高清可复制 HB 6167.24-2014(2017) 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第24部分：雷电感应瞬态敏感度试验

　　ICS 49.020 V 06

　　HB 6167.24-2014

　　民用飞机机载设备环境条件和试验方法

　　第 24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验

　　Environmental conditions and test procedures for airborne equipment of

　　civil airplane—

　　Part 24：Lightning induced transient susceptibility test

　　2014-05-19 发布 2014-10-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　HB 6167《民用飞机机载设备环境条件和试验方法》分为 26 个部分：

　　——第 1 部分：总则;

　　——第 2 部分：温度和高度试验;

　　——第 3 部分：温度变化试验;

　　——第 4 部分：湿热试验;

　　——第 5 部分：飞行冲击和坠撞安全试验;

　　——第 6 部分：振动试验;

　　——第 7 部分：爆炸试验;

　　——第 8 部分：防水试验;

　　——第 9 部分：流体敏感性试验;

　　——第 10 部分：砂尘试验;

　　——第 11 部分：霉菌试验;

　　——第 12 部分：盐雾试验;

　　——第 13 部分：结冰试验;

　　——第 14 部分：防火、可燃性试验;

　　——第 15 部分：声振试验;

　　——第 16 部分：加速度试验;

　　——第 17 部分：磁影响试验;

　　——第 18 部分：电源输入试验;

　　——第 19 部分：电压尖峰试验;

　　——第 20 部分：电源线音频传导敏感性试验;

　　——第 21 部分：感应信号敏感性试验;

　　——第 22 部分：射频敏感性试验;

　　——第 23 部分：射频能量发射试验;

　　——第 24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验;

　　——第 25 部分：雷电直接效应试验;

　　——第 26 部分：静电放电试验。

　　本部分为 HB 6167 的第 24 部分。

　　本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国航空综合技术研究所归口。

　　本部分起草单位：中国航空综合技术研究所、中国航空无线电电子研究所。

　　本部分主要起草人：方 愔、黄菊英、沈国连、李 培、潘加明、侯典国、王 蓓。本部分为首次发布。

　　民用飞机机载设备环境条件和试验方法

　　第 24 部分：雷电感应瞬态敏感度试验

　　1 范围

　　本部分规定了民用飞机机载设备雷电感应瞬态敏感度的试验要求和试验方法。

　　本部分适用于民用飞机机载设备雷电感应瞬态敏感度试验，用于确定民用飞机机载设备承受雷电感应瞬态效应的能力。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　HB 6167.1 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 1 部分：总则

　　HB 6167.25 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 第 25 部分：雷电直接效应试验

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　电缆束 cable bundle

　　一组捆绑或敷设在一起的电线或电缆，它们将一个设备与另一个或多个设备连接起来组成受试系统。

　　3.2

　　校准环 caliberation loop

　　穿过注入探头后形成绝缘次级绕组的大容量、低自感、低电阻的单匝导线环。该校准环的阻抗应足够低，以获得试验电平和波形。

　　3.3

　　芯线 core wire

　　屏蔽层内部的单根线，由于屏蔽层转移阻抗的存在，降低了激励环上的电压或电流在单根线上产生的感应电压或电流。

　　3.4

　　发生器 generator

　　提供电压或电流波形的设备(如波形合成器、放大器、耦合器等)， 这些波形被直接或间接耦合到受试设备上。

　　3.5

　　本地接地 local ground

　　用长度小于 1 米的接地条或导体将设备与其安装的飞机结构连接起来。雷击试验期间， 应将接地条或导体搭接到安装设备的接地平板上，使接地平板与设备具有相同的结构地电位。

　　3.6

　　监测环 monitor loop

　　紧配合的单匝导线环，套在注入探头上形成绝缘次级绕组。该环用来监测电缆束或校准环的感应电压。

　　3.7

　　多重脉冲组 multiple burst application

　　外部雷击的多重脉冲组波形在飞机内部导线上感应的一组瞬态波形。多重脉冲组包含外部环境中每个电流脉冲的响应瞬态波形，每个感应瞬态波形是对外部环境的响应。多重脉冲组有 3 组各含 20 个脉冲的瞬态波形。

　　3.8

　　多重回击 multiple stroke application

　　外部雷击的多重回击波形在飞机内部导线上感应的一组瞬态波形。多重回击包含对外部多重回击环境中每个回击的响应瞬态波形。多重回击有 14 个瞬态波形，第 1 个感应瞬态波形是对外部环境中第 1个回击的响应，紧随其后的 13 个瞬态波形是对外部雷击环境中紧随其后的多重回击的响应。

　　3.9

　　屏蔽 shield

　　本部分所述屏蔽指两端与设备外壳或飞机结构搭接接地，与电缆束平行敷设并束缚电缆束的导体。通常是包裹电缆束或电缆的编织物，或是电缆束内部两端接地的金属导管或导线。屏蔽的作用是在互连设备之间提供低阻抗通路。

　　3.10

　　屏蔽电缆束 shielded cable bundle

　　含有一层或多层屏蔽导体的电缆束，电缆束内可能包含非屏蔽线。

　　3.11

　　单次回击响应 single stroke response

　　导线对作用于飞机外部雷击最严酷分量的典型响应。

　　3.12

　　转移阻抗 transfer impedance

　　芯线上开路电压与屏蔽层上电流的比值。

　　3.13

　　非屏蔽电缆束 unshielded cable bundle

　　不含导电屏蔽层的电缆束。

　　4 设备分类

　　4.1 类别标识

　　本部分采用设备类别标识对设备或试验进行分类，设备制造厂商应按照设备预期用途和在飞机上的安装要求对设备进行试验，试验电平和波形应符合相应要求。类别标识由 6 个字符组成，第 1、3、5个字符表示波形类别，第 2、4、6 个字符表示电平等级。类别标识规定及示例如下：

　　a) 类别标识规定：

　　1) 引脚试验波形类别用表 1 中的字母 A 或 B 表示，或用字母 Z 或 X 表示，每种类别的波形可以是波形 1～波形 6 中一种或多种;

