Электромагнитные экраны.природа экранирующего действия

Связь через электромагнитное излучение.

Причиной воздействия излучения являются электромагнитные волны, излучаемые токовым контуром и распространяющиеся в окружающем пространстве со скоростью света с = 300000 км/с

Осуществляется посредством электромагнитных волн, порождённых каким-либо передатчиком (рис. 16).

Рис. 16. Связь через электромагнитное излучение

29)ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС:

Необходимого уровня ЭМС электрооборудования сетей 6-35 кВ можно достичь:

1) применением нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН), обеспечивающих защиту от грозовых и коммутационных перенапряжений;

2) увеличением электрической прочности изоляции воздушных линий путём замены неизолированных проводов на защищённые, применения полимерных изоляторов из кремнийорганической резины или увеличения числа изоляторов в гирлянде;

3) уменьшением сопротивления заземления;

4) повышением надёжности и селективности действия защиты от ОЗЗ;

5) повышением кратности действия автоматического повторного включения (АПВ) на воздушных линиях.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЭКРАНЫ.ПРИРОДА ЭКРАНИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ.

Экранирование служит для ослабления электрических, маг­нитных и электромагнитных полей, а именно для того, чтобы исключить проникновение и воздействие таких полей на эле­менты, блоки, приборы, кабели, помещения и здания, а также для того, чтобы подавить исходящие из электрических и электронных промышленных средств и устройств помехи, обуслов­ленные полями. Экран устанавливается между источником и приёмником помех и снижает напряжённости электрического и магнитного полейвоздейст­вующего поля за экраном. Физи­чески экранирование объясняется наведением на поверхности экрана заряда или индуктированием в нём тока, поле которых накладывается на воздействующее, ослабляя его. Тем самым как бы удаляется чувствительный приёмник помехи от источ­ника.На эффективность экранирования оказывают существенное влияние частота поля, электропроводность и магнитная прони­цаемость материала экрана, конфигурация и размеры экрана.

Экранирование осуществляется также частично поглощением энергии поля материалом экрана, а частично – отражением па­дающей волны Принципиально следует иметь в виду, что эффективность экранирования зависит от наличия дефектов и отверстий в стенке экрана (трещин, дверных, вентиляционных и оконных проёмов, кабельных вводов и отверстий для элементов обслужи­вания и сигнализации), а также то, что внутри экранированных объёмов могут возникать резонансные эффекты, так как любой корпус прибора с проводящими стенками можно рассматривать как объёмный резонатор.

16)ПАССИВНЫЕ ПОМЕХОЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА.ФИЛЬТРЫ:

Помехоподавляющие фильтры представляют собой элементы для обеспечения затухания поступающей по проводам помехи. Целесообразное их применение предполагает, что спектральные составляющие полезного сигнала и помехи достаточно отличаются друг от друга. Это позволяет при соответствующих параметрах фильтра обеспечить селективное демпфирование помехи при отсутствии заметного искажения полезного сигнала. При этом собственно эффект демпфирования достигается делением напряжения

Электрическими частотными фильтрами называются четырехполюсники, устанавливаемые между источником питания и нагрузкой, и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.

С помощью конденсаторов и катушек можно создать фильтры – электрические цепи, которые по-разному могут пропускать токи разных частот.

Цепи, в которых происходит сортировка и разделение токов разных частот, называются фильтрами. Обычно это не очень большие цепи, чаще всего они состоят из двух-трёх элементов, в числе которых обязательно конденсатор или катушка или оба реактивных элемента одновременно. Фильтры чрезвычайно широко используются в электронных устройствах. Точной статистики, конечно, никто не делал, но, по-видимому, половина всех элементов электронных схем работает в фильтрах на своей основной работе или по совместительству.

Фильтры могут быть пассивными, состоящими из индуктивностей и ёмкостей (пассивные LC – фильтры), пассивными, состоящими из сопротивлений и ёмкостей (пассивные RC – фильтры, используются при больших сопротивлениях нагрузки), активными (ARC – фильтры), кварцевыми, магнитострикционными, с переключающими конденсаторами, цифровыми (с использованием ЭВМ) и некоторыми другими.

