Реферат по электромагнитной совместимости
Обновлено: 05.07.2024
Пропускная способность системы передачи информации определяет предельно достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Достоверность передачи информации означает передачу информации без ее искажения. Надежность телекоммуникационной системы подразумевает под собой полное и ………..
Об отрицательном влиянии на человека электромагнитных излучений ученые знали давно.Однако источники электромагнитных полей (ЭМП) получают все более широкое распространение, как в производственных, так и в бытовых условиях, создавая все большую опасность для здоровья населения.
Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику. Физическая причина наличия электромагнитного поля в том, что изменяющееся во времени электрическое поле активизирует магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле.
Обеспечение ЭМС линий питания, управления и передачи данных в пространственном распределенном радиоэлектронном комплексе.
Технология радиоконтроля предполагает выполнение большого объема работ по планированию деятельности подразделений радиоконтроля, проведению расчетов и подготовке заданий на радиоконтроль, управлению автоматизированными расчетно-аналитическими, измерительными и измерительно-пеленгаторными комплексами, сбору, обработке, хранению и реализации полученных данных.
Структура реферата включает в себя: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из пяти источников литературы.
А) Электромагнитная совместимость как ключевой выход.3.1 Электромагнитные проблемы в PLC-системах 13
Решение проблемы электромагнитной совместимости связано с определением и поддержанием оптимальных показателей качества электроэнергии, при которых выполняются технические требования с минимальными затратами. Проблема электромагнитной совместимости электроприемников с питающей сетью остро возникла в последнее время в связи с широким внедрением мощных вентильных преобразователей, дуговых сталеплавильных печей, сварочных установок и других устройств, которые при всей своей экономичности и технологической эффективности оказывают отрицательное влияние на качество электрической энергии в питающих электрических сетях.
Изучение таких методов помогает радиоспециалистам различных направлений гораздо быстрее понять и усвоить принципы работы и возможности по любой сложной радиотехнической системы (РТС), независимо от её технической реализации и используемой элементной базы.
Причины возникновения и распространения блуждающих токов. Наиболее опасны анодные зоны, так как токи выходят из газопровода в виде положительных ионов, что сопровождается интенсивным выносом частичек металла и образованием сквозных отверстий.
Атмосфера Земли обладает электрическими свойствами, которые изменяются по мере удаления от Земли. Объясняется это тем, что с высотою плотность воздуха уменьшается, а эффективность воздействия космических тел и Солнца возрастает.
Список используемой литературы
1. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
2. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 336 с.: ил. – (Экономия топлива и электроэнергии).
3. Карташов И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения / Под ред. М.А. Калугиной. – М.: Издательство МЭИ, 2000. – 120 с., ил.
4. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях. М.: Энергия, 1977 г. 128 с.: ил.
электроника , сварочные аппараты , э лектроинструмент и т . д ..
электромагнитных воздействий , как : Электромагнитные
Источники электромагнитных помех на электрических станциях и
К приемникам электромагнитных воздействий относятся теле и
радиоприемники , силовые электроприемники , системы авто матизации ,
автомобильная микроэлектроника , управляющие приборы и регуляторы ,
средства релейной защиты и автоматики , устройства обработки информации
и т . д .. Многие электрические устройства могут одновременно действовать
С учетом изложенного электрическое устройство считается
электромагнитных помех не выше допустим ых , а в качестве приемника
обладает допустимой чувствительностью к посторонним влияниям , т . е .
Электромагнитные влияния могут проявляться в виде обратимых и
необратимых нарушений . Так , в качестве обратимого нарушения можно
назвать шум при телефонном разговоре . К необратимому на рушению
сбой в работе системы релейной защиты , приведший к
отключению нагрузки . В табл . 1.1. приведены примеры повреждений и
неправильной работы устройств РЗА вызванных воздействиями
Примеры повреждений и неправильно й работы устройств РЗА из - за
Повреждение электронного реле Высокий уровень имп ульсных
Короткие замыкания на землю в цепях высоког о напряжения
Для количест венной оценки электромагнитной сов мести мост и широкое
применение нашли т . н . логарифмические масштабы , позволяющие наглядно
представлять соотношения величин , отличающихся на несколько порядков .
Существует два вида логарифмических отношений – уровень и степень
Уровни определяют отношение величины к базовому значению .
