Электромагнитная совместимость – это способность технического средства функционировать с заданными качествами, функционировать в заданной электромагнитной установке, и не создавать не допустимых

11.09.2012.

Электромагнитная совместимость – это способность технического средства функционировать с заданными качествами, функционировать в заданной электромагнитной установке, и не создавать не допустимых электромагнитных помех другим техническим средствам. Источники (передатчики) электромагнитных помех в электроэнергетики на объектах, являются переходные процессы в цепях высокого напряжения при коммутациях силовыми выключателями и разъединителями. Переходные процессы в цепях высокого напряжения при коротких замыканиях, срабатывании разрядников или ограничителей перенапряжения. Электрические и магнитные поля промышленной частоты создаваемые силовым оборудованием станций и подстанций. Переходные процессы в заземляющих устройствах подстанции, обусловленные токами КЗ и токами промышленной частоты и токами молний. Быстрые переходные процессы при коммутациях в индуктивных цепях низкого напряжения. Переходные процессы в цепях различных классов напряжениях при ударах молнии непосредственно в объект или вблизи его. Разряды электростатического электричества. Электромагнитные возмущения в цепях оперативного тока.

Примеры источников электромагнитных излучений: автомобильные устройства зажигания, люминесцентные лампы.

Коллекторные электродвигатели. (выпрямители, инверторы).

В некоторых ситуациях рассматриваются такие виды электромагнитных воздействий как электромагнитные импульсы ядерных взрывов. Магнитное поле земли при аномальных явлениях на поверхности солнца.

18.09.2012

Электромагнитные влияния могут проявляться в виде обратимых и необратимых нарушений.

Пример обратимого: шум телефона. Пример необратимого: сбой в работе системы релейной защиты, приведший к отключению нагрузки.

Примеры повреждений или неправильной работы РЗА (релейно-защитная аппаратура) из-за воздействий электромагнитных помех.

№	Событие	Последствия	Причины
Коммутация в первичных цепях
	Коммутация разъединителей на ПС элегазовым РУ.	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 110кВ.	Неисправно ЗУ. Высокий уровень импульсных помех.
	Коммутация выключателем 10кВ на ПС с закрытым РУ.	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 110кВ.	Импульсные помехи в сети постоянного тока более 2кВ.
	Коммутация разъединителей на ПС с элегазовым РУ.	Повреждение электронного реле.	Высокий уровень импульсных помех, низкая помехоустойчивость реле.
	Коммутация разъединителей на ПС с элегазовым РУ.	Сбой в работе автоматики контроля плотности элегаза. Заблокировано управление выключателем 110кВ.	Низкая помехоустойчивость аппаратуры.
	Коммутация выключателем 110кВ на ПС с открытым РУ.	Ложное отключение выключателя 220кВ.	Импульсные помехи в цепях оперативного тока.
Короткие замыкания на землю в цепях высокого напряжения
6(а)	КЗ на землю на шинах 110кВ. ПС с открытым РУ.	Повреждение аппаратуры РЗА, коммутационных аппаратов в сети постоянного тока. Отключились 6 линий 110кВ.	Неисправно ЗУ.
6(б)	Ближнее КЗ на землю ПС с открытым РУ.	Возгорание кабелей в кабельном канале.	Перекрытие с 39 на цепи постоянного тока.
	КЗ на шинах 110кВ ПС с открытым РУ.	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 500кВ.	Неисправно ЗУ.
	КЗ на шинах ПС с закрытым РУ.	Ложная работа РЗА. Отключилась линия 110кВ.	Неисправно ЗУ.
	КЗ на шинах ОРУ-110кВ открытой ПС с открытым РУ.	Ложно отключается блок генераторов на ТЭЦ.	Неисправно ЗУ.
Удар молнии в территорию подстанции
	Удар молнии в молниеприемник на ОРУ ПС.	Повреждение устройств системы автоматического управления. Загорелось реле на распределительном щите.	Неправильно выполнена молниезащита.
	Удар молнии в молниеприемник на ОРУ ПС.	Отключение 8 выключателей на РУ 110кВ, 2х на РУ 220кВ	Неправильно выполнена молниезащита.
Стационарные режимы
	Нормальный режим на ТЭЦ.	Ложно работает микропроцессорная защита генератора. Отключился блок генератора.	Помехи в цепях дискретных сигналов. Не экранированный кабель

ПС – подстанция

РУ – распределительное устройство

ЗУ – заземляющее устройство

Цепи оперативного тока – цепи управления и измерения.

