Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости icon

Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости



НазваниеСодержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости
страница1/8
Дата конвертации16.11.2013
Размер1.24 Mb.
ТипДокументы
источник
  1   2   3   4   5   6   7   8




Содержание.

ГЛАВА ПЕРВАЯ. Общие вопросы электромагнитной совместимости……………………..2

1.1 Электромагнитная совместимость. Электромагнитные влияния……………………….2

1.2 Природа электромагнитных влияний и пути их передачи…………………………….…4

1.3 Источники помех…………………………………………………………………………….….8

1.4 Источники широкополосных импульсных помех………………………………………...10

1.5 Источники широкополосных переходных помех………………………………………….11

1.6 Переходные процессы в сетях низкого напряжения…………………………………….…17

1.7 Переходные процессы в сетях высокого напряжения………………………………..……17

1.8 Пассивные помехозащитные устройства…………………………………………………….20

1.9 Экранирование…………………………………………………………………………………..28

1.10 Некоторые общие проблемы электромагнитной совместимости………………………..31

1.11 Грозозащита — концепция грозозащитных зон…………………………………...………34

1.12 Стандартизация в области ЭМС……………………………………………………………..36


ГЛАВА ВТОРАЯ. Качество электрической энергии………………………………………...…39

2.1 ГОСТ 13109-97……………………………………………………………………………….…..39

2.2. Показатели качества электрической энергии………………………………………………40

2.3 Правовое и методическое обеспечение проблемы качества электроэнергии…….……..42

2.4 Процессы и явления в электрических сетях, вызывающие нарушение показателей качества электроэнергии…………………………………………………………………………..44

2.5 Влияние качества электроэнергии на работу электропремников и аппаратов……...…50

2.6 Способы и технические средства повышения качества электроэнергии. ………………60


ГЛАВА ПЕРВАЯ. Общие вопросы электромагнитной совместимости

    1. ^ Электромагнитная совместимость. Электромагнитные влияния

Электромагнитная совместимость - современное понятие, обобщающее возникшую еще в начале развития электротехни­ки и приобретающую в настоящее время все большее значение проблематику. С появлением первых передатчиков возникла необходимость согласования частот и мощностей, с которыми они могут работать.

Для радиоприема без помех необходимо было предотвратить неконтролируемое излучение высокочастотной энергии элек­тропотребителями. С появлением электроники и микроэлектро­ники резко возросло число как излучающих помехи приборов, так и устройств, реагирующих на помехи. Это привело к норми­рованию уровней излучаемых помех и помехоустойчивости.

Под электромагнитной совместимостью (ЭМС) понимают нормальное функционирование передатчиков и приемников электромагнитной энергии, т. е. энергия передатчи­ков достигает только желаемых приемников, приемники реаги­руют только на сигналы передатчиков по своему предназначе­нию, нежелательные взаимные влияния отсутствуют.

Понятия "передатчик" и "приемник" здесь имеют более ши­рокий смысл, чем, например, в средствах связи. Так, к передат­чикам электромагнитной энергии наряду с телевизионными и ра­диовещательными устройствами относятся также электрические цепи и системы, которые непреднамеренно излучают в окружаю­щую среду влияющую электромагнитную энергию (так называе­мые источники помех), например, автомобильные устройства за­жигания, люминесцентные лампы, универсальные коллекторные двигатели, силовая электроника, контакты выключателей, атмос­ферные разряды и т. д.

Тем самым современное понятие ЭМС выходит далеко за рам­ки классической защиты от радиопомех, однако по-прежнему включает их, являясь понятием более общим.

Так, стандарт VDE 0870 (общество немецких электротехников) определяет электромагнитную совместимость как "способность электричес­кого устройства удовлетворительно функционировать в его элект­ромагнитном окружении, не влияя на это окружение, к которому принадлежат также другие устройства, недопустимым образом ". Поэтому электрическое устройство считается совместимым, если оно в качестве передатчика является источником помех не выше допустимых, а в качестве приемника обладает допустимой чувствительностью к посторонним влияниям, т.е. достаточной помехоустойчивостью или иммунитетом.

Проблема ЭМС возникает как правило прежде всего у прием­ников, если нарушается безупречный прием полезного сигнала, например, случайно поступившей электромагнитной энергией нарушено или сделано совсем невозможным нормальное функ­ционирование системы автоматизации. Тогда говорят о наличии электромагнитных влияний. Стандарт VDE 0870 определяет электромагнитные влияния как "воздействие электромагнитных величин на электрические цепи, приборы, системы или живые суще­ства ".