Степень передачи определяется отношением входных и выходных величин
и служит характеристикой ее трансляционных ( передаточных )
1.2.1. Логарифмические относительные характеристики . Уровни помех .
С применением десятичного логарифма определяются следующие
В данных соотношениях введен множитель 20, обеспечивающий
простое выражение мощности в относительных логарифмических единицах :
Кроме дес ятичных логарифмов используются также и натуральные
логарифмы . При этом уровень помех измеряе тся в неперах :
Между децибелом и непером существуют соотношения : 1 Нп = 8,686 дБ
Приведем наиболее часто исполь зуемые характерные значения дБ и
соответствующие им отношения стоящие под знаком логарифма :
2:1 – 6 дБ ; 10:1 – 20 дБ = 2,3 Нп ; 100:1 – 40 дБ = 4,6 Нп ; 1000:1 – 60
дБ = 6,9 Нп ; 10 000:1 – 80 дБ = 9,2 Нп ; 100 000:1 – 100 дБ = 11,5 Нп ; 1000
Таким образом , при обоих представлениях уровень помехи
одну и ту же величину с каждым последующим порядком .
Обозначения дБ и Нп указывают исключительно на вид использованной
функции логарифма (lg или ln). Данные обозначения не являются
Одним из понятий , характеризующих степень передачи си стемы ,
Как правило , степень помехоподавления зависит от частоты . В качест ве
одной из количественных характеристик степени помехоподавления на той
или иной частоте служит логарифм отношения напряжений на входе U
фильтра , который называется коэффициент затухания а
напряженности поля в точках пространства перед экрано м Н
Помехи , создаваемые источниками ( напряжения , токи , электрические и
магнитные поля ), могут возникать как в виде периодически повторяющихся ,
так и случайно распределенных во времени величин . В обоих случаях реч ь
может идти как об узкополосных , так и о широкополосных процессах .
Процесс называется узкополосным , когда энергия спектра сосредоточена в
основном в относительно узкой полосе частот около некоторой
При систематизации , в первом приближении , не смотря на
бесконечное разнообразие вариантов , выделяют четыре типа помех .
Рис . 1.2. Систематизация разновидностей электромагнитных помех
- синусоидальная , постоянно действующая периодическ ая помеха
частотой 50 Гц , проникающая из системы питания или высокочастотная
несущая волна . Данная помех а имеет спектральную плотность ,
- последовательность прямоугольных ( например , тактовых ) импульсов .
Данная бесконечная последовательность может быть представлена в форме
ряде Фурье и яв ляется примером шир окополосного процесса с дискретным
- периодические затухающие однократные импульсы , случ айно
возникающие , например , в сист еме электроснабжения . и представляю щие
- одиночные импульсы , образованные двумя экспонентами ( например ,
разряды атмосферного и статического электр ичества ) и представля ющие
Помехи , возникающие в проводах , могут рассматриваться как
Рис . 1.3. Помехи , связанные с передачей сигналов по линии
- паразитные емкости относительно заземленного корпуса ; Q
полные сопротивления источника и приемника помех ; i
Противофазные напряжения пом ех ( поперечные , симметричные )
Противофазные помехи возникают через гальванические или полевые связи
или преобразуются из синфазных помех в системах , несимметричных
относительно земли . Конкретные примеры возникновения противофазных
Противофазные напряжения помех непосредственно накладываются
на полезные сигналы в сигнальных цепях или на напряжение питания в цепях
могут быть восприняты как полезные сигналы в устройствах автоматизации
Синфазные напряжения помех ( несимметричные , продольные
напряжения ) возникают между каждым проводом и землей ( u
1.3.) и воздействуют на изоляцию проводов относительно земли .
Синфазные помехи обусловлены главным образом разностью
потенциалов в цепях заземления устройства , например между то чками 1 и 2
на рис . 1.3., вызванной токами в земле ( аварийными , при замыканиях
высоковольтных линий на землю , рабочими или токами молнии ) или
Другими важными понятиями ЭМС являются понятия : земля и масса .
С понятием " заземление " инженеры , работающие с сильно точными
устройствами , связ ывают , как правило , вопросы техники безопасности и
грозозащиты , например устранение недопустимо высоких напряжений
прикосновения . Инженеры же , работаю щие в области электроники , - скорее
электромагнитную совместимость их схем , например устранение контуров
заземления , влияние частоты 50 Гц , обращение с экранами кабелей и т . д .
