Электромагнитная совместимость и средства защиты. (Лекция 21) презентация

Литература: Литература: Основы электромагнитной совместимости. 2007г. 621.318/О-75 ред.Карякин Р.Н. Бадер, М.П. Электромагнитная совместимость: Учебник для вузов железнодорожного транспорта / М.П. Бадер. – М.: УМК МПС, 2002. – 638 с. Кравченко В. И., Болотова Е. А., Летунова Н. И., Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. М.: Радио и связь, 1987. 256 с.

Дополнительная литература: Дополнительная литература: Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока. / Утверждено: В.С. Аркатов, Ю. Б. Зубарев. М.: Транспорт 1989. 135 с. Правила защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередач. Министерство связи СССР. М.: Связь.1972.

3. Гроднев И.И., Курбатов Н.Д.Линейные сооружения связи. М.: Связь.1984.   Авторы трудов по ЭМС: Гроднев И.И., Михайлов М.И., Евсеев И.Г., Малков Н.А., Харлов Н.Н., Хабигер Э., Уайт Д.Р.Ж., Рикетс Л.У., Полонский Н.Б., Каден Г., Вэнс Э.Ф., Шапиро Д.Н., Разевиг Д.В., Адольф И.Шваб, Кантор Л.Н. Коваленков В.И.

Понятие электромагнитной совместимости возникло еще в начале развития радиотехники и имело узкое смысловое значение – выбор частотного диапазона Понятие электромагнитной совместимости возникло еще в начале развития радиотехники и имело узкое смысловое значение – выбор частотного диапазона   В настоящее время МЭК определяет ЭМС, как способность оборудования или системы удовлетворительно работать в данной электромагнитной обстановке без внесения в нее какого-либо недопустимого электромагнитного возмущения

Любые электронные изделия, способные создавать электромагнитные помехи и (или) восприимчивые к их воздействию, должны быть такими, чтобы: Любые электронные изделия, способные создавать электромагнитные помехи и (или) восприимчивые к их воздействию, должны быть такими, чтобы: − создаваемые ими электромагнитные помехи не превышали уровня, обеспечивающего функционирование радио- и телекоммуникационного оборудования и других изделий в соответствии с их назначением; − изделия имели достаточный уровень собственной устойчивости к электромагнитным помехам, обеспечивающий их функционирование в соответствии с назначением.

Цель ЭМС - обеспечение нормальной работы совместно работающих технических средств.. Цель ЭМС - обеспечение нормальной работы совместно работающих технических средств.. В реальных условиях в месте расположения электрооборудования действует большое число различного рода излучений, учёт которых возможен при помощи методов теории вероятностей и математической статистики.   Основным государственным стандартом в области терминологии электромагнитной совместимости технических средств является ГОСТ Р 50397-2011[1]

В Европе стандарты, связанные с электротехникой, разрабатываются, главным образом, СЕНЕЛЕК и ЕТСИ (ETSI). В Европе стандарты, связанные с электротехникой, разрабатываются, главным образом, СЕНЕЛЕК и ЕТСИ (ETSI). СЕНЕЛЕК– Европейский Комитет по стандартизации э/м полей, в области электротехники (CENELEC) и электроники (ЕN). Все стандарты СЕНЕЛЕК были первоначально разработаны в МЭК (включая СИСПР). ЕТСИ– Европейский Институт по стандартизации в области радио и телекоммуникаций (ETSI) ЕТСИ фокусирует свое внимание на радио и телекоммуникационных стандартах - европейские телекоммуникационные стандарты (ЕТS).

Примерный перечень европейских стандартов по ЭМС: Примерный перечень европейских стандартов по ЭМС: EN 55022 Электромагнитная совместимость. Радиопомехи от оборудования информационных технологий. Нормы и методы измерений; EN 55011 Оборудование промышленное, научно-исследовательское и медицинское. Характеристики радиочастотных помех. Предельные значения и методы измерения характеристик радиопомех; EN 55015 Предельные значения и методы измерений характеристик радиопомех электроосветительного и аналогичного оборудования;  

ETS 300331* ETS 300641 Испытания радиоаппаратуры   ЕЭК (евразийское экономическое сообщество) Технический регламент Таможенного союза (ТР ТС 020/2011) 9.12.2011г. Приказ №879 «Электромагнитная совместимость технических средств» Вступил в силу с 15 феврал

Описание участков жел.дороги: Описание участков жел.дороги: Полоса отвода - до 50 м от оси пути по обе стороны железной дороги объекты путевого хозяйства – полотно ж.дороги с подушкой в виде геотекстиля или полипропилена под рельсами, шпалы, рельсы Р-65,Р-75 весом 65,75 кг/м объекты ЖАТС вблизи путей – объекты ШЧ и РЦС - сигн.точки А/Б, посты ЭЦ, пункты ПОНАБ, питающие цепи 220 В, АФУ, волноводы радиостанций, кабели связи и автоматики.