Электромагнитные влияния могут появляться в виде обрати­мых или необратимых нарушений.

Чтобы наглядно выразить возмущающий эффект, для передат­чиков и приемников (поглотителей) помех установили обобщаю­щие понятия — "источник помех", "чувствительные элементы" Между ними существует некоторый механизм связи (рис. 1.1).





В каких случаях передатчики и приемники характеризуются как электромагнитносовместимые, существенно зависит от вида передатчика или приемника.

Радио- и телевизионные передатчики считаются совместимы­ми, если они работают только на отведенной для них частоте, т.е. не создают высших гармоник, и если излучаемые ими электро­магнитные поля на значительном удалении затухают настолько, что находящийся там и работающий на той же частоте передат­чик может быть воспринят без помех.

Передатчики, которые отдают паразитную электромагнитную энергию в окружающую среду, считаются совместимыми, если значения напряженности производимого- ими поля на опреде­ленном расстоянии не превосходят установленных предельных значений, т. е. если возможно безупречное функци­онирование находящегося на этом расстоянии приемника в соот­ветствии с его паспортными данными.

Приемники считаются совместимыми, если они в состоянии принимать при электромагнитном загрязнении свой полезный сигнал с удовлетворительным уровнем помех, а сами не излучают недопустимых помех.

Комплексные системы требуют уже на стадии, планирования всестороннего учета аспектов ЭМС, а также использования спо­собствующих ЭМС компонентов и мероприятий. Большие пер­воначальные затраты Зп позволяют в дальнейшем избежать про­блем ЭМС, а также дополнительных расходов на исправление дефектов, вызывающих несовместимость на этапе ввода в эксп­луатацию. Напротив, малые начальные затраты с большой веро­ятностью ведут к большим расходам на исправление Зи Кривая полных затрат на ЭМС в зависимости от вероятности появления электромагнитных влияний Wэмв имеет минимум (рис. 1.3).




Стремление к минимальным затратам на ЭМС предполагает подробные знания о возникновении, распространении и проник­новении электромагнитных влияний, которые позволяют забла­говременно распознать малоочевидные пути этих влияний и из­бежать чрезмерных затрат на защиту от помех, на бесполезные мероприятия. Хотя всестороннее планирование должно быть само собой разумеющимся, многие руководители проектов из-за от­сутствия достаточного понимания проблем ЭМС и вследствие паразитной природы многих ее феноменов часто к собственному удивлению обнаруживают себя в отношении аспектов ЭМС на правом конце абсциссы (рис. 1.3).


Для количественной оценки электромагнитной совместимос­ти пользуются логарифмическими масштабами напряжений, то­ков, напряженностей поля, мощностей в относительных едини­цах, что позволяет наглядно представить соотношения величин, отличающихся на много порядков. Различают два вида логариф­ма отношений — уровень и степень передачи.

Уровни определяют отношение величины, например напря­жения, к постоянному базовому значению напряжения. Часто в качестве базового принимают U0= 1 мкВ.

Степень передачи определяется отношением входных и вы­ходных величин системы и служат характеристикой ее трансля­ционных свойств. Она представляет собой логарифмы обратных значений коэффициентов передачи, например, коэффициентов затухания мощности, ослабления за счет экранирования, сниже­ния противофазной помехи по отношению к синфазной.

С применением десятичного логарифма log10=lg определяют, например, следующие величины, дБ:

uдб=20lg(Ux/ U0)

при U0=1 мкВ


iдб=20lg(Ix/ I0)

при I0=1 мкA


Eдб=20lg(Ex/ E0)


^ 1.2 Природа электромагнитных влияний и пути их передачи

Чтобы иметь возможность целенаправленно спланировать электромагнитную совместимость системы, долж­ны быть известны:

электромагнитная обстановка (характеризующаяся амплитуд­ными значениями напряжений и токов источника помех, напряженностями поля, частотными спектрами, крутизной фронтов);

механизм связи, например характеризующийся коэффициен­тами затухания или передаточными функциями;

восприимчивость, или чувствительность приемника помех, ха­рактеризующаяся пороговыми значениями помех в частотной и временной областях.