Следует строго различать два понятия — защитное заземление
( защитный провод ) для защиты людей , животных и т . д . и массу , систему
опорного потенциала , электрических контуров ( это справедливо как для
сильноточных , так и для слаботочных цепей ). Земля и масса , как правило , в
одном месте гальванически связан ы друг с другом , но между ними
существует большое различие : провода заземления проводят ток только в
аварийной ситуац ии , нулевые провода - в нормальной рабочей ситуации и
часто представляют общий обратный провод нескольких сигнальных
контуров , ведущи й к источнику . Это различие сущест венно и
– сопротивление заземлителя потребителя и подстанции ;
В нормальном режиме по нейтральному проводу Н протекает обратный
ток электроприемников и его потенциал вследствие падения напряжения на
его сопротивлении отличается от потенциала земли ( за исключением
эквипотенциальной шины , где он равен потенциалу земли ). Защитный
провод ЗП в нормальном режиме тока не проводит и его потенциал
потенциалу земли . Поскольку корпус оборудования присоединен к
защитному проводу ЗП , то и его потенциал также равен потенциалу земли и
При замыкании одного из фазных проводов ( на рис . 1.4. провода Л
на корпус оборудования в фазном проводе возникает большой ток короткого
замыкания и оборудование отключается предвключенным защитным
общую систему опорного потенциала , по отношению к которой измеряются
узловые напряжения цепи ( шина , провод оп орного потенциала , корпус ,
нулевая точка ). В простой цепи это просто обратный провод , в электронной
схеме - общий обратный провод для всех электрических контуров ( рис . 1.5.
а , б ). Масса может , но не должна иметь потенциал земли . Однако , как
правило , она в одном мест е непременно соединена с защитным проводом и
тем самым заземлена . Масса выполняет те же функции , что и нейтральный
провод . Прежде всего , на работу схемы не оказывает влияния заземление
массы . Однако если занимающая достаточно обширное пространство масса
заземлена в нескольких местах , возникает конт ур заземления ( см . рис . 1.3).
Тогда при различных потенциалах точек заземления могут протекать уравни -
тельные токи , а на полных сопротивлениях массы возникать падения
напряжения , которые накладываются на напряжения , действующие вдоль
отдельных контуров цепи и являются противофазными помехами . При
высоких частотах это даже не требует гальванического заземления , так как
Одним из показателей современного общества является насыщенность электрическим, электронным и радиоэлектронным оборудованием. Многочисленные электротехнические и электронные приборы (микроволновые печи, холодильники, устройства для обогрева, пылесосы и так далее) стали принадлежностью повседневного быта. Без этого оборудования практически невозможно представить жизнь современного человека. Для комфортного существования ему просто необходимы радиоприемник, телевизор, телефон и другие средства общения. Радиоэлектронные технологии вошли в структуры управления, навигацию, аэрокосмический комплекс. Мы не можем отказаться от радиосвязи, навигации, систем наведения самолетов, охранных систем и т.д. Однако, с одной стороны, работа технических средств создает в большей или меньшей степени различные электромагнитные помехи. Происходит загрязнение окружающей среды этими помехами. С другой стороны, само радиоэлектронное оборудование чувствительно к различного рода электромагнитным воздействиям. В результате действия таких помех возникают различные нарушения в работе оборудования, приводящие к выходу его из строя, авариям и сбоям. Последствия их могут быть катастрофическими для населения и окружающей среды. Это и породило такую проблему, как электромагнитная совместимость (ЭМС).
1 ПРИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И НОРМЫ В СООТВЕТСТВИИ С ДЕЙСТВУЮЩИМ СТАНДАРТОМ
Рисунок 1 – Диаграмма синусоидного напряжения сети
Что касается допустимого отклонения напряжения у потребителей, в ГОСТе указано, что данную величину в точках общего подключения устанавливает непосредственно сетевая организация, которая в свою очередь должна удовлетворять нормы, указанные в настоящих стандартах.
Помимо этого, хотелось бы отметить, что при нормальном режиме работы сети допустимое отклонение напряжения на зажимах электрических двигателей находится в диапазоне от -5 до +10%, а других аппаратов не больше, чем 5%. В то же время после возникновения аварийного режима допускается понизить нагрузку не больше, чем на 5%.
