電子設備的普及使其面臨越來越復雜的電磁環境，雷擊和電網操作引起的浪涌（沖擊）過電壓，是設備故障的重要誘因之一。為確保設備在浪涌條件下的穩定運行與互操作性，國際電工委員會（IEC）制定了 IEC 61000-4-5《電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌（沖擊）抗擾度試驗》（對應中國標準 GB/T 17626.5），用于規范浪涌抗擾度試驗的波形、等級和試驗方法。

執行該項試驗的核心設備是浪涌發生器（浪涌測試儀），而示波器是配套的測量儀器，用于捕獲和記錄試驗過程中的電壓、電流波形。二者分工不同：浪涌發生器負責產生高壓浪涌脈沖，示波器負責觀測波形，示波器本身不產生高壓激勵。理解這一點，是正確開展浪涌試驗的前提。

IEC 61000-4-5浪涌試驗的原理

浪涌試驗模擬兩類典型瞬態過電壓來源：

- 雷擊的間接效應：雷電擊中外部線路或鄰近物體時，在電源線、信號線上感應出的浪涌過電壓；

- 開關操作過電壓：電網或設備內部開關切換、故障跳閘引起的瞬態沖擊。

為覆蓋上述場景，浪涌發生器輸出標準的組合波（Combination Wave）：

• 開路電壓波形：1.2/50μs（波前時間 1.2μs，半峰值時間 50μs）；

• 短路波形：8/20μs（波前時間 8μs，半峰值時間 20μs）；

- 發生器等效輸出阻抗約 2Ω。

試驗時，浪涌發生器通過耦合 / 去耦網絡（CDN）將浪涌施加到受試設備（EUT）的電源端口或信號端口，同時保證浪涌不反向干擾供電電網。在此過程中，示波器通過高壓差分探頭測量 EUT 端口的浪涌電壓波形與殘余電流波形，為評估設備抗擾能力提供原始數據。設備是否通過試驗，最終由測試人員依據標準規定的性能判據 A/B/C 判定，示波器僅提供可追溯的波形證據。

IEC 61000-4-5 浪涌試驗的使用方法

完整的浪涌試驗流程如下：

第一步：確定試驗等級與試驗配置根據設備安裝環境選擇試驗等級（1 級 0.5kV、2 級 1kV、3 級 2kV、4 級 4kV），確定耦合方式：線 - 線耦合（差模） 或 線 - 地耦合（共模）。檢查 EUT 處于正常工作狀態。

第二步：連接試驗系統將浪涌發生器輸出端經 CDN 與 EUT 正確連接，確保接地可靠。示波器經高壓差分探頭接至被測點（如 EUT 電源輸入端口），注意探頭耐壓等級須覆蓋試驗電壓，避免損壞儀器。

第三步：設置發生器參數設置浪涌電壓峰值、極性（正 / 負）、對交流電源的注入相位（過零與峰值附近）、脈沖重復率（通常每分鐘 1 次）。禁止在 EUT 帶電狀態下帶電插拔連接線。

第四步：設置示波器參數

• 觸發方式：上升沿觸發，觸發電平略低于浪涌峰值；

• 采集方式：單次捕獲（Single），防止多次脈沖疊加；

• 帶寬建議 ≥100MHz（推薦更高帶寬以準確還原 1.2μs 波前），采樣率建議 ≥1GSa/s；

• 垂直量程按探頭衰減比與浪涌幅值設定。

第五步：施加浪涌并記錄按標準要求，對每個試驗點、每種極性（正、負）各施加至少 5 次浪涌，間隔不低于 1 分鐘。施加期間通過示波器記錄 EUT 端口的電壓 / 電流波形，同時觀察 EUT 運行狀態。

第六步：評估與報告依據性能判據判定試驗結果：A 級（功能正常無退化）、B 級（功能暫時降低但可自恢復）、C 級（功能降低需人工復位或干預）。結合示波器記錄的波形分析失效機理，如不過關需定位并整改（如增加壓敏電阻、TVS、濾波等保護器件），最后輸出試驗報告。

關鍵技術參數

浪涌發生器側（決定試驗是否正確）：

示波器及探頭側（決定測量是否準確）：

IEC 61000-4-5 浪涌抗擾度試驗是評估設備在雷擊間接效應與開關瞬變下抗擾能力的重要手段。試驗以浪涌發生器 + CDN產生并注入標準組合波，以示波器 + 高壓差分探頭完成波形觀測與記錄，最終依據性能判據 A/B/C 評估設備可靠性。正確配置發生器等級、耦合方式與示波器測量參數，是獲得準確、可追溯試驗結果的關鍵。