　　表 1 引脚注入试验要求

　　2) 电缆束单次和多重回击试验波形类别用表 2 中的字母 C～K 表示，多重脉冲组试验类别用表 2 中的字母 L～M 表示，或用字母 Z 或 X 表示，每种类别的波形可以是波形 1～波形 6中一种或多种;

　　表 2 电缆束试验要求

　　3) 引脚试验电平等级用表 3 中的数字 1～5 表示，或用字母 Z 或 X 表示;

　　表 3 引脚注入试验的瞬变脉冲源设置电平

　　4) 电缆束单次和多重回击试验电平等级用表 4 和表 5 中的数字 1～5 表示，或用字母 Z 或 X表示;

　　表 4 电缆束单次回击试验的试验电平等级和极限电平

　　表 5 电缆束多重回击试验的试验电平等级和极限电平

　　表 5 电缆束多重回击试验的试验电平等级和极限电平(续)

　　5) 电缆束多重脉冲组试验电平等级用表 6 中的数字 1～5 表示，或用字母 Z 或 X 表示。

　　表 6 电缆束多重脉冲组试验的试验电平等级

　　b) 示例：

　　示例 1：

　　标识为 B3G4L3：

　　B 3 G 4 L 3

　　——B3 表示要求对该设备引脚注入试验时选用表 1 中波形类别 B 和表 3 中试验电平等级 3;

　　——G4 表示电缆束单次和多重回击试验时，选用表 2 中波形类别 G 和表 4、表 5 中试验电平等级 4;表 6 中

　　多重脉冲组试验电平等级 3;

　　——L3 表示电缆束多重脉冲组试验时，选用表 2 中波形 L 和表 6 中试验电平等级 3。

　　示例 2：

　　标识为 B3XXXX：

　　——B3XXXX 表示只对设备引脚注入试验并选用波形类别 B 和表 3 中的试验电平等级 3;

　　——设备不需要试验时，类别标识用 XXXXXX 表示。

　　以上示例表明，引脚对外壳的试验电平可以不同于电缆束试验电平。

　　c) 图 1～图 8 给出了 A 类～M 类波形的定义，它们可以是波形 1～波形 6 中一种或多种。

　　d) 波形类别标识为字母 Z 时表示波形或试验配置(如屏蔽、接地)与表 1 或表 2 的规定不同，试验电平等级标识为字母 Z 时表示施加的试验电平与表 3～表 6 的规定不同。例如， AZZ3Z3 表示引脚试验时施加的电平与表 3 规定的电平不同，而单次回击、多重回击和多重脉冲组试验时，采用其他替代波形或试验配置以及表 4～表 6 的试验电平等级 3。试验报告应描述具体的试验条件和试验电平等级。

　　图 1 电流波形 1

　　图 2 电压波形 2

　　电压/电流

　　最大峰值

　　50%

　　0

　　最大峰值的

　　25%-75%

　　电压和电流不需要同相。

　　波形可以是正弦或余弦衰减波。

　　图 3 电压/电流波形 3

　　图 4 电压波形 4

　　图 5 电流/电压波形 5

　　图 6 电流波形 6

　　图 7 多重回击波形

　　图 8 多重脉冲组波形

　　4.2 波形类别标识(第 1、第 3 和第 5 个字符)

　　第 1、第 3 和第 5 个字符表示波形类别，标识规定如下：

　　a) A、C、E、G 和 J 类波形适用于安装在主要瞬态感应源是机身孔缝而不是结构电阻的全金属飞机内部用电缆互连的设备。同理，这些波形也适用于金属框架和混合材料蒙皮飞机的内部设备，以及由碳纤维复合材料框架而主要表面用金属丝网或金属膜保护的飞机内部设备。

　　b) B 、D 、F 、H 和 K 类波形适用于安装在碳纤维复合材料结构飞机内部用电缆互连的设备，此类飞机结构电阻也是重要的瞬态感应源。这种情况互连电缆暴露在波形 5A 代表的高结构电压和再分布雷电电流环境中。

　　c) 电缆束试验波形类别 E 、F 、J 和 K 适用于受试设备的屏蔽互连电缆束。若电缆束中仅电源线不屏蔽也适用。例如，对同时具有屏蔽和非屏蔽互连电缆束的设备，用 E 、F 、J 和 K 类波形对屏蔽互连电缆束试验;用 C 、D 、G 和 H 类波形对非屏蔽互连电缆束试验(但不包括非屏蔽电源线)。

　　d) 波形类别 A 和 B 用于引脚注入试验。

　　e) 波形类别 C～F 用于电缆束单次回击试验。

　　f) 波形类别 G～K 用于电缆束单次回击、多重回击试验。

　　g) 波形类别 L 、M 用于电缆束多重脉冲组试验。

　　h) Z 表示按不同于表 1 或表 2 中规定的波形类别进行试验，例如对屏蔽电缆使用波形 C 、D 、G或 H。6.2 和 6.3 给出示例。

　　4.3 试验电平等级标识(第 2、第 4 和第 6 个字符)

