ГОСТ Р 51317.1.5-2009 (МЭК 61000-1-5:2004) Совместимость технических средств электромагнитная. Воздействия электромагнитные большой мощности на системы гражданского назначения. Основные положения (Переиздание)

     6.1 Топологическое представление системы

Для оценки результатов влияния электромагнитных воздействий большой мощности на сложную систему необходимо, прежде всего, понять, как провести анализ возбуждения системы и учесть при этом электромагнитное взаимодействие составных частей системы. Рассмотрение различных барьеров, существующих в сооружении, а также возможных путей распространения электромагнитной энергии приводит к понятию электромагнитной топологии системы. Концепция электромагнитной топологии системы была применена в [26]. Подход, основанный на данной концепции, заключается в том, что система рассматривается как совокупность электромагнитных барьеров (экранов), препятствующих или в определенной степени способствующих распространению электромагнитной энергии от точки к точке. Источники электромагнитных полей большой мощности могут быть вне системы, как это имеет место в случаях молниевого разряда, интенсивного источника радиоизлучения или электромагнитного воздействия большой мощности.

Полностью замкнутых электромагнитных барьеров практически не существует. В экране всегда могут быть несколько отверстий, через которые возможно распространение электромагнитной энергии. Очевидно, что напряженность поля внутри произвольной экранированной оболочки будет меньше, чем напряженность внешнего поля, так как существует затухание в проводящих стенках оболочки и при прохождении сигналов неосновными путями. Однако данное затухание будет иметь конечное значение, и наличие апертур (отверстий) в экранированной поверхности и недостаточная проводимость материала экрана могут привести к проникновению электромагнитных полей через оболочку.

Пример упрощенной схемы экранированного сооружения, облучаемого внешним электромагнитным полем, представлен на рисунке 5. Очевидно, что проникновение электромагнитного поля в экранированное сооружение будет происходить в конкретных местах электромагнитного барьера, таких как дверные зажимы, панели доступа, отверстия воздушных вентиляторов, места сварки, неоднородности экрана. Кроме того, вводимые в экранированное сооружение силовые кабели, изолированные от экранирующего материала, представляют собой путь, которым энергия внешнего электромагнитного воздействия может проникать во внутренние помещения экранированного сооружения.

     
Рисунок 5 - Пример упрощенной схемы гипотетического сооружения, облучаемого внешним электромагнитным полем

Рассмотренный выше случай относится к экранированным сооружениям. Конечно, не все сооружения (помещения) могут считаться хорошо экранированными. На практике во многих случаях не предпринимаются попытки обеспечить электромагнитное экранирование систем, например, применительно к обычным зданиям, коммерческим сооружениям и автомобилям. Тем не менее, возможно частичное экранирование путем применения арматурных прутьев и стальных балок в строительных конструкциях и за счет наличия металлического кузова у автомобиля. Более того, часто проводится защита силовых и сигнальных линий, вводимых в помещение, от воздействий молниевых разрядов.

В этих и во многих других случаях концепция электромагнитной топологии может быть полезным инструментом для определения защищенных зон, в которых интенсивность наведенных электромагнитных воздействий меньше, чем вне сооружения (помещения).

Использование концепции электромагнитной топологии заключается в следующем. Система (см. 3.34) рассматривается как совокупность одного или более числа электромагнитных барьеров или экранированных поверхностей, как показано на рисунке 6. Соединения между данными поверхностями и все точки проникновения электромагнитной энергии идентифицируют с установлением их характеристик.

Наибольшую значимость придают возможности кондуктивного электромагнитного проникновения, так как наличие изолированных силовых кабелей, проходящих через отверстия в проводящей экранированной оболочке, обычно приводит к наибольшему электромагнитному влиянию на систему. Электромагнитное проникновение через апертуры (отверстия) обычно имеет вторую степень значимости, так как диффузное проникновение менее эффективно. Возможны иные механизмы электромагнитного проникновения, например, через антенны и другие устройства, обеспечивающие связь системы с внешней электромагнитной средой.

Суммарный эффект влияния на систему электромагнитного воздействия большой мощности, созданного вне системы, определяется диаграммой последовательности взаимодействия. Данная диаграмма иллюстрирует различные аспекты генерирования электромагнитных полей, их распространения, взаимодействия с системой и отклика системы на воздействие. Для гипотетической системы, представленной на рисунке 5, диаграмма последовательности взаимодействия представлена (в упрощенном виде) на рисунке 7.

     
Рисунок 6 - Топологическая схема простой системы, представленной на рисунке 5

Рисунок 7 - Обобщенная диаграмма последовательности взаимодействия для системы, представленной на рисунке 5