DO-160G雷电间接效应试验波形和电平等级

节“雷电感应瞬变敏感度”规定了设备级的雷电间接效应试验，该试验通过模拟雷电感应产生的瞬态信号，验证设备耐受雷击间接效应的能力。雷电感应瞬态敏感度试验由插针注入试验和线缆束试验组成，其中插针注入试验将瞬态波形直接施加到EUT连接器插针，用于评估EUT接口电路的抗损坏能力；线缆束试验将单次回击、多重回击和多重脉冲组波形施加到EUT线缆上，用于评估EUT抗瞬态干扰能力，同时也可在一定程度上评估EUT接口电路的抗损坏能力。1.试验波形雷电感应瞬态敏感度试验采用单次回击波形、多重回击波形、多重脉冲组波形。单次回击波形包括电流波形1、电压波形2、电流/电压波形3、电压波形4、以及电流/电压波形5A、5B，其波形分别如图1～图5所示。多重回击波形由一个瞬态信号波形及随后的13个瞬态信号波形组成，第一个瞬态信号波形峰值是随后13个瞬态信号波形峰值的两倍，其波形如图6所示。多重脉冲组波形由三组各含有20个脉冲的瞬态波形组成，单个脉冲为电流/电压波形3如图3所示或电流波形6如图7所示，多重脉冲组波形如图8所示。标准规定了三种波形施加方式：单次回击、多重回击、多重脉冲组。a)单次回击是指一次施加单个瞬态信号，试验时至少连续施加10个单独的瞬态信号。施加的各瞬态信号之间的最大时间间隔不超过1min；b)多重回击则是模拟飞机在遭受雷击时，在首次回击后跟有多次后续回击的情况。线缆束单次回击试验可与多重回击试验合并进行。在这种情况下，多重回击试验的第一个瞬态信号试验电平用单次回击试验电平代替。试验时至少施加10组瞬态信号，同时监视EUT工作状态。各个多重回击瞬态信号之间的最大时间间隔应不超过5min；c)多重脉冲组主要是模拟一次雷电放电过程中随机出现的高上升率脉冲，这些脉冲分布在雷击放电的各电流分量之间，尽管它们不太可能对飞机或电子元器件造成物理损伤，但其随机的重复特性却有可能对某些系统造成干扰或使其功能失效。试验时每隔3s施加一次脉冲组，至少连续施加5min。也可根据设备规范要求规定更长的试验持续时间。注：T1——电流上升到峰值的时间，T2——电流衰减到峰值一半的时间。图2电流波形1波形1为电流波形，用于线缆束试验，采用耦合注入法。注：T1——电压上升到峰值的时间，T2——电压衰减到0的时间。图3电压波形2波形2为电压波形，上升最快，周期最短，用于线缆束试验，采用耦合注入法。：电压和电流不需要同相。注2：波形为正弦阻尼波或余弦阻尼波。图4电压/电流波形3波形3为阻尼振荡波形，用于插针注入试验和线缆束试验。线缆束试验采用耦合注入法，频率为1MHz和10MHz。注：T1——电压上升到峰值的时间，T2——电压衰减到峰值一半的时间图5电压波形4波形4是电压波形，T1、T2与波形1相同，用于插针注入试验与线缆束试验。线缆束试验采用对地注入法。注：T1——电流/电压上升到峰值的时间，T2——电流/电压衰减到峰值一半的时间图6电流/电压波形5波形5为电流/电压波形，在五个波形中上升最慢，周期最长，用于插针注入试验和线缆束试验。线缆束试验采用对地注入法。标准中表22-1.1与表22-1.2规定的试验要求中只用到了5A，但在22.5.2i(2)中提到：“在某些与飞机结构设计和线缆敷设有关的情况下，设备可能遭遇到持续时间更长的波形5B的干扰，这些条件下的试验类别标记为Z”。注：Δt为相邻两个瞬态信号之间的时间间隔。图7多重回击波形注：T1——电流上升到峰值的时间，T2——电流衰减到峰值一半的时间图8电流波形6波形6为电流波形，用于线缆束试验，采用对地注入法。注：Δt为相邻两个脉冲组之间的时间间隔。图9多重脉冲组波形2.试验电平等级EUT及其互连线缆所处位置的电磁暴露程度决定了试验电平等级。等级划分原则如下：a)1级试验电平适用于安装在较好保护环境中的EUT及其互连线缆束；)2级试验电平适用于安装在局部保护环境中的EUT及其互连线缆束；c)3级试验电平适用于安装在中等暴露环境中的EUT及其互连线缆束；d)4级和5级试验电平适用于安装在严酷电磁环境中的EUT及其互连线缆束。标准的规定比较笼统，在确定试验等级时，需根据设备的安装和工作环境来选择。比如客舱内的设备，离飞机表皮最远，受到良好防护，一般采用等级1；局部防护的环境比如分布在机身周围的设备电子舱，这些设备通过线缆连接到其他区域或其他电子舱的设备，即使线缆穿过的是良好保护的环境，也应该采用等级2；中等暴露环境是那些可能受到雷电直接电磁干扰效应的区域，比如驾驶室；严酷电磁环境一般是那些位于机身上，大部分由复合材料构成，没有金属网或蒙皮保护的部位，比如起落架、推进系统控制器等。总体设计单位有责任划分这些区域并确定试验等级，以下是国外某型复合材料飞机的区域划分。区域A：机身内；区域B：飞行舱（特别是线缆在窗户1米范围内的区域），机尾，轮舱，机翼/机身减阻装置，雷达罩；区域C：机翼，尾翼，支架和发动机；区域D：起落架。当试验波形组或试验等级不在标准规定的范围时，都用字母Z表示，且需在试验报告中进行描述。标准中所有试验等级的容差均为0%~xx%，也就是试验电压不能比规定的值低，但可以略高。