　　第 2、第 4 和第 6 个字符表示试验电平等级标识，表 3～表 6 中列出了每种试验波形的试验电平等级 1～5，试验电平等级根据受保护设备互连电缆预期暴露程度和设备安装位置灵活性选用。飞机内部环境的试验电平等级规定如下：

　　a) 电平等级 1 适用于安装在较好保护环境中的设备和互连线;

　　b) 电平等级 2 适用于安装在局部保护环境中的设备和互连线;

　　c) 电平等级 3 适用于安装在中度暴露环境中的设备和互连线;

　　d) 电平等级 4 和 5 适用于安装在严酷电磁环境中的设备和互连线;

　　e) Z 表示按不同于表 3～表 6 中规定的试验电压或试验电流电平进行试验。

　　5 要求

　　5.1 概述

　　实验室环境条件及试验设备应符合 HB 6167.1 的相关规定。

　　本部分规定了雷电感应瞬态敏感度试验方法和试验程序，用于验证设备承受瞬态雷电感应效应的能力，试验波形和试验电平，受试设备的性能符合性判据应在有关设备规范中给出。

　　设备鉴定可采用两组试验，第一组是 6.2 规定的采用引脚注入的损毁容忍度试验，第二组是 6.3规定的施加于互连电缆束的功能失效容忍度试验。电缆束试验包括单次回击、多重回击、多重脉冲组试验，电缆束试验也能提供损毁容忍度的评价。

　　上述试验不可能涵盖雷电感应对设备产生的所有效应，对实际安装设备的鉴定，还应包括设备在其完整系统中的功能测试等附加试验。对安装在飞机外部的设备还应进行雷电直接效应试验， 详见HB 6167.25。

　　5.2 受试设备及辅助设备

　　5.2.1 带减震器的安装架

　　若设备制造商有规定，应将受试设备紧固在带减震器的安装架上，并将配置在安装架上的搭接条连接到接地平板上。若安装架没配置搭接条，试验配置也不应使用搭接条。

　　5.2.2 电搭接

　　仅在受试设备设计和安装说明中有规定时才进行电搭接，如外壳、安装架和接地平板的搭接。设备、连接器和导线束的电搭接应体现飞机上的实际安装状态，并符合设备制造商的最低性能要求。试验报告应记录所用的搭接方法。

　　当设备安装方法中不采用搭接方式接地时，设备应放置在绝缘垫子上。

　　5.2.3 外部接地端子

　　除非试验另有规定，若受试设备外部有接地端子，应将该接地端子连接到接地平板上，以确保试验期间的安全。接地线的长度应符合设备安装说明的规定，若没规定应采用大约 30cm 的典型长度。

　　除非安装说明另有规定，这些接地线不应作为与受试电缆束并行的电流通路。对地注入试验时， 若受试设备上有接地线，应将其连接到受试设备机座上，否则注入试验应在远端实施。

　　5.2.4 互连线束

　　电缆束试验时，所有受试设备互连线(如屏蔽导线、双绞线等)、电缆束和射频传输线应符合适用的安装接口文件要求。

　　电缆束应按飞机上的安装方式捆扎，其最低点应支撑在接地平板上方 50mm 高度，若更具代表性的飞机安装要求规定了更高的支撑高度，应记录在试验报告中。支撑材料应具备非吸收性、非导电性和非反射性。对复杂电缆束布置， 所有电缆束和互连负载应尽可能按实际情况互相分开放置，使电缆之间的耦合降到最低。

　　除非另有规定，电缆束长度至少应为 3.3m，若互连电缆束的长度比试验台长，应把超过部分以 Z字形放置在试验台的后部，并支撑在接地平板上方大约 50mm 高度。

　　某些特殊安装可能需要非常长的电缆束，以致不能布置在试验台上，此时建议电缆束的长度不超过15m。但该限制不适用相位匹配或类似原因所配备或规定的特殊电缆束长度。

　　5.2.5 电源线

　　对电缆束试验，通常与控制线和信号线绑扎在一起的电源线和回线应保留在电缆束中，可在尽可能靠近电缆束引出端测试区域部分将其分离出来，并连接到线路阻抗稳定网络(LISN)上，符合 5.3.2 的规定。

　　当实际飞机电缆束的布局未知或当电源线/回线与控制/信号线分开敷设时，应在靠近受试设备电缆连接器处从电缆束中把电源线和回线分离出来，然后分别接至 LISN。除非设备规范另有规定，连接到LISN 的电源线和回线长度应不超过 1m。

　　当回线本地接地时(长度小于 1m)，可将其直接连接到试验台，使之符合适用的安装接口文件要求。

　　5.2.6 接口负载和辅助设备

　　电缆束试验应在设备处于全部功能工作状态下进行，受试设备使用实际的接口设备。

　　在只能使用模拟接口设备时，模拟负载的电气、电子和/或机电特性应体现装机状态。为防止电缆束中电压和电流分布的变化，电气/电子负载应模拟雷击条件下实际负载的线对线和线对地阻抗(包括杂散电容和非线性器件)。

　　任何试验配置、模拟负载或监测设备都不应改变受试设备的敏感度或抗扰度。为了避免辅助设备受到施加瞬态信号的影响而失效和损坏，应采取必要的防护措施。

　　5.2.7 模拟天线或负载

　　为了满足试验要求，天线电缆可端接等效电缆特性阻抗的负载或模拟天线。若使用模拟天线， 应对其进行屏蔽，模拟天线应能充分模拟实际使用天线的电气性能，还应包括实际天线的配套电气部件，如滤波器、晶体二极管，同步机和电机。

　　5.3 试验设备

　　5.3.1 接地平板

　　受试设备应放置在接地平板上，接地平板应是铜板、黄铜板或铝板。铜板和铝板的厚度至少应为0.25mm，黄铜板的厚度至少应为 0.5mm。接地平板的深度(前后)应大于 0.75m，面积应不小于 2.5m2。若在屏蔽室内试验，接地平板两端应与屏蔽室壳体搭接，搭接点的间隔应不大于 1m。推荐的直流搭接电阻应不超过 2.5mΩ。

　　5.3.2 搭接

　　试验设备应以最小的接地环路进行搭接接地，以确保人身安全。把高电平的电流施加到电缆束时应小心谨慎，确保这些电流安全地从屏蔽层转移到屏蔽室墙壁，并在屏蔽室外部实施了合适的搭接和屏蔽，把对人身安全的危险性降到最低。

　　5.3.3 线路阻抗稳定网络(LISN)

