電磁兼容 風險評估 第X部分：電纜屏蔽分

1電磁兼容風險評估第X部分：電纜屏蔽分析方法本文件給出了在進行電磁兼容（EMC）風險評估時為了獲取電纜屏蔽風險要素的風險評估值，建立對該風險要素進行風險分析的程序和可具體實施的操作方法。本文件適用于屏蔽效能指標中轉移阻抗和屏蔽衰減來衡量電纜屏蔽在EMC風險要素中的等級，適用頻率為9kHz~1GHz。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T23694風險管理術語GB/Z37150電磁兼容可靠性風險評估導則GB/T17737.1-2013同軸通信電纜第1部分:總規(guī)范總則、定義和要求(IEC61196-1:2005IDT)IEC62153-4-3:2013Metalliccommunicationcabletestmethods–Part4-3:Electromagneticcompatibility(EMC)–Surfacetransferimpedance–TriaxialmethodIEC62153-4-4:2015Metalliccommunicationcabletestmethods–Part4-4:Electromagneticcompatibility(EMC)–Testmethodformeasuringofthescreeningattenuationasuptoandabove3GHz,triaxialmethodIEC62153-4-15:2015Metalliccommunicationcabletestmethods—Part4-15:Electromagneticcompatibility(EMC)—Testmethodformeasuringtransferimpedanceandscreeningattenuation—orcouplingattenuationwithtriaxialcellGB/T31723.406-2015金屬通信電纜試驗方法第4-6部分：電磁兼容表面轉移阻抗線注入法IEC62153-4-6:2017Metalliccablesandotherpassivecomponentstestmethods.—Part4-6:Electromagneticcompatibility(EMC).Surfacetransferimpedance.LineinjectionmethodGB/T38659.1-2020電磁兼容風險評估第1部分：電子電氣設備GB/T38659.2-2021電磁兼容風險評估第2部分：電子電氣系統(tǒng)GB/T38659.3電磁兼容風險評估第3部分：設備風險分析方法GB/T38659.4電磁兼容風險評估第4部分：系統(tǒng)風險分析方法T/CSAE189-2021電動汽車高壓屏蔽線纜及連接器表面轉移阻抗測試方法3術語和定義GB/T17737.1-2013、GB/T23694和GB/Z37150界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1風險等級risklevel風險評估時，對風險要素所劃分的等級。2aas=10lg3.2電磁兼容風險electromagneticcompatibilityrisk產(chǎn)品因設計而導致出現(xiàn)電磁兼容問題的概率，在測試環(huán)境下為通不過電磁兼容測試的概率。3.3風險評估值riskassessmentvalue采用定性和定量方法得到的用來表達風險大小的量值，通常在0~100之間。3.4表面轉移阻抗transferimpedance對于一根電氣長度短的均勻電纜，轉移阻抗定義為單位長度上內(nèi)部電路中電纜的縱向感應電壓與外部電路（線注入電路）電流的比值，反之亦然。3.5屏蔽衰減screeningattenuationas電氣長度較長電纜的屏蔽效率的合適判據(jù)，為饋入電纜的功率Pfeed和輻射的最大峰值功率Prad,max比值的對數(shù)：PfeedPrad,max對于電氣長度較長電纜，在電纜屏蔽的轉移阻抗與頻率成正比的頻率范圍內(nèi)，屏蔽衰減是與長度和頻率無關的。4概述EMC風險分析是要增進對電子電氣設備及/或電子電氣系統(tǒng)EMC設計風險的理解。它為風險評價、決定風險是否需要應對以及最適當?shù)膽獙Σ呗院头椒ㄌ峁┬畔⒅С?。每個EMC風險要素對應一個風險分析項目，風險分析可借助于測試/測量設備、軟件等工具進行。每個風險要素的風險等級即“極高”“高”“中”“低”“極低”5類，其分析程序與方法是基于GB/T38659.4的標準。本標準是支撐GB/T38659.4電磁兼容風險評估第4部分:系統(tǒng)風險分析方法中產(chǎn)品EMC風險要素代號X22，風險要素信息C:電纜屏蔽。5電纜屏蔽分析對象電纜屏蔽風險要素的分析對象是指——系統(tǒng)中設備與設備之間的連接僅通過電纜連接方式的，分析對象是電纜；——系統(tǒng)中設備與設備直接的連接通過電纜與連接器連接方式的，分析對象是電纜與連接器所構成的總成組件。