объекты энергослужбы (ЭЧ) – на участках с электротягой постоянного тока- две ЛЭП-10кВ, выходящих от тяговых подстанций (ТП), и служащих для питания линейных устройств ЖАТС от понижающих напряжение трансформаторов типа ОМ или ОЛ, контактная сеть 3,3 кВ, питаемая от ТП, посты секционирования контактной сети (ПСКЦ), наконец сами ТП, расположенные друг от друга на расстоянии 10-25 км и питаемые от ЛЭП 110/220 кВ, объекты энергослужбы (ЭЧ) – на участках с электротягой постоянного тока- две ЛЭП-10кВ, выходящих от тяговых подстанций (ТП), и служащих для питания линейных устройств ЖАТС от понижающих напряжение трансформаторов типа ОМ или ОЛ, контактная сеть 3,3 кВ, питаемая от ТП, посты секционирования контактной сети (ПСКЦ), наконец сами ТП, расположенные друг от друга на расстоянии 10-25 км и питаемые от ЛЭП 110/220 кВ,

Объекты энергослужбы (ЭЧ) – на участках с электротягой переменного тока тока - ЛЭП-10кВ и резервная цепь ДПР, служащие для питания линейных устройств ЖАТС от понижающих напряжение трансформаторов (ОЛ или ЗНОМ), контактная сеть 27,5 кВ, питаемая от ТП, посты секционирования контактной сети, наконец сами ТП, расположенные друг от друга на расстоянии 40-60 км и питаемые от ЛЭП 110/220 кВ, проходящих на расстоянии более 300 м от железной дороги. Объекты энергослужбы (ЭЧ) – на участках с электротягой переменного тока тока - ЛЭП-10кВ и резервная цепь ДПР, служащие для питания линейных устройств ЖАТС от понижающих напряжение трансформаторов (ОЛ или ЗНОМ), контактная сеть 27,5 кВ, питаемая от ТП, посты секционирования контактной сети, наконец сами ТП, расположенные друг от друга на расстоянии 40-60 км и питаемые от ЛЭП 110/220 кВ, проходящих на расстоянии более 300 м от железной дороги.

Корпуса всех объектов, расположенных на расстоянии менее 5 м от рельс, должны быть гальванически или через разрядники Р соединены с рельсами для надежного отключения с ТП провода контактной сети, под напряжением оборвавшегося и попавшего на эти корпуса. .

объекты ЖАТС, расположенные вне полосы отвода – аппаратура в зданиях ВЦ, ШЧ, РЦС, магистральные и местные сети связи и электропитания 220/380 В, АФУ радио и телевидения, объекты вспомогательных служб объекты энергослужбы (ЭЧ) – сети электропитания 0,4/10 кВ, КТП, ТП.

Мсточники опасных и мешающих воздействий: Мсточники опасных и мешающих воздействий: линии электропередач ЛЭП, контактная сеть железных дорог, молния, радиолокационные станции, радиопередающие станции, сотовая связь, промышленное оборудование, вч, свч внутрисистемные помехи.

Линейные напряжения линий электропередач ЛЭП - !!50, 500, 220, 110 кВ -3 фазные –с заземленной нейтралью ЛЭП -6, 10, 35 кВ – 3 фазные с изолированной нейтралью Число изоляторов -1, 2, 3, …11,….

В моменты нарастания тока КЗ ЛЭП постоянного тока он изменяется по экспоненциальному закону В моменты нарастания тока КЗ ЛЭП постоянного тока он изменяется по экспоненциальному закону i (t) = Iнач + Iкз (1 – ехр (t /)),  где Iнач – ток до начала КЗ; Iкз – амплитуда тока КЗ;  = L/ R постоянная времени цепи КЗ, мс.