　　受试设备的每根主电源输入线和不接地的回线均需接入 LISN。LISN 机箱的外壳应搭接到接地平板上。使用自谐振频率高于 10kHz 的 LISN(如标准的 5μH LISN)时，整个试验中应按图 9 或图 10 所示在每个 LISN 的电源输入端串接电容器。LISN 的射频测量端口应端接 50Ω 负载，LISN 的输入阻抗特性如图 11 所示。

　　电源输入端应使用如图所示的电容器，以提供对地的低阻抗。

　　串联电流监测电阻可以代替电流监测探头。

　　图 9 电缆感应试验典型配置

　　图 10 对地注入试验典型配置

　　图 11 线路阻抗稳定网络(LISN)输入阻抗特性

　　5.3.4 监测和注入探头

　　注入探头应具备必要的功率容量、带宽和动态范围， 以复现试验波形。波形 3 试验时应使用带静电屏蔽的探头。

　　5.4 试验配置要求

　　5.4.1 对地注入试验典型配置

　　采用图 10 配置应符合以下规定：

　　a) 电源输入端应按图 10 所示接入电容器，以提供对地的低阻抗。

　　b) 瞬态脉冲源的输出阻抗应足够低，以避免电源电压在脉冲源上的电压降过大。瞬态脉冲源应具有允许电源电流流动的低阻通路。

　　c) 可用串联电流监测电阻代替电流监测探头。

　　5.4.2 直接注入法信号/电源引脚注入校准配置

　　采用图 12 配置应符合以下规定：

　　a) 对有源交流电源电路试验，可能需通过变压器耦合把瞬态信号施加到电源线上，并使瞬态信号与交流波形的峰值同步。

　　b) 可用阻断器将受试设备引脚上的电压与低源阻抗脉冲源隔离开来，校准时应保留该阻断器，以防止对波形校准产生不利影响。典型的阻断器是用于波形 4 和 5A 的双极抑制器件或用于波形

　　3 的串联电容器。应根据额定电压接近于受试设备预期工作电压来选择双极抑制器件， 并取标称值，以利于用同一种校准配置进行试验。当额定电压与施加瞬态信号可比时会影响波形校准。选择电容器以获得校准电流，但容量太大试验时可能会产生不希望的谐振。

　　c) 无需供电的设备试验时不需加阻断器。

　　图 12 信号/电源引脚注入校准配置-直接注入法

　　5.4.3 电缆感应法电源引脚注入校准配置

　　采用图 13 配置应符合以下规定：

　　a) 该校准配置适用于所有波形，只要耦合探头足以承受开路电压波形和对应的短路电流波形。校准时图中所有辅助设备应配齐，如旁路电路、供电电源(不工作)等，在校准点上应获得规定的波形。

　　b) 用电流旁路电路来限制校准环的大小，并确保短路电流的流动;对直流电源引脚，该旁路电路可采用适当容值和额定功率容量的电容器;对交流电源引脚，旁路电路可以由电容和/或低阻抗隔离变压器组成;校准配置目地是在校准点上使合适的波形和源阻抗能获得希望的开路电压和短路电流。

　　c) 对多相用电设备，应对每相引脚配置旁路电路重复校准，并分别对每一相单独试验，不需要对所有相线同时施加瞬态信号。

　　图 13 电源引脚注入校准配置-电缆感应方法

　　5.4.4 对地注入法电源引脚注入校准配置

　　采用图 14 配置应符合以下规定：

　　a) 该校准配置适用所有波形，只要在校准点上能够获得规定的波形。瞬态信号发生器的输出阻抗应足够低，以避免电源电压在脉冲源上过大的电压降;瞬态信号发生器应具有允许供电电流流通的低阻抗直流通道;校准时图中所有辅助设备应配齐。

　　b) 电流旁路电路用来限制校准环的大小，并确保短路电流的流动;对直流电源引脚，该旁路电路可采用适当容值和额定功率容量的电容器;对交流电源引脚，旁路电路可以由电容器或低阻隔离变压器组成;校准配置目地是在校准点上使合适的波形和源阻抗能获得希望的开路电压和短路电流。

　　c) 对于多相用电设备，应对每相引脚配置旁路电路重复校准，并分别对每一相单独试验，不需要同时对所有相线施加瞬态信号。

　　图 14 电源引脚注入校准配置-对地注入法

　　5.4.5 直接注入法信号/电源引脚注入试验配置

　　采用图 15 配置应符合以下规定：

　　a) 应符合图 12 配置规定。

　　b) 试验配置和试验程序应使要求的雷电瞬态信号以差模形式出现在飞机电源线和回线或中线之间。如果电源线及其回线或中线来自远端，并与信号线处于同一电缆束中，试验配置中应隔离电源回线(不在本地接地)，以确保正确的共模评估。

　　c) 不上电的设备试验时不需要供电。

　　d) 试验程序假定雷电瞬态信号以共模形式出现在所有引脚和外壳之间，如果预期的安装已将本机电源回线和信号回线在设备内部或外部连接到外壳或飞机结构，那么试验时这些回线也应连接到外壳上。

　　e) 回线长度应尽可能短。

　　5.4.6 电缆感应法电源引脚注入试验配置

　　采用图 16 配置应符合以下规定：

　　a) 应符合图 13 配置规定;

　　b) 试验配置和试验程序应使要求的雷电瞬态信号以差模形式出现在飞机电源线和回线或中线之间，如果电源线及其回线或中线来自远端，并与信号线处在同一电缆束中，试验配置中应隔离电源回线(不在本地接地)，以确保正确的共模评估;

　　c) 电源回线或中线也应进行注入试验，除非它们在连接器处直接接到外壳上;

　　d) 回线长度应尽可能短。

　　*

　　图 15 信号/电源引脚注入试验配置-直接注入法

　　图 16 电源引脚注入试验配置-电缆感应法

　　5.4.7 对地注入法电源引脚注入试验配置

　　采用图 17 配置应符合以下规定：

　　a) 应符合图 14 配置规定;

　　b) 试验配置和试验程序应使要求的雷电瞬态信号以差模形式出现在飞机电源线和回线或中线之间，如果电源线和回线或中线来自远端，并与信号线处在同一电缆束中，试验配置中应隔离电