В зависимости от среды распространения и удаления от ис­точника помехи достигают приемного электрического контура различными путями и их комбинациями. К примеру, электромагнитные помехи называют поступающими по проводам, если они проникают в приемник через одну или несколько линий, подходящих к приемнику либо через пассивные элементы (кон­денсаторы, трансформаторы и т.д.). Токи, текущие по оплетке кабелей, и цепь питания, обуславливают так называемую галь­ваническую связь (рис. 1.9).

Между передатчиком помехи и приемником энергия помехи может переноситься посредством связи через поле или излуче­ния. Так, электромагнитное влияние может возникнуть в токо­вом контуре, но затем распространиться в виде электромагнит­ного поля или излучения и, наконец, появиться в проводах других контуров как помеха. Например, это может иметь место при искрении щеток коллекторного двигателя, длинные подво­дящие провода которого действуют как антенны.

Если длина волны велика по отношению к размерам источ­ника помехи, электромагнитные влияния распространяются пре­имущественно за счет токов или посредством электрического или магнитного поля. Если порядки длин волн и размеров сравнимы, проявляется излучение. Граница между механизмами влияния подвижна, однако для многих имеющих место на прак­тике случаев она имеет место при длинах проводов порядка 10 м соответственно частоте 30 МГц. Другими словами, в радио­частотной области от 0,1 до 30 МГц помехи связаны с токам, в УКВ-области и выше — с излучением.





^ Гальваническая связь. Гальваническая или металлическая связь появляется тогда, когда два электрических контура имеют общее сопротивление Z, будь то участок провода, сопротивле­ние связи или двух­полюсник иного вида (рис. 1.10).


Ток в контуре ^ I (источник помехи) создает на общем сопро­тивлении Z падение напряжения, которое в контуре II (подвер­женная действию помехи система) накладывается на полезный сигнал. Эта простая эквивалентная схема может быть использо­вана для разрешения таких проблем совместимости, как возни­кающая путем проводимости наводка частоты 50 Гц, падения напряжения, связанные с токами, текущими по оплетке кабелей и корпусам, помехи, которые достигают приемника через цепи питания от одной сети нескольких потребителей . Разумеется, при сравнимых мощностях обоих контуров ток кон­тура II может вызвать помеху в контуре /.

Емкостная связь. Емкостная связь, возникает между двумя контурами, проводники которых находятся под различными по­тенциалами (рис. 1.11).



Рис. 1.11. Пример электрической связи контуров I и II с токами через квазиста­тическое электрическое поле или емкости рассеяния: а — полевая модель, б — цепная модель

Пусть мешающий контур I представляет собой осветительную сеть 220 В, подверженный помехе контур II — измерительную установку, в которой напряжение в несколько милливольт дол­жно измеряться при помощи осциллографа. Между проводом, находящимся под потенциалом 220 В, и измерительными про­водами, находящимися почти под потенциалом земли, суще­ствует электрическое поле (рис. 1.11,а), влияние которого может быть отражено в эквивалентной схеме введением емкостей уте­чек Спар1 и Спар2 (рис. 1.1,6). Напряжение сети вызывает токи смещения через емкости утечек, которые через общий массовый провод возвращаются к нулевому доводу сети. Ток через емкость Спар 1 создает на внутренних сопротивлениях передатчика и приемника в контуре II Zи и Zпр падение напряжения, которое накладывается на полезный сигнал как помеха.

Так как теория цепей оперирует не с параметрами поля, а с источниками напряжения и тока, с пассивными элементами, связь через электрическое поле отображается емкостями, которые используются в качестве сопротивлений связи.

^ Магнитная связь. Магнитная или индуктивная связь возника­ет между двумя или несколькими контурами с токами. Мы рас­смотрим ту же цепь, что и на рис. 1.11, но предположим, что теперь по проводу осветительной сети течет ток 20 А (связь через электрическое поле мы ради наглядности учитывать не будем) (рис. 1.12).



Рис. 1.12. Пример магнитной связи контуров I и II с токами: а — через квазистатическое магнитное поле (полевая модель); б — через взаим­ную индуктивность (цепная модель)

Ток вызывает переменное магнитное поле, которое индукти­рует в контуре II, подверженном помехе, напряжение, наклады­вавшееся на полезный сигнал (рис. 1.12). Воздействие магнит­ного поля контура I на контур II в эквивалентной схеме соот­ветствует взаимной индуктивности М или индуктируемой ЭДС.