Перекрытие – образование проводящего канала там, где его быть не должно (например, гаечный ключ упал на две соседние шины, из-за перенапряжения вспыхнула дуга между токоведущими частями).

25.09.2012

Дискретный сигнал – это сигнал, который не может меняться непрерывно (плавно).

Уровни помех. Логарифмические относительные характеристики.

Напряжение:

Ток:

Напряженность электрического поля:

Напряженность магнитного поля:

Мощность:

02.10.2012

Единицы логарифмированной шкалы – Децибелы

- Порог слышимости

Кроме децибел существует другая шкала – на основе натуральных логарифмов (не десятичных). Она во всем аналогична шкале в Децибелах (Дб), но единицы при это называются Непер (Нп).

30.10.2012

Земля и масса.

Для инженеров разных областей заземление связано с разными понятиями. Например, для энергетика это скорее вопрос техники безопасности и молнии защиты. Но для, например, инженера-электроника эти вопросы скорее касаются электромагнитной совместимости их схем.

Следует строго разделять два понятия:

1) Защитное заземление (защитный провод) для защиты людей, животных и т.д..

2) Массу – систему опорного потенциала.

Земля и масса, как правило, гальванически связаны друг с другом в одной точке. Но нулевые провода (или провода массы) проводят ток в нормальной, рабочей ситуации, а провод заземления – только в аварийной.

Земля	Масса
Защитный провод	Нейтральный провод
Заземление	Масса схемы
Защитное заземление	Нулевая точка
Нулевой провод заземления	Сигнальная масса (нулевой провод для цепей сигналов)
Провод заземленной системы опорного потенциала	Измерительная земля
Заземленный корпус	Нулевое напряжение (0В)

23.11.12

Источники электромагнитных помех могут быть естественные и искусственные. Электромагнитный фон наблюдается во всем диапазоне частот, начиная от 0 Гц. Это электростатические и магнитостатические влияния постороннего поля на стрелочные приборы, асоцилографы. Очень сильным является фон на частоте 50 Гц.

Демпфер – элемент, гасящий колебания.

Источниками фона являются также радиопередатчики, приемники, микроволновая печь, компьютер, электромедицинские приборы, иногда космические источники.

Источники разделяют на: функциональные и нефункциональные.

Функциональный источник излучает в связи со своим назначением.

Нефункциональные источники это автомобильное зажигание, лампы ДС (дневного света), сварка, выпрямители, переключатели и т.д. Некоторые нефункциональные источники являются таковыми «внезапно».

Например: известен фотоаппарат Genius 1.3 М, который при включении излучал такой уровень помех, что карманная УКВ-радиостанция (ультра короткие волны) ближе 0.5 метров вставала на передачу и глушила эффект.

30.11.12

Источники узкополосных помех:

1) Передатчики связи: коммерческие (радио и ТВ), радиотелефоны, направленная радиосвязь, навигация, локаторы.

2) Генераторы высокой частоты: электромедицинские приборы, нагрев ТВЧ, радиоприемники, приборы с кинескопами, компьютеры, коммутационные устройства.

3) Линии электроснабжения.

Источники широкополосных импульсных помех:

1) Устройства зажигания

2) Газоразрядные лампы

3) Коллекторные двигатели

4) Воздушные линии высокого напряжения

Источники широкополосных переходных помех

1) Коммутация тока в индуктивных цепях

2) Переходные процессы в цепях низкого напряжения,

3) Высокого напряжения

4) Электромагнитный импульс молний или ядерного взрыва.