　　源回线(不在本地接地)，以确保正确的共模评估;

　　c) 电源回线或中线也应进行注入试验，除非它们在连接器处直接接到外壳上;

　　d) 回线长度应尽可能短。

　　图 17 电源引脚注入试验配置-对地注入法

　　5.5 试验报告数据要求

　　试验报告应包括以下试验配置信息和试验数据：

　　a) 电缆配置——每根电缆束的长度、导线类型、屏蔽和屏蔽端接(包括单根电缆和电缆束整体屏蔽)，以及试验线束的连接图;

　　b) 试验配置——每种试验配置的示意图、连接框图或照片， 包括电缆束的布局、瞬态注入和监测探头的位置以及受试设备搭接方法;

　　c) 受试设备工作方式——电缆束试验时受试设备的工作方式;

　　d) 负载——所有实际或模拟负载的描述，应给出模拟负载线对线以及线对机箱(地)两种状态的阻抗模拟程度;

　　e) 试验波形和电平——示波器显示的每一种试验波形和电平的校准/验证图形;

　　f) 施加的瞬态信号——应记录施加在注入点的每种电压/电流波形和极性的典型图形各一个;

　　g) 符合性判据——描述符合/不符合的判别依据;

　　h) 试验结果——试验的结果以及任何不满足符合性判据的响应。

　　6 试验方法

　　6.1 概述

　　引脚注入试验，包括将瞬态信号直接注入到受试设备接口电路的试验，主要用于损坏性评估。

　　电缆束试验用于确定当设备及其互连电缆暴露于施加的瞬态信号时，设备是否出现功能失效或部件损坏。试验方法和程序适用于受试设备、互连电缆束和负载的组合配置。

　　对处在复杂系统中的受试设备，由于系统中各种电缆束会暴露在差别很大的环境中，所以不同的电缆束可能需采用不同的试验电平等级，标识为 Z 类(见第 4 章)。

　　此类试验所用的瞬态脉冲源会产生致命的电压和电流电平，应采取所有可操作的安全措施来防止试验人员和辅助人员的伤亡。

　　6.2 引脚注入试验

　　6.2.1 要求

　　引脚注入试验是将瞬态波形直接施加到受试设备连接器引脚上的试验，通常施加在每根引脚和外壳地之间，该试验用于评估设备接口电路的绝缘耐压或损毁容忍度。试验要求如下：

　　a) 与设备架及本地飞机结构地隔离的简单电气或机电设备，可用绝缘耐压试验或高电压试验替代引脚注入试验，高电压试验不适用于任何含电子元器件的受试设备。绝缘耐压试验电平至少要达到表 3 中的电平等级的峰值电平;对具有偏压的引脚试验时，即引脚上存在电源线输入电压或其他源电压时，应与表 3 中的峰值试验电压相叠加，以符合引脚试验要求的本意，这时试验电平等级标识为 Z。

　　b) 若受试设备不只含有无源部件(如机电器件、温度传感器、液压阀等)， 应对受试设备供电，但工作电压和相应电流不能成为部件失效的原因。

　　c) 对加电设备试验时，应使用适当的方法确保瞬态信号发生器不对供电电源或信号线产生额外加载;另外，对加电设备电源线试验时，应使用隔离器件，确保瞬态信号直接施加到设备接口，而不会施加到供电电源或其他负载。

　　d) 引脚试验时，应以 1.0MHz(相对误差±20%)的重复频率施加波形 3，不允许仅用一种极性设置完成波形 3 双极性试验，应先施加正半周再反转施加负半周电平。

　　e) 为了尽可能降低试验难度，输入电源激励下的引脚试验也可通过电缆感应试验来完成，试验时选用适当的引脚试验波形和电平，按图 13 校准，按图 16 试验，采用这种方法时，应去掉受试主电源线上的任何屏蔽措施。

　　f) 受试设备电路引脚组(4 个或更多)若具有相同的保护和工作电路设计，验证时每一组可只选 3个典型引脚进行试验，其余引脚只需类比。

　　g) 若施加的试验电压幅度和波形保持在校准开路电压和波形的容差范围内，则可对多根引脚同时进行试验，这种方法只适用于在雷电状态下(试验中)仍呈现高阻抗的输入/输出引脚试验。

　　h) 当设备安装要求规定了引脚与飞机机身地之间在远端的负载阻抗特性时(包括远端负载的绝缘强度特性能够承受瞬态发生器开路电压)，可以把远端负载阻抗串连在信号发生器和受试设备之间，只要该负载不含可能短路负载阻抗的保护性器件;信号发生器校准时不包括该远端负载，为计及电缆特性阻抗的影响，波形 3 试验中的最大串联阻抗应限制到 75Ω;试验电路中串接的远端负载阻抗应是引线尽可能短的无感电阻，试验电路中串接远端负载阻抗时，类别应标识为

　　Z，试验方法、远端负载阻抗和绝缘强度应记录在试验表格和试验报告中。

　　i) 若实际安装时是将信号地连接到的设备外部结构，实验室试验期间应同样把信号地连接到大地，见图 15 配置的规定 5.4.5 d)。

　　注：某些设计可能采用单个保护器件来保护多个接口，对此种设计，单根引脚对外壳的试验不足以说明多个接口上同时出现的瞬态现象，可能需要对保护器件的额定值和试验方法进行评估。

　　6.2.2 瞬态脉冲源校准

　　信号引脚注入校准配置如图 12 所示。对加电引脚的注入试验，为了避免瞬态脉冲源的低源阻抗短路受试设备电流，应在瞬态脉冲源输出端配置一个电流阻断器件，作为校准配置的一部分。