注：1、電纜種類劃分為單芯電纜、多芯電纜、單層屏蔽電纜、多層屏蔽電纜2、電纜與連接器連接方式按使用目的劃分為：電源連接器、汽車高壓連接器、航空連接器、6電纜屏蔽（CS）分析6.1分析依據(jù)屏蔽電纜的存在將導致本來要流入信號線的干擾電流轉移至屏蔽層上，電纜屏蔽會降低流入電纜及PCB上的共模干擾電流。為了充分發(fā)揮電纜屏蔽層的屏蔽效能，減小“豬尾巴”（Pigtail）效應，屏蔽層必須在連接器入口處與接地的金屬板或金屬連接器外殼相連，并做360°搭接，對于浮地設備必須與大3地（GND）連接。用下表1電纜的屏蔽層處理評估要素的風險等級所述來確定該評估要素的風險等級。表1電纜屏蔽和屏蔽層處理的風險評估值賦值原則a0低中高0無效屏蔽電纜占比計算按公式（1）：+X2 +Xn)/n……（1）式中：Kc——無效屏蔽電纜占比；Xn——屏蔽電纜屏蔽效能有效率，是一個0～1之間的值，可有以下兩種情況：1）屏蔽電纜的實際屏蔽效能與理想屏蔽電纜屏蔽效能的比值，本文件中理想屏蔽電纜屏蔽效能為不小于80dB；2）屏蔽電纜屏蔽層“豬尾巴”長度與屏蔽電纜“豬尾巴”失效長度的比值，本文件中屏蔽電纜“豬尾巴”失效長度為10cm；n——系統(tǒng)電纜的數(shù)量。6.2分析工具—尺，精度至少1mm，或測量方法；—采用IEC62153-4-4、IEC62153-4-3、IEC62153-4-6、GB/T31723.406、IEC62153-4-15規(guī)定的電纜屏蔽效能相關參數(shù)的測量裝置。6.3分析程序通過目測檢查或測量的方式確定該要素賦值依據(jù)的相關參數(shù)。（1）測量可以對以下兩種參數(shù)：—測試參數(shù)為“豬尾巴”長度；測量每根屏蔽電纜屏蔽層的“豬尾巴”長度L,如圖1(a)所示，圖1（b）和（C）所示為360度搭接，即“豬尾巴”長度為零； 圖1電纜屏蔽層處理示意圖—電纜在30MHz時屏蔽電纜屏蔽效能相關的參數(shù)，如表面轉移阻抗、屏蔽衰減等；對每根屏蔽電纜的屏蔽效能相關參數(shù)進行測量，可從電纜屏蔽效能相關參數(shù)的測量值獲得該要素的風險評估值，此時風險評估值與屏蔽電纜屏蔽效能相關參數(shù)的實際值相對應。4本標準中的表2給出了電纜風險評估值與“豬尾巴長度”、屏蔽效能參數(shù)測量值（分別是表面轉移阻抗與屏蔽衰減）之間的關系、表3給出了電纜與連接器的總成組件與“豬尾巴長度”、屏蔽效能參數(shù)測量值（分別是表面轉移阻抗與屏蔽衰減）之間的關系。表2風險評估值與“豬尾巴”長度、表面轉移阻抗、屏蔽衰減關系表——電纜0注：屏蔽電纜的表面轉移阻抗或屏蔽衰減不僅僅與豬尾巴效應有關，還與屏蔽電纜的屏蔽電纜材質、表3風險評估值與“豬尾巴”長度、表面轉移阻抗、屏蔽衰減關系表——電纜與連接器的總成組件0注：屏蔽電纜的表面轉移阻抗或屏蔽衰減不僅僅與豬尾巴效應有關，還與屏蔽電纜的屏蔽電纜材質、本項目分析中不涉及分析電纜屬性與電纜屏蔽必要性之間的直接關系，這個關系通過系統(tǒng)中部件的風險評估值建立（部件的風險評估值與部件連接的電纜是否屏蔽及屏蔽效能有關），同時，部件的風險評估值對系統(tǒng)的風險評估值有較大的影響。（2）統(tǒng)計系統(tǒng)電纜數(shù)量；（3）按公式（1）計算有效屏蔽電纜占比。7屏蔽效能的測量方法57.1一般要求表面轉移阻抗的測量方法參考IEC62153-4-3、IEC62153-4-6、GB/T31723.406、T/CSAE189-2021標準布置和測量。屏蔽衰減的測量方法參考IEC62153-4-4、IEC62153-4-15標準布置和測量。7.2電纜屏蔽層的處理方式7.2.1360度搭接圖2電纜360度搭接處理示意圖7.2.2“豬尾巴”長度圖3電纜“豬尾巴”長度處理示意圖7.3被測電纜的準備7.3.1單芯屏蔽被測屏蔽電纜如圖4所示，芯線與屏蔽層組成同軸線纜形式。高壓屏蔽線纜一端連接終端電阻R1。R1應在計算值的±10%以內(nèi)。圖4單芯屏蔽電纜示意圖另外一端需要專門設計連接器，用于連接被測屏蔽線纜與信號源或阻抗匹配器。所有的連接必須保證接觸直流電阻不能影響最終的表面轉移阻抗測試結果，接觸直流電阻應小于2mΩ。7.3.2多芯屏蔽6多芯屏蔽線纜可以等效為準同軸線纜系統(tǒng)。所有的芯線端焊接在一起，處于短路或端接電阻。其表面轉移阻抗測試方法與單芯屏蔽線纜相同。圖5對稱多芯屏蔽電纜示意圖7.3.3汽車高壓屏蔽連接器汽車高壓屏蔽連接器與高壓屏蔽線纜一起作為被測件置于測試管中測試。高壓屏蔽線纜需穿過高導電率、非磁性材質的延長管（如黃銅，紫銅，鋁）。為了不影響最終的表面轉移阻抗，接觸直流電阻應小于2mΩ。汽車高壓連接器示意圖如圖4所示。圖6汽車高壓屏蔽連接器示意圖7.4表面轉移阻抗7.4.1三同軸法測試布置、測試設備、測試步驟、測試結果分析請參考IEC6215