10.12.12

Классификация окружающей среды по мехам, связанным с проводами:

1) Класс 1 (очень низкий уровень помех).

Коммутационные перенапряжения в цепях управления подавленны.

*Линии сильного тока и линии управления, проложенные отдельно от частей установок более высокого класса.

Линии электропитания снабжены заземленными на обоих концах экранами и сетевыми фильтрами.

**Наличие люминесцентных ламп.

Пример: помещение для вычислительной техники.

2) Класс 2 (низкий уровень помех).

Коммутационные перенапряжения при отключениях реле частично ограничены, контакторы отсутствуют.

* Линии сильного тока и линии управления, проложенные отдельно от частей установок более высокого класса.

Раздельно проложены неэкранированные линии питания, линии управления, сигнальные линии.

**Наличие люминесцентных ламп.

13.12.12

3) Класс 3 (уровень промышленный помех).

Релейные катушки не снабжены ограничительными цепями, нет контактора.

Необязательно разделение силы тока и управления линии от части установок с более высоким уровнем помех или питания проложена раздельно от линий управления, а также от сигнальных и телефонных. Может использоваться общая система заземления.

Пример: щиты управления электростанции и промышленных объектов

4) Класс 4 (высокий уровень промышленных помех).

Признаки:

Реле и контакторы, не снабженные ограничительными цепями.

Необязательное разделение проводов установок от частей с различным уровнем помех.

Совместная прокладка линий управления сигнальных, телефонных; использование многожильных кабелей для линий управления и сигнальных линий.

Пример: установки открытого типа электростанций и устройства управления технологическими процессами, распределительные устройства высокого напряжения и распределительные устройства высокого напряжения.

5) Класс 5 (экстремальный уровень помех)

Работа приборов в непосредственной близости от источников сильных помех.

Классификация окружающей среды по помехам.

1) Класс 1- низкий уровень электромагнитного излучения (ЭМИ).

Местные радио и ТВ-станции – на расстоянии более одного километра, допустимо наличие радиоприборов низкой мощности

2) Класс 2 – средняя интенсивность ЭМИ:

Работающие радиотелефоны – более чем в метре от чувствительных устройств.

3) Класс 3 – сильное ЭМИ.

Например: радиотелефоны большой мощности в непосредственной близости от устройств.

4) Класс 4 – очень сильное излучение ЭМИ

Аналогично можно установить классы окружения для самолетов, судов, в каких-либо установках или для климатических зон.

17.12.12

Механизмы появления помех и мероприятия по их снижению.

1) Гальваническое влияние через цепи питания и сигнальные контуры.

Реальные значения помех занимают значения от «млВ» до «В»

Любой провод имеет распределенную индуктивность, которая колеблется от единиц до десятков «мкГн/м», а так же сопротивление порядка «мОм/м». Следовательно, увеличение длинны питающих и сигнальных проводов ведет к увеличению уровня помех.

Можно уменьшить, увеличив сечение провода

уменьшают, используя провода специальной формы. Коаксиальный провод имеет еще меньшую индуктивность.

Малую индуктивность имеет так же витая пара.

В области высоких частот на сопротивление проводника оказывает влияние, так называемый, поверхностный эффект, а так же его «аналог» - эффект близости двух шин.

Для снижения гальванического влияния в соединительных проводах цепей питания и сигнальных контурах рекомендуют:

Выполнять соединение между двумя и более контурами с возможно низким полным сопротивлением, особенно индуктивностью. Для этого требуется возможно меньшая длинна обоих линий, большое сечение проводников, особенно для опорного потенциала массы, малые расстояния между проводами цепей питания, выполнение провода опорного потенциала в виде плоских шин. Это так же увеличивает емкость, что положительно сказывается на работе устройств, также эффективным является выполнение шин опорного потенциала в виде многих параллельных кабелей (проводов или контактов массы может быть много).