　　对由外部电源供电的电源引脚试验，可按图 13 或图 14 进行校准配置，在该配置中应为供电电源阻

　　抗提供旁路路径，以确保校准点上可获得瞬态信号波形，该旁路电路也用于保护供电电源。注意， 实施下述校准时不能供电，校准方法如下：

　　a) 调节瞬态脉冲源输出，在图 12、图 13 或图 14 所示校准点上获得图 4、图 5、图 6 所示的开路电压(Voc)波形参数和表 3 所示的电平;

　　b) 记录 Voc 的波形参数、电平、极性和信号发生器的设置，使试验期间能复现;

　　c) 在相同的信号发生器设置下按图 12、图 13 或图 14 测量短路电流 Isc，验证 Isc 的电平应在表 3规定的容差范围内，并保持波形;

　　d) 记录 Isc 的波形参数、电平和极性。

　　6.2.3 试验步骤

　　试验步骤如下：

　　a) 按照图 15 或用于电源引脚试验的图 16、图 17 的配置要求(详见 5.4.5～5.4.7)，用低阻抗短导线把校准点连接到指定的受试设备引脚上;

　　b) 需要时，给受试设备供电;

　　c) 按 6.2.2 确定的瞬态脉冲源设置，对选定引脚施加 10 个单独的瞬态信号，监测每个瞬态信号电压波形是否有不希望的形变;施加瞬态信号的最大时间间隔不超过 1min;

　　d) 对受试设备每个连接器的每个指定引脚重复步骤 c);

　　e) 对换瞬态脉冲源的输出极性，重新校准瞬态脉冲源，并重复步骤 a)～d);

　　f) 对每种试验波形，重新校准瞬态脉冲源并重复上述试验步骤;

　　g) 确定与产品性能规范的符合性。

　　6.3 电缆束试验

　　6.3.1 要求

　　电缆束试验是通过电缆感应法或对地注入法向互连电缆(束)施加瞬态信号的试验，用于验证机载设备能否承受由外部雷电环境产生的内部电磁效应。试验应在受试产品处于全配置、全功能， 接通全部互连电缆束和接口负载的状态下进行。该项试验要求对互连电缆(束)单独或同时施加规定的波形和极限电平。试验要求如下：

　　a) 同一连接器引出的电缆束中的所有电缆应同时进行试验，以确定具体类别，否则应标识为 Z 。但电源线是唯一例外，如果电源线与电缆束分开布线或走线情况不明，则应该分开做试验(长度超过 1 米的本地接地电源回线也应单独试验)。当电缆束包含多种电源线(如直流、交流)时，严格的要求是分别对每根电源线单独试验。这时电源芯线上的试验电流不应超过表 3 中对应的引脚试验的短路电流电平。该“对应的引脚试验的短路电流电平等级”应与选用的电缆束试验电平等级相同。对于波形 1 和 2，应选用波形 4/1 的短路电流电平值。例如：A2J3L3 类设备的非屏蔽电源芯线上波形 1 的短路电流是 60 安培(对应引脚试验电平等级 3，而不是等级 2 的25 安培)。如果电缆束按走向分成若干段，并以不同电平进行，则试验电平等级标识为 Z。

　　b) 对多重回击和多重脉冲组试验，通过设置瞬态信号中各个脉冲之间和各个脉冲串之间的时间间隔来获得随机间隔效应，见图 7 和图 8。

　　c) 电缆束试验中所有屏蔽层的连接通常按机上实际安装状态进行，如果采用去除屏蔽层方法，则电缆束试验所有波形类别是 Z，试验电平等级标识应反映芯线实际的注入电平(即与同等级引脚注入试验电平相同)。

　　d) 电缆束单次回击试验可与多重回击试验结合起来进行，此时多重回击试验的第一个瞬态信号试验电平可用表 4 中的单次回击试验电平代替。

　　e) 电缆束试验时，应以 1.0MHz(相对误差±20%)和 10MHz(相对误差±20%)的重复频率施加波

　　形 3。不允许仅用一种极性设置完成波形 3 双极性试验，应先施加正半周再反转施加负半周电平。

　　f) 波形 1 即可采用 6.3.2 电缆感应试验方法施加，也可采用 6.3.3 对地注入试验方法施加。

　　g) 对每个波形，用 VT (V)表示试验电压电平，IT (A)表示试验电流电平。用 VL (V)和 IL (A)表示极限电平，以防止对受试设备施加超过要求的电平。如果要求的试验电平先于极限电平达到，试验结果可以接受，下列判据适用于极限电平先于试验电平达到的情况。

　　h) 波形 2、3 和 4 定义为电压波形，当试验电压电平 VT 符合波形 2、3 或 4 规定时，理想情况下这些波形出现在电缆束上(但不是必须)，而按图 18 或图 19 所示方法确认瞬态信号发生器性能时，瞬态信号发生器应产生这些波形。如果试验期间获得了规定的试验电压波形，并在图 2、图 3 或图 4 所示的容差内，就不需要确认瞬态信号发生器性能。应如图 9 或图 10 所示在电缆束上测量峰值电压电平。当监测与波形 2、3 或 4 的试验电平(VT)有关的电流极限电平(IL)时，电流波形应满足如下要求：

　　1) 电压波形 2 试验

　　如果电流极限电平先于电压试验电平达到，并且确认瞬态脉冲源性能时产生了波形 1，那么试验结果可以接受。这是预期的波形 1 和波形 2 的关系。如果确认瞬态脉冲源性能时不能产生符合要求的波形 1，则需进行波形 1 的电流试验。这时波形标识应为 Z。