Хотелось бы дополнительно отметить, что на источнике питания в электросетях 0,4 кВ согласно нормам, отклонение не должно превышать отметку в 5%, собственно, как и у самих потребителей. Итого, 5% на источнике + 5% у потребителей, имеем 10% предельно допустимого.
Немаловажно знать о причинах возникновения отклонения напряжений. Так вот основной причиной считается сезонное или суточное изменение электрической нагрузки самих потребителей. К примеру, в зимнее время все резко включают обогреватели, в результате чего параметры электросети заметно падают.
1.2 Негативное влияние отклонения параметровКогда значение понижается ниже нормы, значительно снижается срок службы используемого электрооборудования и в то же время повышается вероятность возникновения аварии. Помимо этого, в технологических установках увеличивается длительность самого производственного процесса, что влечет за собой увеличение показателей себестоимости продукции.
В бытовой сети, как мы уже говорили, отклонения напряжения сокращает срок службы лампочек. При повышении напряжения на 10% срок эксплуатации обычных лампочек сокращается в 4 раза. В свою очередь энергосберегающие лампы при снижении напряжения на 10% начинают мерцать, что также негативно влияет на продолжительность их работы. Об остальных причинах мерцания люминесцентных ламп вы можете узнать из нашей статьи.
Что касается электрических приводов, то из-за снижения напряжения увеличивается потребляемый двигателем тока. В свою очередь это уменьшает срок службы двигателя. Если же напряжение будет даже на незначительных, казалось бы, 1% выше нормы, реактивная мощность, которую потребляет электродвигатель, может увеличиться до 7%.
Подводя итог, хотелось бы отметить, что существует несколько современных способов решения проблемы: снижение потерь напряжения в электрической сети, о чем мы писали в соответствующей статье, а также регулирование нагрузки на отходящих линиях и шинах подстанций.
2 ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКЕ
Существуют межсистемные и внутрисистемные влияния.
Межсистемные – это когда источник помех и приёмник помех принадлежат разным техническим системам.
Внутрисистемные – это когда источник помех и приёмник помех принадлежат одной технической системе.
Передатчики считаются совместимыми, если они работают только на отведённой 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 передают паразитную электромагнитную энергию в окружающую среду, считаются совместимыми, если значения напряжённости производимого им поля на определённом расстоянии не превосходят установленных предельных значений, т. е. если возможно безупречное функционирование находящегося на этом расстоянии приёмника в соответствии с паспортными данными.
Приёмники считаются совместимыми, если они в состоянии принимать при электромагнитном загрязнении свой полезный сигнал с удовлетворительным уровнем помех, а сами не излучают недопустимых помех.
Мероприятия по обеспечению высокой совместимости передатчиков называют первичными мероприятиями (экранирование, ограничение спектра передаваемых сигналов, применение антенн с узкой диаграммой направленности). Уменьшение или ограничение уровня помех со стороны передатчика называется помехоподавлением.
Мероприятия по обеспечению высокой совместимости приёмников называют вторичными мероприятиями (экранирование, фильтрация, схемотехнические методы). Уменьшение или ограничение уровня помех со стороны приёмника называется помехозащитной.
2.1 Понятие об электромагнитной обстановке на объектах электроэнергетикиЭлектромагнитные помехи – случайные электромагнитные воздействия отдельных элементов друг на друга или сторонней системы на рассматриваемую через паразитные или функциональные связи.
Электромагнитная обстановка – совокупность электромагнитных явлений, существующих в рассматриваемом пространстве.
Она описывается характеристиками источников помех и параметрами их воздействия, особенностями установленного оборудования, реализованными и нереализованными мероприятиями по повышению ЭМС, а также неэлектрическими характеристиками окружающей среды (например, влажность, температура, наличие поблизости материалов с трибоэлектрическими свойствами и т.д.).
Источник помех – причина появления помехи (т.е. прибор или физический процесс), количественно характеризующаяся величиной ЭДС помехи, либо потоком, либо зарядом помехи, либо другой физической величиной.
Помеха – электромагнитная величина, способная вызвать в электрическом устройстве нежелательный эффект (например: разрушение, старение и т.д.).
Она определяется разностью: xS(t) = x(t) – xN(t), где x(t) – сигнал, поступающий на вход устройства; xN(t) – полезный сигнал, содержащийся в величине x(t).
Помеха xS(t), которая во времени суммируется с полезным сигналом, поступающим на вход устройства, называется аддитивной.