3)ДОПУСТИМЫЙ УРОВЕНЬ ПОМЕХ:

Для количественной оценки электромагнитной совместимости широкое применение нашли т.н. логарифмические масштабы, позволяющие наглядно представлять соотношения величин, отличающихся на несколько порядков. Существует два вида логарифмических отношений – уровень и степень передачи.

Уровни определяют отношение величины к базовому значению. Степень передачи определяется отношением входных и выходных величин системы и служит характеристикой ее трансляционных (передаточных) свойств.

8,9)УЗКО И ШИРОКОПОЛОСНЫЕ ПОМЕХИ:

Источники электромагнитной энергии классифицируются в основном по картине их проявления в диапазоне частот, иными словами, по излучаемому ими высокочастотному спектру. Различают узкополосные и широкополосные источники. Как уже отмечалось, процесс называется узкополосным, когда энергия спектра сосредоточена в основном в относительно узкой полосе частот около некоторой фиксированной частоты ω₀ или широкополосным, если указанное условие не выполняется

5)ПРОТИВОФАЗНЫЕ ПОМЕХИ:

Противофазные напряжения помех (поперечные, симметричные) возникают между проводами двухпроводной линии. Противофазные помехи возникают через гальванические или полевые связи или преобразуются из синфазных помех в системах, несимметричных относительно земли. Конкретные примеры возникновения противофазных помех рассматриваются в последующих разделах.

Противофазные напряжения помех непосредственно накладываются на полезные сигналы в сигнальных цепях или на напряжение питания в цепях электроснабжения, воздействуют на линейную изоляцию между проводами и могут быть восприняты как полезные сигналы в устройствах автоматизации и тем самым вызывать ошибочное функционирование.

6)СИНФАЗНЫЕ ПОМЕХИ:

Синфазные напряжения помех (несимметричные, продольные напряжения) возникают между каждым проводом и землей и воздействуют на изоляцию проводов относительно земли.

Синфазные помехи обусловлены главным образом разностью потенциалов в цепях заземления устройства, вызванной токами в земле (аварийными, при замыканиях высоковольтных линий на землю, рабочими или токами молнии) или магнитными полями.

7)ЗЕМЛЯ И МАССА:

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 связаны друг с другом, но между ними существует большое различие: провода заземления проводят ток только в аварийной ситуации, нулевые провода - в нормальной рабочей ситуации и часто представляют общий обратный провод нескольких сигнальных контуров, ведущий к источнику.

8)ИСТОЧНИКИ УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ:

Источники узкополосных помех, как правило, являются искусственно созданными человеком. Это, например радиопередатчики, которые на предоставленных им частотах излучают больше мощности, чем допустимо, любительские радиопередатчики, устройства, излучающие высшие гармоники, возникающие вследствие нелинейности элементов передатчиков, медицинские и промышленные высокочастотные генераторы или просто электросеть частотой 50 Гц. Такие источники характеризуются амплитудой или действующим значением помехи при соответствующей частоте (линейчатый спектр).

.Передатчики связи

. Генераторы высокой частоты

. Радиоприемники. Приборы с кинескопами. Вычислительные системы. Коммутационные устройства

Влияние линий электроснабжения

9)ИСТОЧНИКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ:

Широкополосные помехи обладают спектром с очень плотно или даже бесконечно близко расположенными друг к другу спектральными линиями (непрерывный спектр, спектральная плотность распределения амплитуд). Типичные представители - это естественные помехи (например, космический шум), а также все непериодические переходные процессы.

Источники широкополосных помех целесообразно подразделить также на источники шумовых и переходных помех. Шумовые помехи состоят из многих, вплотную соседствующих или перекрывающихся импульсов различной амплитуды, которые нельзя разделить.

Вследствие высокой плотности населения и движения транспорта в городах имеет место значительный исходный уровень широкополосных помех, который возникает от систем зажигания автомашин, городских транспортных магистралей, домашних приборов, газоразрядных ламп, местных генераторов, приборов цифровой техники.

10)ИСТОЧНИКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПОМЕХ:

Переходные помехи четко отличимы одна от другой и обладают сравнительно малой степенью повторяемости, проявляются в виде импульсов. Помехи могут быть распределены статистически, например, при короне на воздушной линии, быть периодическими, например в цепях фазовой отсечки тиристорных устройств или непериодическими, например при выключении катушек реле.Разряды статического электричества