　　2) 电压波形 3 试验

　　电压波形和电流波形是相同的，所以只要试验电平或者试验极限电平达到了，试验结果就可以接受。

　　3) 电压波形 4 试验

　　如果电流试验极限电平先于电压试验电平达到，并且瞬态脉冲源性能确认时产生的电流波形比电压试验波形具有相等或更长的上升时间和下降时间，那么试验结果可以接受。性能确认时，不能接受持续时间较短的电流波形。如果瞬态脉冲源性能确认时不能产生相符的电流波形，则需进行波形 5A 的电流试验。这时波形标识应为 Z。

　　4) 波形 5A 可以定义为电压波形

　　虽然波形 5A 被定义为电流波形，但当试验方法规定了去除导线的屏蔽层后直接对芯线进行脉冲试验时，该波形也可用作电压波形，可把波形 5A 的幅度定义为电压试验电平。当按图 18 或图 19 确认瞬态脉冲源的性能时，瞬态脉冲源应能产生该波形。应按图 9 或图 10 所示方法测量电缆束上的峰值电平，这种情况应使用表 4 中波形 4 的相应试验电平(VT)和波形 5A 的波形，标识为 Z 类。

　　串联电流监测电阻可以代替电流监测探头。

　　图 18 电缆感应试验时瞬态脉冲源性能确认的典型配置

　　串联电流监测电阻可以代替电流监测探头。

　　图 19 对地注入试验时瞬态脉冲源性能确认的典型配置

　　i) 波形 1、5A、5B 和 6 定义为电流波形，当试验电平 IT 符合波形 1、5A、5B 或 6 规定时，理想情况下这些波形应出现在电缆束上(但不是必须)，而按图 18 或图 19 所示方法确认瞬态信号发生器性能时，瞬态信号发生器应产生这些波形。如果试验期间获得了规定的试验电流波形并在图 1、图 5 或图 6 所示的容差内，则不需要确认瞬态信号发生器性能。应按图 9 或图 10 所示方法在电缆束上测量峰值电流电平。当监测与波形 1、5A、5B 和 6 的试验电平(IT)有关的电压极限电平(VL)时，电压波形应满足以下要求：

　　1) 电流波形 1 试验

　　监测与电流波形 1 的试验电平(IT)相关的电压极限电平(VL)时，如果电压极限电平先于电流试验电平达到，并且在瞬态脉冲源性能确认时产生的电压波形上升时间(T1)比波形 1的 T1 更短、持续时间(T2)比波形 2 的 T2 更长，那么试验结果可以接受。如果确认瞬态脉冲源性能时不能产生这种相符合的电压波形，需进行电压波形 2 试验，这时波形标识为 Z。

　　2) 电流波形 5A 或 5B 试验

　　监测与电流波形 5 的试验电平(IT)相关的电压极限电平(VL)时，如果电压极限电平先于电流试验电平达到，并在确认瞬态脉冲源性能时产生的电压波形的上升时间(T1)比波形 5的 T1 短，比波形 4 的 T1 长，那么试验结果可以接受。如果确认瞬态脉冲源性能时不能产生符合要求的电压波形，则需进行电压波形 4 试验，此时试验标识为 Z 类。在某些与飞机机身设计和导线敷设有关的情况下，设备可能遭受到像波形 5B(见图 5)那样较长持续时间波形的干扰，这些条件下的试验标识为 Z 类。

　　3) 电流波形 6 试验

　　电流波形 6 对应多重脉冲组，适用于安装低阻抗电缆束的受试设备。理想情况下电流波形

　　6 应出现在电缆束上(但不是必须)，而按图 18 或图 19 所示方法确认瞬态信号发生器性能时，瞬态信号发生器应产生这些波形。如果试验期间获得了规定的试验电流波形并在图 6所示的容差内，就不需要确认瞬态信号发生器性能。应按图 9 或图 10 方法在电缆束上测量峰值电流电平。在监测与电流波形 6 的试验电平(IT)相关的电压极限电平(VL)时，如果电压极限先于电流试验电平达到且瞬态信号发生器的开路电压与短路电流比值小于 15Ω ,则试验结果可以接受。如果瞬态信号发生器不符合该条件， 则需要进行电压波形 3 多重脉冲组试验。

　　6.3.2 电缆感应试验

　　6.3.2.1 瞬态脉冲源性能确认

　　电缆感应试验方法适用于单次回击、多重回击和多重脉冲组试验，推荐电缆感应法采用波形 1、2和 3，也可以采用其他波形，只要按下列方法注入探头耦合的校准环能够达到校准要求。本地接地线不应进行试验，电缆束试验中不包括本地接地线。瞬态脉冲源性能确认方法如下：

　　a) 把瞬态脉冲源连接到注入探头的初级端(见图 18)。

　　b) 对瞬态脉冲源每个规定的试验电平，记录校准环开路时的电压波形和短路时的电流波形，验证图 1、图 2、图 3 和图 6 所示的相关试验电平和波形(VT 或 IT)。这时瞬态脉冲源不是必须产生相关的电压或电流极限电平和波形。

　　c) 对多重回击和多重脉冲组试验，还需验证图 7 和图 8 所示的脉冲波形和时间参数要求。

　　6.3.2.2 试验步骤

　　试验步骤如下：

　　a) 按图 9 配置受试设备、辅助设备和互连电缆，把注入探头套在受试电缆束上，如果采用 6.3.1.c)规定的去除屏蔽层的试验方法，则应断开屏蔽层的接地连接，并确保注入探头夹套电缆芯线段无屏蔽层。

　　b) 把电压和电流监视探头连接到示波器，为了试验结果的一致性，探头位置应尽可能与图示位置接近。

　　c) 给受试设备供电并设置为所选工作方式，按适用的设备规范确认正确的系统工作状态。

　　d) 施加瞬态信号时应逐渐增加脉冲源输出幅度，直到规定的试验电平(VT 或 IT)或极限电平(VL或 IL)达到为止：

　　1) 必要时调整脉冲源的设置和注入探头的配置，使受试电缆上能够达到需要的试验电压 VT或试验电流 IT ，除非相应的极限电流 IL 或极限电压 VL 电平先达到。如果改变了注入探头的配置，应重新确认脉冲源性能，并记录波形。