График вероятности появления тока молнии График вероятности появления тока молнии с амплитудно-временными характеристиками Iм = 20 кА (2/50) мкс при крутизне нарастания фронта Iмр

Молния-видеозаписи Молния-видеозаписи

Природные источники Земли Природные источники Земли Постоянное электрич. поле у поверхн. Есредн=130 В/м, Е1,8м=200 В, Еземли – Е0 ≈ 400 кВ, Iпроводим =1800 А Полный заряд земли Q = 6×105 Кл Геомагнитное поле В=(35Э ÷ 65П ) мкТл, Нверт.=(35Э ÷ 55П ) А/м, Нгориз.=(1П ÷ 30Э ) А/м 1 слой – высота (2-5) тыс.км, 2 слой –(12 – 20) тыс.км, 3 слой - круговой ток = 107 А –высота (50-60) тыс.км 3. Радиоволны космоса 10 МГц – 10 ГГц излучения потоком 10-10 -10-8 Вт/м2 Магнитные бури f = 0,01-5 Гц В=200-1000 нТл

Длина волны λ (м) =300/F,МГц, Обозначение нормы электромагнитных излучений для электрической составляющей – Е ,В/м Обозначение нормы электромагнитных излучений для магнитной составляющей - Н, А/м; В,Тл В=µ0 Н (1 А/м—1,25мкТл) , при µ0=4π×10-7 Гн/м  Для излучений диапазона 30 кГц-300 МГц введены понятия - энергетические экспозиции электрической составляющей поля –ЭЭЕ=Е2×Т, (В/м)2×ч, магнитной составляющей поля - ЭЭН =Н2×Т, (А/м)2×ч, Для СВЧ диапазона (300МГц-300ГГц) вводят понятие –плотность потока энергии – ППЭ, мкВт/см2 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ.ЭКСПОЗИЦИЯ ЭЭппэ = ППЭ×Т,(мкВт/см2)×ч

Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП в городе при В ≤ 0,2мкТл

Нормы электромагнитных излучений для населения

Изменение электрического поля в ближней зоне Е ͠ 1/r3 Изменение электрического поля в ближней зоне Е ͠ 1/r3   Изменение магнитного поля в ближней зоне Н ͠ 1/r2    Изменение электромагнитного поля в дальней зоне П ͠ 1/r

ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СФОРМИРОВАВШЕЙСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ ИЗЛУЧЕНИЙ ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СФОРМИРОВАВШЕЙСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ ИЗЛУЧЕНИЙ   Граница между дальней и ближней зонами излучений определяется отношением λ/2π = r Волновое cопротивление электрического поля вибратора в ближней зоне Волновое чопротивление магнтного поля рамки в ближней зоне

Законы электродинамики в интегральной форме - линейный интеграл напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равен полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. - электродвижущая сила, возникающая в контуре при изменении магнитного потока Ф, проходящего сквозь поверхность, ограниченную контуром, равна скорости изменения этого потока с обратным знаком.

В дифференциальной форме ГДЕ σ – проводимость, См/м εа –абсолютная диэлектрическая проницаемость,Ф/м μа – магнитная проницаемость среды, Гн/м - - ток проводимости (ток в металлических массах) - ток смещения (ток в диэлектрике)

Ближняя зона r ≤ λ/2π Ближняя зона r ≤ λ/2π ЭМ волна еще не сформирована, излучение отсутствует Эл.поле порождается потенциалом, напряжением, напряженностью Механиэм передачи энергии – емкость Магнитное поле порождается током Механизм передачи энергии - взаимоиндукция

Итак, нормы воздействия ЭМП на человека установлены. Итак, нормы воздействия ЭМП на человека установлены. Эффективность элементарной защиты – удаление от источника, -- минимальное время нахождения в зоне действия поля, экспозиция. но не учтены: -- возможная модуляция энергии, -- воздействие на организм определенных излучений малой интенсивности

Электротравматизм - непосредственное воздействие тока на человека Электротравматизм - непосредственное воздействие тока на человека Этому подвержены среди электротехнического персонала: ИТР -7,4%, рабочие специальн.- 38,4% При выполнении работ На ВЛС и КЛС -28,8% Бытовые электротравмы-67,3% Ежегодно травмируется 20-30 человек на 1млн жителей России

1 1