Существуют мультипликативные помехи, которые умножаются на сигнал.
Испытательная помеха – электромагнитная величина, имитирующая реальную помеху и служащая для испытания устройств на помехоустойчивость.
Механизм связи – физический механизм воздействия источника помехи на чувствительный элемент, или механизм передачи энергии электромагнитных процессов от источника к чувствительному элементу.
Чувствительный к помехам элемент – это устройство (элемент, прибор, часть устройства), функционирование которого может быть нарушено воздействием помехи.
Помехоустойчивость – свойство чувствительного элемента нормально работать при воздействии помехи.
Она количественно задаётся допустимым значением амплитуды импульса (напряжение, напряжённость поля, энергия, мощность и др.).
3 ВЛИЯНИЕ ОДНОФАЗНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С ЕМКОСТНЫМ ФИЛЬТРОМ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ
Выпрямители потребляют из сети токи, форма которых отличается от синусоиды. Порядок номера гармоник, попадающих в питающую сеть, определяется выражением
n=k∙m±1где m – число пульсаций выходного напряжения выпрямителя на периоде входного напряжения преобразователя; k = 1,2,3. Однофазный выпрямитель, выполненный по схеме с нулевым отводом от трансформатора или по мостовой схеме, имеет две пульсации на периоде выходного напряжения. Он потребляет из сети ток, который содержит, кроме 1-й гармоники, все нечетные гармоники.
Если для сглаживания пульсаций выходного напряжения применяется емкостной фильтр, то уровень высших гармоник в кривой сетевого тока, по сравнению с индуктивным, увеличивается.
Влияние трехфазного мостового выпрямителя (эмиссия высших гармоник) с индуктивным и емкостным фильтром на питающую сеть
Для трехфазного мостового выпрямителя число пульсаций m= 6, в результате чего в сети появляются высшие гармоники с номерами n = 5,7,11,13 и т.д.
Коэффициент мощности электроприемников при несинусоидальной форме токов и напряжений. Уменьшение искажающего влияния выпрямителей на питающую сеть за счет включения сетевых дросселей.
Электромагнитная совместимость (ЭМС) является современным понятием, объединяющим электромагнитные явления, такие как радиопомехи, влияния на сеть, перенапряжения, колебания напряжения сети, паразитные связи, фон промышленной частоты и т. п. В последнее время вопросы ЭМС благодаря применению микроэлектроники в системах автоматизации, а также из-за повсеместного увеличивающегося электромагнитного загрязнения окружающей среды приобрели особое значение.
Для нормального функционирования современных электронных устройств необходимо обеспечивать их электромагнитную совместимость (ЭМС) с электромагнитной обстановкой (ЭМО) на объекте. ЭМП могут создаваться естественными (например, молния) и искусственными (например, коммутации в системе электроснабжения) источниками. Возможно также генерирование ЭМП намеренно в результате чьих–либо враждебных действий (военных, террористических, криминальных). Далее ограничимся рассмотрением ЭМП, генерирование которых не является следствием чьего-то злого умысла. Кроме того, не будем рассматривать вопросы, связанные с генерированием высокочастотных помех самой электронной аппаратурой. Напомним, что ЭМО является индивидуальной характеристикой каждого объекта.
Отклонение напряжения – разность между номинальным и фактическим (для данной сети) значениями напряжения, возникающая при сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изменения напряжения менее 1% в сек. Колебания напряжения – разность между наибольшим и наименьшим действующими значениями напряжения в сети, возникающая при достаточно быстром изменении режима работы, когда скорость изменения не менее 1% в сек. Несинусоидальность формы кривой напряжения (несоответствие форме кривой гармонического колебания, длительно допускается на зажимах электроприёмника при условии, что действующее значение всех высших гармоник не превышает 5% действующего значения напряжения основной частоты. Качество электроэнергии может меняться в зависимости от времени суток, погодных и климатических условий, изменения нагрузки энергосистемы, возникновения аварийных режимов в сети и т.д. Снижение его может привести к заметным изменениям режимов работы электроприёмников и в результате – к уменьшению производительности рабочих механизмов, ухудшению качества продукции, сокращению срока службы электрооборудования, повышению вероятности аварий и т.д.
В реальных условиях поддержание показателей качества в заданных пределах наиболее эффективно обеспечивается автоматическим регулированием напряжения и автоматическим регулированием частоты.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Нет нужной работы в каталоге?
