11. глава 5. Помехи обусловленные электромагнитными полями (Исследование магнитных полей в местах размещения мпу)
 Скачать 409 Kb.
|
|
Уровни магнитных полей промышленной частоты в панелях в ОПУ при нормальных режимах не превышают допустимые значения за исключением ЩПТ (щит постоянного тока) напряженность поля в нормальном режиме превысит допустимые значения. Рекомендуемые мероприятия. Устанавливать аппаратуру, испытанную по 5 степени жесткости по МЭК 61000-4-8. 5.3 Взаимное влияние кабелей В данный пункт входит: Измерение наведенных напряжений осциллографом во вторичных цепях и резервных жилах кабелей от ОРУ- 220, 55 кВ до панели РЗА в РЩ. Результаты измерений приведены ниже в таблице 5.5 и рисунках 5.2, 5.3.  Рисунок 5.2- Низкочастотные кондуктивные помехи в цепях ТТ СМВ-220 (50Гц).  Рисунок 5.3- Низкочастотные кондуктивные помехи в цепях ТТ СМВ-220 (50Гц). Таблица 5.5 - Взаимное влияние кабелей на низкой частоте
Уровни наводок промышленной частоты в контрольных кабелях не превышают значений, соответствующих 2 степени жесткости по МЭК 61000-4-16 во всех кабелях, кроме цепей ТТ СМВ-220кВ, цепей сигнализации СМВ-220кВ, проложенных в одном кабеле с цепями постоянного оперативного тока. Рекомендуемые мероприятия. Использовать раздельную (в разных кабелях) прокладку цепей тока и цепей оперативного постоянного тока. 5.4 Исследование электростатических потенциалов в местах размещения МПУ 5.4.1 Разряды статического электричества Накопление заряда статического электричества на теле человека обычно имеет трибоэлектрическую природу. При этом электростатический заряд человека обусловлен трением двух материалов, один из которых является непроводящим (пластик, синтетика). Первичные источники статического электричества приведены в таблице 5.6. Таблица 5.6 - Первичные источники статического электричества
В общем случае величина заряда статического электричества; объекта зависит от следующих факторов: уровень относительной влажности воздуха (при повышенной влажности воздуха заряд стекает быстрее); сопротивление изоляции и диэлектрическая проницаемости диэлектрика — подошвы обуви, ковра, одежды, покрышек колес т.д., отделяющего заряженный объект от проводящей поверхности; электрическая емкость объекта, включая человека, относительно земли; ритмичность шагов при движении и скорость перемещения человека; сопротивление кожи человека (с учетом потоотделения); поверхностное давление между двумя взаимодействующим материалами. В зависимости от условий окружающей среды потенциал человека может достигать величин 10-25 кВ, а запасенная энергия составляет несколько мДж. Типичные потенциалы приведены в таблице 5.7. Потенциалы, обусловленные зарядами статического электричества измеренных при относительной влажности воздуха 24% и температуре воздуха 200С Таблица 5.7 – Потенциалы, обусловленные зарядами статического электричества
На рисунке 5.4 приведены зависимости потенциала, обусловленного зарядом статического электричества человека от относительной влажности воздуха. Разряд статического электричества с тела человека может вызывать протекание кратковременных импульсов тока (длительность фронта от сотен пикосекунд до нескольких наносекунд) с амплитудой в несколько десятков ампер и длительностью импульса до 100 нс; параметры тока зависят от уровня напряжения и параметров цепи разряда. В процессе накопления заряда статического электричества человеческое тело проявляет себя как конденсатор емкостью от 100 до 200 пФ. Если человек во время заряда изменяет свое положение, то меняется его емкость относительно окружающих предметов и, соответственно, потенциал. Например, когда человек поднимается со стула, его емкость уменьшается, а потенциал соответственно увеличивается. Из данных рисунка 1.38, следует, что запасенная человеком энергия может превысить 1 мДж. Считается, что при разряде статического электричества человек обладает омическим сопротивлением величиной от 500 до 1500 Ом. t  Рисунок 5.4- Зависимости потенциала зарядов статического электричества человека от относительной влажности воздуха: А: при проходе по резиновому мату на расстояние 6 м; В: при поднятии пластикового пакета с верстака; С: при проходе по виниловому полу на расстояние 6м; D при вставании со стула. Схема замещения контура разряда с тела человека представлена в виде упрощенной модели разрядной цепи, суть которой состоит в следующем. Модель основана на разделении составляющих тока с тела человека (с параметрами RB, LB, CB) и его руки/предплечья (с параметрами Rh, LH, CH). Указанная RLC-цепь руки/предплечья вызывает появление первоначальных пиков тока. Разряд статического электричества с тела человека является чрезвычайно быстрым процессом. Иногда ток разряда состоит из весьма кратковременных предварительных импульсов, наложенных на начальную часть основного, длительного тока.  Рисунок 5.5- Расчетная схема на основе модели электростатического разряда с тела человека: а) модель электростатического разряда на основе двойной RLC-цепочки; б) модель человеческого тела для электростатического разряда (активные сопротивления для простоты опущены) Вышеизложенное поясняется рисунком 5.6, где показаны осциллограммы тока разряда, полученного на установке с оператором, заряженным до потенциала 8 кВ. Полоса пропускания системы измерения составляла 1 ГГц. Предварительные кратковременные импульсы тока появляются, в основном, при небольших зарядных напряжениях. При анализе действия разряда как источника помех очень важно знать, есть ли предварительные пики тока. На рисунке 5.7 показан спектральный состав полного импульса тока разряда статического электричества (суммы кратковременного и длительного токов). Наличие кратковременных составляющих тока увеличивает спектральную плотность в области высоких частот. Отсюда следует, что первоначальные кратковременные составляющие тока очень важны, так как большинство механизмов передачи помех являются высокочастотными.  Рисунок 5.6- Типичный ток разряда оператора через имеющийся в его руке металлический ключ  Рисунок 5.7- Спектральный состав полного тока разряда статического электричества: П- плотность распределения амплитуд; 1 - длительная составляющая; 2 - полный импульс. Если зарядные потенциалы человека достигают величин, при которых возможен коронный разряд, то крутизна импульса тока разряда в значительной степени определяется скоростью приближения заряженного объекта к объекту разряда. Если сближение происходит достаточно быстро, фронт импульса тока имеет большую крутизну. Наиболее сильное воздействие разрядов статического электричества получается, когда в руке или на руке имеется металлический предмет (ключ, отвертка, проводящие браслеты и т.д.). В этом случае крутизна тока, определяющая индуктированные напряжения помех, может достигать 100 А/нс. Основными методами предотвращения вредного воздействия разрядов статического электричества и предотвращения несанкционированного функционирования средств электроники под их воздействием являются исключение или ограничение накопления зарядов; отвод или нейтрализация неизбежно возникающих зарядов статического электричества; сведение к минимуму полевых и разрядных воздействий. 5.4.2 Методика и результаты измерений Разряды статического электричества возникают при обмене зарядами между телом человека, инструментами и другими предметами, заряженными статическим электричеством, с одной стороны, и заземленными проводящими частями или массивными металлоконструкциями – с другой стороны. Различают прямые разряды (например, разряд с тела человека при касании клавиатуры компьютера) и косвенные разряды (например, разряд с тела человека на корпус шкафа, в котором размещается аппаратура). Ток, протекающий в момент электростатического разряда, носит высокочастотный характер (длительность фронта может быть менее наносекунды, соответственно спектр имеет составляющую порядка единиц гигагерц). Такие высокочастотные помехи легко проникают во внутренние цепи цифровой аппаратуры через паразитные гальванические, емкостные и индуктивные связи. Результатом обычно является возникновение сбоев, «зависания» и перезагрузки МП аппаратуры. В отдельных случаях фиксируются физические повреждения МП аппаратуры. Опасность электростатических разрядов определяется уровнем электростатических потенциалов в помещениях с МП аппаратурой. Для характеристики опасности со стороны электростатических разрядов обычно определяется потенциал напольного покрытия в помещениях с МП аппаратурой. Оценку электростатического потенциала тела человека проводят путем непосредственных измерений. При этом измеряют характеристики диэлектрического покрытия пола в помещении, где работает оператор. Измерения удельных поверхностных сопротивлений полимерных диэлектриков осуществляют в соответствии с ГОСТ 64433.3-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения электрических сопротивлений при постоянном напряжении». Для измерений поверхностного сопротивления cS используется тераомметр и стандартные электроды, схема подключения которых представлена на рисунке 5.8. Для расчёта удельного поверхностного сопротивления ps используется следующее выражение:  где RS - измеренное поверхностное сопротивление, D - диаметр потенциального электрода, g - зазор между потенциальным и измерительным электродами (см. рисунок 5.8).  Рисунок 5.8 - Схема измерений поверхностного сопротивления полимерного диэлектрика: 1 - потенциальный электрод; 2 - измерительный электрод; 3 - охранный электрод; 4 - образец полимерного диэлектрика; 5 – тераомметр Измерения потенциала тела человека проводят электростатическим вольтметром (например, типа С 502 с диапазоном измеряемого напряжения 0,4-3 кВ). Для расширения диапазона измерений используется ёмкостный делитель. Потенциал тела оператора определяется из выражения:  где С1 - суммарная ёмкость вольтметра, соединительного кабеля и оператора, С2 - емкость делителя, UV - показания вольтметра. Результаты измерений и расчетов приведены ниже в таблице 5.8 Таблица 5.8 - Электростатический потенциал тела человека
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||