигать 50% от высоты устройства.

Конфигурация плоскости связи

Минимальные размеры горизонтальной плоскости связи (HCP) составляют 1,6 м × 0,8 м, а минимальные размеры вертикальной плоскости связи (VCP) составляют 0,5 м × 0,5 м. Плоскость связи подключается к земле через резисторы сопротивлением 470 кОм. Эти резисторы должны иметь способность выдерживать переходное напряжение 10 кВ или выше.

Рабочие условия реле

Во время тестирования реле должно находиться в состоянии, приблизительно соответствующем фактическим рабочим условиям: питаться номинальным напряжением, с входным током 75% от номинального входного тока. Настройка реле должна быть максимально близкой к его переходному состоянию, но не меньше рекомендуемого запаса применения.

---

Выбор контрольных точек и критерии приемки

Принципы выбора контрольных точек

Контрольные точки следует выбирать в местах, доступных при нормальных условиях эксплуатации, включая: корпус реле, ручки, кнопки, переключатели, клеммы, порты данных, клавиатуру, сброс целевого объекта и т. д. Точки доступа, предназначенные для ремонта и обслуживания, не попадают в область действия настоящего стандарта.

Подробные требования к критериям приемки

Этап испытаний	Требования к приемке	Допустимые переходные явления
Во время испытания	Отсутствие повреждений оборудования, потерь или повреждений сохраненных данных, сброса устройства, изменения состояния выходного сигнала	Мгновенные изменения в визуальном/аудио/сообщительном выводе, мгновенные изменения аналоговых значений
После испытания	Соответствие соответствующим характеристикам производительности, отсутствие отказов компонентов, восстановление точности до заявленного производителем значения	Все функции возобновляют нормальную работу

---

Координация стандартов и анализ развития технологий

Координация со стандартами МЭК

Настоящий стандарт был разработан с учетом координации со стандартами МЭК:

Аспекты гармонизации	IEEE C37.90.3-2023	IEC 60255-26:2013	IEC 61000-4-2:2008
Уровни серьезности	Требует проведения испытаний в контактном режиме на всех уровнях испытаний	Гармонизация	Определяет четыре уровня серьезности
Испытание Генератор	Ссылки на спецификации стандарта МЭК	Гармонизация	Полностью определяет испытательный генератор
Входная токовая цепь	Требуется 75% от номинального входного тока	Приближение к переходным режимам	Неприменимо

Особенности технического развития

Версия стандарта 2023 года отличается основными техническими усовершенствованиями в следующих областях: улучшения процедур испытаний, уточнения критериев приемки, глубокая гармонизация со стандартами МЭК и рассмотрение тестирования новых интерфейсов устройств (таких как порты USB).

---

Рекомендации по внедрению и инженерные приложения

Разработка плана испытаний

Перед выполнением испытания необходимо разработать подробный план испытаний, включая: модель и уровень ревизии продукта, сведения о настройке продукта, характеристики интерфейсного кабеля, диаграммы точек разряда и записи об условиях окружающей среды.

Особые требования к применению

Для портов USB на передней панели стандарт рекомендует различные уровни испытаний в зависимости от относительной влажности среды установки: ±6 кВ (влажность >60%), ±9 кВ (влажность 30-60%) и ±12 кВ (влажность <20%). Этот метод испытаний включает в себя повторное подключение флэш-накопителя USB или кабеля с питанием.

Требования к протоколу испытаний

Протоколы испытаний должны быть достаточно подробными, чтобы другие могли повторить испытание, не соблюдая исходную процедуру испытаний. Содержание записи должно ссылаться на образец листа данных испытаний и отчета об испытаниях, предоставленные в стандарте ANSI/IEEE Std C63.16-2016.

---

Среда электростатического разряда и случаи практического применения

Типичные уровни электростатического заряда

В Приложении B к стандарту приведены типичные уровни электростатического заряда в практических средах:

• Менее 2 кВ: Среды с антистатическим полом и относительной влажностью более 35%
• 2 кВ–4 кВ: Среды с антистатическим полом и относительной влажностью более 10%
• 4 кВ–8 кВ: Среды с использованием материалов, склонных к статическому электричеству, и относительной влажностью более 50%
• 8 кВ–15 кВ: Среды с использованием материалов, склонных к статическому электричеству, и относительной влажностью более 10%

Анализ воздействия разряда

Влияние Степень воздействия электростатического разряда на оборудование зависит в первую очередь от параметров тока разряда (времени нарастания, длительности и т. д.). К основным факторам воздействия относятся емкостная связь, импульсы тока в заземляющем контуре, осциллирующие формы тока и проводимость тока по соединительным кабелям.

Настоящий стандарт использует стандартизированные методы испытаний и строгие критерии приемки, чтобы гарантировать надежную работу реле защиты в реальных условиях электростатического разряда, обеспечивая необходимую защиту для безопасности и стабильности энергосистем.