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Одним из показателей современного общества является насыщенность электрическим, электронным и радиоэлектронным оборудованием. Многочисленные электротехнические и электронные приборы (микроволновые печи, холодильники, устройства для обогрева, пылесосы и так далее) стали принадлежностью повседневного быта. Без этого оборудования практически невозможно представить жизнь современного человека. Для комфортного существования ему просто необходимы радиоприемник, телевизор, телефон и другие средства общения. Радиоэлектронные технологии вошли в структуры управления, навигацию, аэрокосмический комплекс. Мы не можем отказаться от радиосвязи, навигации, систем наведения самолетов, охранных систем и т. д. Однако, с одной стороны, работа технических средств создает в большей или меньшей степени различные электромагнитные помехи. Происходит загрязнение окружающей среды этими помехами. С другой стороны, само радиоэлектронное оборудование чувствительно к различного рода электромагнитным воздействиям. В результате действия таких помех возникают различные нарушения в работе оборудования, приводящие к выходу его из строя, авариям и сбоям. Последствия их могут быть катастрофическими для населения и окружающей среды. Это и породило такую проблему, как электромагнитная совместимость (ЭМС).
Наиболее характерными примерами проявлений проблемы ЭМС могут быть такие явления, как:
отказы систем контроля и управления АЭС;
отказы систем контроля и управления на производстве, в том числе и химическом;
отказы бортовых систем самолетов и аэродромных систем наведения;
сбои медицинской аппаратуры диагностики и жизнеобеспечения;
непосредственное влияние на здоровье человека электромагнитных излучений от различного рода радио-электронного оборудования, особенно высокочастотного (сотовых телефонов, компьютеров, радиостанций, СВЧ-печей, ВЧ-установок, линий высоковольтной передачи и т. д.).
Кроме непосредственного влияния на безопасность человека существует также масса явлений, причиняющих значительный материальный ущерб в результате невыполнения требований электромагнитной совместимости (ЭМС):
сбои линий связи;
потери информации в компьютерах (особенно ощутимы потери в электронных системах платежей).
Поэтому обеспечение качества продукции по параметрам электромагнитной совместимости непосредственно связано с безопасностью продукции для жизни, здоровья, имущества потребителей и охраной окружающей природной среды.
электромагнитная совместимость – способность технических средств функционировать удовлетворительно в окружающей электромагнитной обстановке, не создавая недопустимых электромагнитных помех средствам связи и другим техническим средствам в этой обстановке.
техническое средство - любое электротехническое, электронное и радиоэлектронное изделие (компонент, аппарат, система, установка), а также любое изделие, содержащее электрические и (или) электронные компоненты;
радиоэлектронное средство - техническое средство, состоящее из одного или нескольких радиопередающих или радиоприемных устройств либо из их комбинации и вспомогательного оборудования, предназначенное для передачи и (или) приема радиосигналов;
высокочастотное устройство – техническое средство, предназначенное для генерирования и использования радиочастотной энергии в промышленных, научных, медицинских, бытовых или других целях, за исключением применения в области электросвязи;
качество функционирования технического средства - совокупность характеристик, определяющих работоспособность технического средства в условиях эксплуатации;
электромагнитная обстановка – совокупность электромагнитных явлений, существующих в данном месте;
электромагнитная помеха – любое электромагнитное явление естественного или искусственного происхождения, которое может ухудшить качество функционирования технического средства;
устойчивость к электромагнитным помехам (помехоустойчивость) – способность технических средств функционировать без ухудшения качества при воздействии на них электромагнитных помех;
стандарт электромагнитной совместимости – национальный стандарт, гармонизированный с международным (европейским) стандартом, устанавливающий требования, относящиеся к ограничению уровней электромагнитных помех, создаваемых техническими средствами, обеспечению устойчивости технических средств к электромагнитным помехам, к ограничению уровней электромагнитных помех в электрических сетях общего назначения (обеспечению качества электрической энергии), а также соответствующие методы испытаний, который обеспечивает возможность оценки соответствия технических средств и электрической энергии в электрических сетях существенным требованиям настоящего Технического регламента;
испытательная лаборатория электромагнитной совместимости - аккредитованная в установленном порядке испытательная лаборатория, осуществляющая испытания технических средств в части уровней создаваемых электромагнитных помех и устойчивости к электромагнитным помехам;