　　2) 如果 VL 或 IL 先于 IT 或 VT 达到，应重新评估试验，以确定是否需要施加其他脉冲波形组。测量电压/电流波形电平时，应忽略由仪器噪声、开关瞬态或负载效应引起的窄尖峰或高频噪声。

　　e) 单次回击试验时，按步骤 d)确立的脉冲源设置，至少施加 10 个瞬态信号，同时监视受试设备工作。每个单次回击瞬态信号之间的最长时间间隔应不超过 1min。

　　f) 多重回击试验时，按步骤 d)确立的脉冲源设置，至少施加 10 个多次瞬态信号，同时监视受试设备工作。每个多重回击瞬态信号之间的最长时间间隔应不超过 5min。

　　g) 多重脉冲组试验时，按步骤 d)确立的脉冲源设置，每隔 3 秒施加 1 次多重脉冲组，至少连续施加 5min。更长的试验时间可在设备规范中规定。

　　h) 对需要考核的受试设备的每个工作方式重复步骤 d)～g)。

　　i) 对换瞬态脉冲源输出极性，重新确认脉冲源性能，并重复步骤 b)～h)。

　　j) 对每根受试电缆重复步骤 b)～i)。

　　k) 对每个需要施加的波形，重新确认脉冲源性能，并重复步骤 b)～j)。

　　l) 确定受试设备与其性能规范的符合性。

　　6.3.3 对地注入试验

　　6.3.3.1 试验要求

　　试验要求如下：

　　a) 适用于单次回击、多重回击试验。推荐对地注入法使用脉冲波形 4 和 5A，若在注入点上能够完成 6.3.3.2 的波形校准，该试验技术也可以使用波形 1 和 2。

　　b) 安装接口文件要求的本地接地的设备外部接地端子、底盘接地线和电源线回线， 在试验中应与接地平板绝缘;另外，如果电源线与主要信号线束分开敷设，那么电源线上除 LISN 外可能还需插入 AC 串联阻抗，以确保信号线束上达到相应的试验电平。

　　c) 如图 10 所示，本项试验要求在每根电缆束上达到适用的试验电平，所以可能需要在多个注入点上进行试验，对电压试验和电流试验可采用不同的试验方法。

　　d) 当受试设备和接地平板之间的电压试验电平达到要求时，电压试验有效;对电压试验，如果任何一电缆束上的电流试验极限先于电压试验电平达到，那么有两种选择：

　　1) 增加脉冲源的输出幅度，使每束电缆上达到电压试验电平或电流试验极限，但这存在着一些单束电缆上的电流试验电平超过电流试验极限的风险;

　　2) 对每束电缆单独进行试验。

　　e) 当每根电缆束上达到电流试验电平(应注意，此时某些单束电缆上的实际电流可能超过电流试验电平)或者在受试设备和接地平板之间达到电压试验极限时，电流试验有效。

　　6.3.3.2 瞬态脉冲源性能确认

　　记录每个瞬态脉冲源在指定的试验电平下校准环的开路电压波形和短路电流波形(如图 19 所示)，验证图 4 或图 5 所示的相关试验电平和波形(VT 或 IT)，这时瞬态脉冲源不是必须产生相关的电压或电流极限电平和波形。

　　对多重回击和多重脉冲组试验，还需验证图 7 和图 8 所示的脉冲波形和时间参数要求。

　　6.3.3.3 试验步骤

　　试验步骤如下：

　　a) 除了瞬态信号注入点处(受试设备或负载)的所有本地接地线和电源线回线应与接地平板绝缘并与其外壳连接之外，第 5 章的要求适用于本项试验配置，在外壳和接地平板之间所用的绝缘体应能承受施加的最大试验电压。

　　b) 按图 10 将瞬态脉冲源连接在受试设备外壳和接地平板之间，配置受试设备、辅助设备和互连电缆束;如果采用 6.3.1 c)描述的去除屏蔽层试验方法，则应去除屏蔽层或至少断开屏蔽层的接地连接。

　　c) 将适用的电流或电压监测探头连接到示波器上。

　　d) 给受试设备供电并设置合适的工作方式，按适用的设备规范要求确认正确的系统工作状态。

　　e) 施加瞬态信号时逐步增加脉冲源输出幅度，直至达到规定的试验电平(VT 或 IT)或极限电平(VL或 IL);

　　1) 必要时调整脉冲源的设置和注入探头的配置，使受试电缆上能够达到需要的试验电压 VT或试验电流 IT 电平，除非相应的极限电流 IL 或极限电压 VL 电平先达到;如果改变了注入探头的配置应重新确认脉冲源性能;记录波形;

　　2) 如果 VL 或 IL 先于 VT 或 IT 达到，应重新评估试验，以确定是否需施加另外的脉冲源或波形组;测量电压/电流波形电平时，应忽略由仪器噪声、开关瞬态或负载效应引起的窄尖峰或高频噪声。

　　f) 单次回击试验时，按步骤 e)确立的脉冲源设置，至少施加 10 个瞬态信号，同时监测受试设备工作。每个单次回击瞬态信号之间的最长时间间隔应不超过 1min。

　　g) 多重回击试验时，按步骤 e)确立的脉冲源设置，至少施加 10 个多次瞬态信号，同时监测受试设备工作。每个多重回击瞬态信号之间的最长时间间隔应不超过 5min。

　　h) 对需要考核的受试设备的每一个工作状态，重复步骤 e)～g)。

　　i) 反转瞬态脉冲源输出极性，重新确认脉冲源性能，并重复步骤 b)～h)。

　　j) 在每个指定的注入位置，重复步骤 b)～i)。

　　k) 对每种指定的波形，重新确认脉冲源性能，并重复步骤 b)～j)。

　　l) 确定受试设备与其性能规范的符合性。