2) Гальваническая развязка – устранение совместных проводящих соединений между различными контурами или разделение контуров таким образом, чтобы ток наиболее мощного контура или фильтра не протекал по слаботочному контуру.

Для этого не используют общие обратные проводники в цепях передачи сигналов, не используют провода заземления, а так же корпуса приборов машин и устройств сигнальных цепей.

Цифровые и аналоговые элементы целесообразно питать по отдельным линиям.

3) устранение любых контактов между контурами кроме необходимых функциональных цепей между ними, если между ними не предусмотрен обмен информации

Примеры неудачной и удовлетворительной реализации по снижению помех в гальванически связанных сигнальных контурах и цепях питания.

ЦС – цифровая схема

АС – аналоговая схема

Первая схема – пример неправильного соединения

УГР – устройство гальванической развязки (оптрон)

18.12.12

Гальваническое влияние по контурам заземления.

По условиям ТБ (техники безопасности) корпуса приборов должны быть заземлены. Контуры полезных сигналов так же заземляются. Так как приборы удалены друг от друга, то ток через цепи заземления вызывает падения напряжения, которые накладываются на полезный сигнал.

Мероприятия по снижению цепям заземления сводятся к снижению разности потенциалов между точками заземления отдельных приборов.

Эквипотенциальная проводящая поверхность – чаще всего состоит из металлических плит (так же эффективно экранирование линий с заземлением экранов).

Емкостные влияния.

Практически интересные случаи:

Влияющий и испытывающий влияние контуры гальванически разделены.

Схема замещения:

Это условие можно обеспечить по парным скручиваниям проводников, а в некоторых случаях включением симитриующих конденсаторов.

Также емкостное влияние снижается путем применения экранированных проводов, экраны которых соединяются с одной из сторон с проводом опорного потенциала любого из контуров.

Контуры с общим проводом опорного потенциала.

(типичны для аналоговых и цифровых схем)

В приведенные схемы емкостная связь между 1 и 3 может привести к тому, что при переключении элемента «А» произойдет не преднамеренное переключение элемента «D».

Уменьшить емкостное влияние можно так:

1) Сокращение длинны и диаметра проводов увеличение расстояния между ними.

2) Исключение параллельной прокладки проводов 1 и 2

3) Применение изоляции проводов и печатных плат с малой диэлектрической проницаемостью (.

4) Емкость увеличивать, размещая сигнальные провода между проводами массы, а так же их скрутки. Если в кабеле есть неиспользуемые провода, то их следует подключать к массе.

5) Контуры, подверженные влиянию надо выполнять с возможно меньшим сопротивлением.

6) Скорость переключения логических элементов должна быть не выше чем требуемая.

7) Чувствительные провода и контуры экранируются, а пластмассовые корпуса металлизируются.

Токовые контуры с большой ёмкостью относительно земли.

Уменьшение влияния:

Выполнять корпус низкоомным.

Экранирование сигнальных линий

Но при заземлении экрана может наблюдаться увеличение емкости относительно земли. При определенных условиях может создаться резонансный контур, что еще увеличит напряжение на линии.

Хорошие результаты могут дать:

1)Выполнение линий симметрично относительно земли.

2)Гальваническая развязка на конце линий (реле, оптическая развязка). Применение для передачи сигналов световодов.

24.12.12

Емкостное влияние молний.

Если молния ударяет непосредственно в землю или в близкие проводящие предметы (молниеприемники, осветительные мачты, металлические фасады и т.д.), то канал молнии «Б» кратковременно приобретает высокий потенциал (более 100 кВ) из-за падения напряжения на сопротивлении заземления.

Если нет устройств То входная емкость приборов «G1» и «G2». В лучшем случае (слабая молния, место удара далеко(следовательно мало)) возникает интенсивная помеха.

Эффективная защита получается пи экранировании сигнальных линий с заземлением экрана.

Дата добавления: 2015-08-29