электрическая сеть общего назначения – электрическая сеть энергоснабжающей организации, предназначенная для подачи электрической энергии различным потребителям электрической энергии или техническим средствам;
испытательная лаборатория по качеству электрической энергии - аккредитованная в установленном порядке испытательная лаборатория, осуществляющая испытания электрической энергии в электрических сетях в части уровней электромагнитных помех (показателей качества электрической энергии);
компетентный орган в области электромагнитной совместимости –орган по сертификации продукции или аккредитованная в установленном порядке испытательная лаборатория электромагнитной совместимости, уполномоченные федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию, осуществляющие экспертизу технической документации, подготовленной заявителем, и выдающие технический отчет или экспертное заключение для подтверждения соответствия технического средства существенным требованиям настоящего Технического регламента при отсутствии соответствующих национальных стандартов электромагнитной совместимости;
компонент – техническое средство, предназначенное для применения в составе аппарата, системы или установки, не имеющее прямой функции и/или не предназначенное для конечного использования;
аппарат – техническое средство, имеющее прямую функцию, предназначенное для конечного использования;
система – совокупность аппаратов и компонентов, составляющая единую функциональную единицу, предназначенная для сборки и работы в целях выполнения определенной задачи (задач);
установка – совокупность аппаратов, компонентов и систем, смонтированных и/или установленных (индивидуально) в определенном месте;
изолированная электромагнитная обстановка — совокупность электромагнитных явлений в изолированной области пространства, при нахождении в которой технического средства исключается создание им электромагнитных помех за пределами указанной области, а также исключается влияние внешних электромагнитных помех на указанное техническое средство.
прямая функция – любая функция компонента или аппарата, реализуемая при его конечном использовании в соответствии с инструкцией по эксплуатации. При размещении технического средства на рынке прямая функция должна быть реализуемой без дополнительных подключений и настроек, кроме тех, которые могут быть выполнены любым пользователем;
конечное использование – применение компонента или аппарата конечным пользователем;
уровень электромагнитной помехи – значение величины электромагнитной помехи, измеренное в регламентированных условиях;
средство измерения электромагнитных помех – средство измерения, обеспечивающее измерение параметров электромагнитных помех в регламентированных условиях.
При этом для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) ТС необходимо регламентировать как уровень излучений, так и уровень помехоустойчивости. Осуществляется это пока с помощью государственных стандартов. В настоящее время государственные стандарты, как российские, так и межгосударственные (в рамках СНГ) охватывают в плане нормирования и методов измерений большинство параметров электромагнитной совместимости технических средств. Не все наши стандарты соответствуют международным требованиям. Поэтому Госстандарт России проводит большую работу по их согласованию с международными и европейскими нормативно-техническими документами. Кроме того, в соответствии с ФЗ "О техническом регулировании" должен быть разработан технический регламент "Об электромагнитной совместимости".
Основные требования в области ЭМС изложены в следующих ГОСТах:
ГОСТ 29037-91(2004) - порядок проведения сертификационных испытаний на соответствие требованиям электромагнитной совместимости.
ГОСТ 29205-91(2004) - нормы и методы испытаний индустриальных радиопомех от электротранспорта.
ГОСТ 30372-95 - термины и определения понятий в области электромагнитной совместимости технических средств.
ГОСТ 50012-92(2004) - методы измерения параметров низкочастотного периодического магнитного поля технических средств (ТС) в диапазоне частот 5—10000 Гц.
ГОСТ 50034-92(2004) - нормы на уровни устойчивости двигателей к воздействию помех следующих видов: отклонение напряжения, отклонение частоты, одновременное отклонение напряжения и частоты, несимметрия питающего трехфазного напряжения сети и несинусоидальность, а также методы испытания двигателей на устойчивость к перечисленным помехам.
ГОСТ 50652-94(2004) - стандарт распространяется на технические средства (ТС), применяемые на электрических подстанциях среднего и высокого напряжения, подвергающиеся в условиях эксплуатации воздействию затухающего колебательного магнитного поля (ЗКМП).
ГОСТ 50745-99(2004) - требования к системам бесперебойного питания (СБП) по ограничению помехоэмиссии, обеспечению устойчивости к воздействию внешних электромагнитных помех (далее в тексте - помехи), ослаблению сетевых импульсных помех, проходящих на выход СБП, и соответствующие методы испытаний.
