Природа электромагнитных влияний и гальваническая связь. Влияние через цепи питания и сигнализации. Противофазные и синфазные помехи. Понятие емкости нескольких заряженных тел. Электрическое поле и магнитный поток, потокосцепление и индуктивность.
Существенным при рассмотрении технико-экономических проблем электромагнитной совместимости является знание механизмов связи между источниками помех (индуктором) и чувствительным к помехам приемником (рецептором). Это позволит учесть деформацию помехи в процессе передачи и, в конечном счете, количественно оценить влияние помехи. В общем случае источник помех может воздействовать на приемник за счет: 1. Гальванической связи;
2. Электромагнитной связи.
Гальваническая связь возникает тогда, когда два электрических контура имеют общее сопротивление Z0, будь то участок провода, сопротивление связи или двухполюсник иного вида (рис. 4.1).
Ток в контуре I (источник помехи) создает на общем сопротивлении Z0 падение напряжения, которое в контуре II накладывается на полезный сигнал.
Гальванические связи, применительно для электрических систем, условно можно разделить на связи в слаботочных цепях (устройствах релейной защиты и автоматики, устройств АСУ и т.д.), на связи в силовых цепях (связи по элементам электрической сети).
Электромагнитные связи подразделяются на емкостную связь (электростатические поля); индуктивную связь (магнитостатическое поле) и связь излучением (электромагнитные поля).
Кондуктивные помехи распространяются за счет гальванической связи между элементами сети (линии электропередач, ошиновки, обмотки статора генератора и т.д.). Кроме того, кондуктивные помехи могут распространяться за счет индуктивной связи (трансформация сигнала с первичной обмотки трансформатора на вторичную, с обмотки статора генератора в обмотку ротора и т.д.).
На рис. 4.2 приведена условная принципиальная схема связи источников помех с приемниками.
Рис. 4.2. Модель взаимодействия источника помех и приемника
1.2 Гальваническая связь
1.2.1 Влияние через цепи питания и сигнализации
Устройства релейной защиты, цепи АСДУ выполняются таким образом, что различные устройства имеют общие элементы в схемах питания, сигнализации и т.д. Эти связи могут оказывать отрицательное влияние на распространение полезного сигнала.
Гальваническое влияние помехи на распространение полезного сигнала в цепях питания и сигнализации показано на рис. 4.3.
В качестве примера показана схема питания постоянным напряжением логических модулей B1-Bn, в которой изменение тока одного модуля (di/dt) генерирует напряжение помехи un изза падения напряжения на элементах R и L, накладывающегося на напряжение питания u, а на рис. 4.3б - аналоговая схема, в которой при подключении нагрузки RL возникает напряжение помехи на полном сопротивлении общего для двух сигнальных контуров участка системы опорного потенциала. Это напряжение накладывается непосредственно на входное напряжение операционного усилителя ОУ1 и тем самым искажает входной сигнал второго усилителя ОУ2.
Упрощенно в обоих случаях напряжение помехи равно .
Для снижения гальванического влияния в соединительных проводах питания и сигнальных контурах рекомендуются следующие мероприятия: выполнение соединений между двумя или более контурами с возможно низким полным сопротивлением, особенно низкой индуктивностью.
Рис. 4.3. Примеры гальванических связей в цепях электропитания (а) и сигнальных контурах (б)
Для этого требуется по возможности меньшая длина общих линий, большое сечение проводников (особенно для проводников системы опорного потенциала, общей для многих контуров), малые расстояния между проводами цепей питания (расположение прямого и обратного проводов рядом друг с другом), выполнение системы опорного потенциала в печатных платах, жгутах, разъемах, соединений с корпусом, землей.
Гальваническая развязка, т.е. устранение совместных проводящих соединений между различными контурами, или же гальваническое разделение контуров таким образом, чтобы ток наиболее мощного контура не протекал по слаботочному контуру. Систему опорного потенциала, если это требуется, необходимо присоединять лишь к точкам заземления или к корпусу прибора. Целесообразно раздельно питать мощные электрические аналоговые устройства и дискретные функциональные элементы. Выбор скорости изменения тока брать не больше, чем требуется по условиям функционирования устройства.
1.2.2 Влияние по контурам заземления
На рисунке 4.4а показаны два прибора П1 и П2, пространственно разделенные друг от друга. Они могут находиться в одном или разных зданиях. По условиям техники безопасности корпусы приборов должны быть заземлены. Имеющийся контур полезного сигнала также заземляется в двух местах, у приборов. Между точками 1 и 2 может возникнуть разность потенциалов, обусловленная током в контуре заземления, например, током замыкания на землю или током молнии.
Эта разность потенциалов U12 вызывает ток помехи ІП. На внутреннем сопротивлении входной цепи прибора ZS возникает напряжение помехи Ust, наложенное на входной сигнал.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