Представленные на рис. 1.11 и 1.12 механизмы влияния очень четко отражают взаимную независимость квазистатических элек­трических и магнитных полей. С одной стороны (см. рис. 1.11) влияние через электрическое поле не связано с присутствием маг­нитного поля, с другой стороны (рис. 1.12) без ущерба для име­ющегося в том или ином случае электрического влияния могут существовать магнитное влияние любой интенсивности.

^ Связь через электромагнитное излучение. Если под связью через электромагнитное излучение понимать любую связь в не­проводящем пространстве, то описанные перед этим связь через электрическое поле и магнитная связь тоже относятся к связи через излучение, а именно, они описывают квазистатический диапазон, в котором электрическое и магнитное поля независи­мы друг от друга. Ограничимся поня­тием связи через излучение случаями, в которых подверженная помехе приемная система находится и дальнем поле производи­мого источником поля излучения, следовательно, электрическое и магнитное поля возникают одновременно и связаны через волновое сопротивление вакуума (рис. 1.13):





Рис. 1.13. Связь через излучение

Подверженная помехе система не должна непременно иметь штыревую антенну. С таким же успехом электромагнитное вли­яние может воздействовать и через рамочную антенну или пря­мо на электронную схему, не обладающую запроектированными свойствами антенны.

Однако заметим, что на практике в большинстве случаев действуют одновременно (параллельно) несколько путей связи, и один путь при опреде­ленных обстоятельствах может содержать также несколько меха­низмов связи, что существенно затрудняет правильное объясне­ние появления помех. Например, электромагнитное влияние на контур программного управления или систему автоматизации возможно пятью путями.




^ Рис. 1.14. Пути проникновения электромагнитных влияний в систему автомати­зации.

Чем лучше понятен физический смысл различных механизмов связи, тем скорее могут быть найдены ее пути, вычислена сте­пень затухания вдоль них и тем дешевле обойдутся эффективные средства обеспечения помехоустойчивости.
  1   2   3   4   5   6   7   8




Похожие:

Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconКонкурс по читательской грамотности 10-11 класс Задание Изучи таблицу совместимости пищевых продуктов (стр. 2) и ответь на вопросы
Задание Изучи таблицу совместимости пищевых продуктов (стр. 2) и ответь на вопросы
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconУрок 6 основной ключ к совместимости в семье
Этот урок дает ответы на эти важные вопросы
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconПредисловие Лизы Джименез Введение Существует ли Бог на самом деле? Глава первая Сознание Процветания Глава вторая закон
Эти законы как на «творческие». Ибо в конечном счете все зависит от наших творческих способностей — платить по счетам, зарабатывать...
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconEckhart tolle перевод с английского Николая Лаврентьева © оглавление глава первая Расцвет человеческого сознания

Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconОпределениями Конституционного Суда РФ от 11. 07. 2006 n 213-О, от 03. 11. 2009 n 1369-о-п часть первая раздел I. Общие положения глава основные начала трудового закон
В этом законе или ином нормативном правовом акте либо в законе или ином нормативном правовом акте, определяющем порядок введения...
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconПостановлением Конституционного Суда РФ от 15. 03. 2005 n 3-П, Определением Конституционного Суда РФ от 11. 07. 2006 n 213-о часть первая раздел I. Общие положения глава основные начала трудового закон
В этом законе или ином нормативном правовом акте либо в законе или ином нормативном правовом акте, определяющем порядок введения...
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconПостановлением Конституционного Суда РФ от 15. 03. 2005 n 3-П, Определением Конституционного Суда РФ от 11. 07. 2006 n 213-о часть первая раздел I. Общие положения глава основные начала трудового закон
В этом законе или ином нормативном правовом акте либо в законе или ином нормативном правовом акте, определяющем порядок введения...
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconПостановлением Конституционного Суда РФ от 15. 03. 2005 n 3-П, Определением Конституционного Суда РФ от 11. 07. 2006 n 213-о часть первая раздел I. Общие положения глава основные начала трудового закон
В этом законе или ином нормативном правовом акте либо в законе или ином нормативном правовом акте, определяющем порядок введения...
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconПрограмма для совместимости ms office 2003 с 2007 Организационный момент. Эмоциональный настрой слайд 2
Оборудование: проектор, компьютер, на компьютере должен быть установлен флеш-плеер (Adobe Flash Player) для интернет-игры. Программа...
Содержание. Глава первая. Общие вопросы электромагнитной совместимости iconСодержание Первая часть

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib2.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы