5.1 Кондуктивные высокочастотные электромагнитные помехи
Электромагнитные помехи указанного вида возникают в электрических соединениях ТС либо в линиях электропитания (переменного или постоянного тока), или сигнальных линиях и линиях управления.
Кондуктивные высокочастотные электромагнитные помехи могут быть разделены на два основных вида - непрерывные колебания и апериодические или колебательные переходные процессы.
Каждый из видов кондуктивных высокочастотных электромагнитных помех характеризуется определенным набором параметров:
- непрерывные помехи (наведенные непрерывные колебания) - амплитудой, частотой и видом модуляции наведенного напряжения (тока), а также внутренним сопротивлением источника помех;
- апериодические и колебательные переходные процессы - длительностью фронта (скоростью нарастания), длительностью, пиковым значением, спектром, частотой возникновения, частотой колебаний (для колебательного переходного процесса) наведенного напряжения (тока), а также внутренним сопротивлением источника помех.
В настоящем разделе приведены таблицы, содержащие соответствующие уровни кондуктивных высокочастотных электромагнитных помех, которые следует выбирать для описания электромагнитной обстановки в различных местах размещения ТС.
5.1.1 Наведенные напряжения (токи) (незатухающие колебания)
При расположении проводника в электромагнитном поле напряжение электромагнитной помехи наводится относительно опорного заземления. Амплитуда наведенного напряжения (тока) зависит от длины проводника, его высоты над землей, а также от других факторов.
Связь между напряженностью поля и наведенным напряжением номинально является линейной при длинах проводников больших, чем одна шестая длины волны. Если размеры проводников приближаются к четверти длины волны или кратны ей, могут возникать резонансные эффекты.
В таблице 7 приведены значения наведенных общих несимметричных напряжений и токов, рассчитанных в предположении, что волновое сопротивление по отношению к опорной земле равно 150 Ом. Уровни электромагнитной помехи приведены для случая отсутствия модуляции. Обычно наведенные напряжения и токи модулированы по амплитуде (как правило, с глубиной не более 80%) или по частоте.
Таблица 7 - Уровни электромагнитных помех в части наведенных напряжений и токов непрерывных колебаний
Степень интенсивности электромагнитной помехи | Полоса частот | |||||
От 10 до 150 кГц* | От 0,15 до 27 МГц | От 27 до 150 МГц | ||||
Напряжение, В | Ток, мА | Напряжение, В | Ток, мА | Напряжение, В | Ток, мА | |
А | В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида | |||||
1 | 0,1 | 0,7 | 0,3 | 2 | 0,3 | 2 |
2 | 1 | 7 | 1 | 7 | 1 | 7 |
3 | 3 | 21 | 3 | 21 | 3 | 21 |
4 | 10 | 70 | 10 | 70 | 10 | 70 |
5 | 30 | 210 | 30 | 210 | 30 | 210 |
X | В соответствии с характеристиками мест размещения ТС | |||||
* Напряжения помех, наводимых отдельными радиопередатчиками, работающими на сверхнизких частотах, могут превышать приведенные в таблице значения |
5.1.2 Переходные процессы
Для целей классификации кондуктивные высокочастотные переходные электромагнитные помехи разделяют на две группы: апериодические и колебательные. В каждой из них можно выделить несколько источников, определяющих формирование помех данной группы:
а) импульсные помехи большой мощности. Обычно принимается, что различные формы этих импульсных помех обусловлены молниевыми разрядами или функционированием плавких предохранителей. При этом рассматривают:
- импульсы, вызываемые молниевыми разрядами в воздушных распределительных системах;
- импульсы, вызываемые молниевыми разрядами и распространяющиеся в подземных кабелях;
- импульсы, возникающие при функционировании плавких предохранителей за счет запасенной энергии в индуктивности отключаемого оборудования и системы электропитания;
б) сверхкороткие импульсные помехи. Эти импульсные помехи обычно ассоциируются с помехами "искрения" при переключении нагрузок в электрических сетях и могут включать последовательности событий (пачки). Импульсные помехи указанного вида обладают небольшой энергией, но способны приводить к нарушению функционирования ТС;
в) колебательные переходные помехи. Частота колебаний для помех этого вида лежит в пределах от 1 кГц (преимущественно в результате переключения конденсаторов) до нескольких мегагерц (локальные колебания при разъединении цепей при коммутациях). Помехи указанного вида в более высокой части частотного диапазона имеют небольшую энергию, но могут иметь высокие пиковые напряжения. В более низкой части частотного диапазона указанные помехи могут обладать большей энергией, но при более низких пиковых напряжениях.
Для обеспечения полного и достоверного описания электромагнитных помех каждого вида, формирующих электромагнитную обстановку, должны быть указаны пиковое напряжение холостого хода и пиковый ток короткого замыкания источника помехи.
В таблицах 8 и 9 приведены уровни электромагнитных помех в части кондуктивных апериодических и колебательных импульсных помех в низковольтных системах электроснабжения переменного тока. Данные в таблицах 8 и 9 представлены в трех временных и частотных диапазонах с целью обеспечения обобщенного описания существенных характеристик электромагнитных помех.
Таблица 8 - Уровни электромагнитных помех в части кондуктивных апериодических импульсных помех в низковольтных системах электроснабжения
Параметр и степень интенсивности электромагнитной помехи | Вид апериодической импульсной помехи | |||
Наносекундной длительности | Микросекундной длительности | Миллисекундной длительности | ||
Типовой источник | Контактное искрение* | Молниевый разряд на расстоянии менее 1 км* | Молниевый разряд на расстоянии более 1 км* | Плавкий предохранитель** |
Длительность фронта*** | 5 нс | 1 мкс | 10 мкс | 0,1 мс |
Длительность**** | 50 нс | 50 мкс | 1000 мкс | 1 мс |
Частота появления | Пачки импульсов | Многократные импульсы | Многократные импульсы | Редкие импульсы |
Полная длительность события***** | Миллисекунды | Миллисекунды | Секунды | Одиночное событие |
Внутреннее сопротивление источника | 50 Ом | 1-10 Ом | 20-300 Ом | 02-2 Ом |
А | В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида | |||
1 | 0,5 кВ | 1 кВ | 0,5 кВ | Помехи отсутствуют |
2 | 1 кВ | 2 кВ | 1 кВ | 0,5 |
3 | 2 кВ | 4 кВ | 1,5 кВ | 1,0 |
4 | 4 кВ | 8 кВ | 2 кВ | 2,0 |
X | В соответствии с характеристиками мест размещения ТС | |||
* Для систем электроснабжения с номинальным напряжением 120-690 В. Приведенные данные не зависят от напряжения системы электроснабжения. Прямой удар молнии в здание может создать большие токи в силовых проводниках. ** Приведенные значения справедливы для переходных процессов, возникающих при максимальном значении синусоиды основной частоты электропитания. *** Передний фронт переходного процесса. **** На уровне половины пикового значения переходного процесса. ***** С учетом многократного появления импульсных помех |