ГОСТ 51097-97(2004) - распространяется на гирлянды изоляторов и линейную арматуру, предназначенные для изоляции и крепления проводов, грозозащитных тросов и ошиновок высоковольтных установок (воздушных линий электропередачи и открытых распределительных устройств подстанций высокого напряжения свыше 1000 В).
ГОСТ 52506-2005 – совместимость технических средств электромагнитная. Лифты, эскалаторы и пассажирские конвейеры. Помехоэмиссия.
Кроме влияния на технические средства, существует и проблема воздействия излучений на организм человека. Многолетние наблюдения медиков и экологов многих стран показали, что подобные излучения могут вызвать опасные заболевания. Поэтому были разработаны нормы предельно допустимых уровней излучений от технических средств с целью уменьшить вредное влияние на пользователей.
В общей сложности действуют более сотни нормативно-технических документов, описывающих требования по ЭМС.
Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:
система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
система TN -С - система TN , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис. 1);
система TN - S - система TN , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рис. 2);
система TN - C - S - система TN , в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис. 3);
система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены (рис. 4);
система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника (рис. 5).
Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:
Т - заземленная нейтраль;
I - изолированная нейтраль.
Вторая-буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:
Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие (после N ) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
S - нулевой рабочий ( N ) и нулевой защитный ( РЕ ) проводники разделены;
С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике ( PEN -проводник);
N - - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
РЕ - - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
PEN - - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.
Рис. 1. Система TN - C переменного (а) и постоянного (б) тока. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике:
1 - заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания;
2 - открытые проводящие части; 3 - источник питания постоянного тока
Рис. 2. Система TN — S переменного (а) и постоянного (б) тока. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены:
1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока; 1-1 - заземлитель вывода источника постоянного тока; 1-2 - заземлитель средней точки источника постоянного тока; 2 - открытые проводящие части; 3 - источник питания
Рис. 3. Система TN - C - S переменного (а) и постоянного (б) тока. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике в части системы:
1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 1-1 - заземлитель вывода источника постоянного тока; 1-2 - заземлитель средней точки источника постоянного тока; 2 - открытые проводящие части, 3 - источник питания
Рис. 4. Система IT переменного (а) и постоянного (б) тока. Открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление:
1 - сопротивление заземления нейтрали источника питания (если имеется); 2 — заземлитель;
3 — открытые проводящие части; 4 - заземляющее устройство электроустановки; 5 - источник питания
Заземле ́ ние — электрическое соединение предмета из проводящего материала с землёй. Заземление состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника , соединяющего заземляемое устройство с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным , реже медным ) или сложным комплексом элементов специальной формы. Качество заземления определяется значением электрического сопротивления цепи заземления, которое можно снизить, увеличивая площадь контакта или проводимость среды — используя множество стержней, повышая содержание солей в земле и т.д. Как правило, электрическое сопротивление заземления нормируется.
Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе шины, должны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до100мм) желтого и зеленого цветов. Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.
Системы TN-C и TN-S
Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine ) предложена немецким концерном АЭГ (AEG, Allgemeine Elektricit ä ts-Gesellschaft) в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник (Protection Earth) в этой системе совмещены в один провод. Самым большим недостатком было образование линейного напряжения (в 1,732 раза выше фазного) на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля.
Несмотря на это, на сегодняшний день можно встретить данную систему заземления в постройках стран бывшего СССР.
На замену условно опасной системы TN-C в 1930-х была разработана система TN-S (фр. Terre-Neutre-Separe ), рабочий и защитный ноль в которой разделялись прямо на подстанции, а заземлитель представлял собой довольно сложную конструкцию металлической арматуры. Таким образом, при обрыве рабочего нуля в середине линии, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения. Позже такая система заземления позволила разработать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные почувствовать незначительный ток. Их работа и по сей день основывается на законах Кирхгофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току.
Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделений нулей происходит в середине линии, однако в случае обрыва нулевого провода до точки разделения корпуса окажутся под линейным напряжением, что будет представлять угрозу для жизни при касании.
Из выше изложенного можно сделать заключение, что система TN - S , является наиболее безопасной. И позволяющей использовать современные разработки в области защитной аппаратуры.
Цицикян Г.Н. "Электромагнитная совместимость в электроэнергетике" учебное пособие. Санкт- Петербург 2006г.
Читайте также: