Электромагнитная совместимость и средства защиты. (Лекция 21)

Сентябрь 12, 2022

Главная
ОБЖ
Электромагнитная совместимость и средства защиты. (Лекция 21)

Содержание

2. Литература: Основы электромагнитной совместимости. 2007г. 621.318/О-75 ред.Карякин Р.Н. Бадер, М.П. Электромагнитная совместимость: Учебник для вузов железнодорожного
3. Дополнительная литература: Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных
4. 3. Гроднев И.И., Курбатов Н.Д.Линейные сооружения связи. М.: Связь.1984. Авторы трудов по ЭМС: Гроднев И.И., Михайлов
5. Понятие электромагнитной совместимости возникло еще в начале развития радиотехники и имело узкое смысловое значение – выбор
6. Любые электронные изделия, способные создавать электромагнитные помехи и (или) восприимчивые к их воздействию, должны быть такими,
7. Цель ЭМС - обеспечение нормальной работы совместно работающих технических средств.. В реальных условиях в месте расположения
8. В Европе стандарты, связанные с электротехникой, разрабатываются, главным образом, СЕНЕЛЕК и ЕТСИ (ETSI). СЕНЕЛЕК– Европейский Комитет
9. Примерный перечень европейских стандартов по ЭМС: EN 55022 Электромагнитная совместимость. Радиопомехи от оборудования информационных технологий. Нормы
10. ETS 300331* ETS 300641 Испытания радиоаппаратуры ЕЭК (евразийское экономическое сообщество) Технический регламент Таможенного союза (ТР ТС
11. Описание участков жел.дороги: Полоса отвода - до 50 м от оси пути по обе стороны железной
12. объекты энергослужбы (ЭЧ) – на участках с электротягой постоянного тока- две ЛЭП-10кВ, выходящих от тяговых подстанций
13. Объекты энергослужбы (ЭЧ) – на участках с электротягой переменного тока тока - ЛЭП-10кВ и резервная цепь
15. Корпуса всех объектов, расположенных на расстоянии менее 5 м от рельс, должны быть гальванически или через
16. объекты ЖАТС, расположенные вне полосы отвода – аппаратура в зданиях ВЦ, ШЧ, РЦС, магистральные и местные
18. Мсточники опасных и мешающих воздействий: линии электропередач ЛЭП, контактная сеть железных дорог, молния, радиолокационные станции, радиопередающие
19. Линейные напряжения линий электропередач ЛЭП - !!50, 500, 220, 110 кВ -3 фазные –с заземленной нейтралью
20. ВЛ 500 кВ и фаза из 3х проводов
21. ВЛ 1150 кВ и фаза из 8ми проводов
22. В моменты нарастания тока КЗ ЛЭП постоянного тока он изменяется по экспоненциальному закону i (t) =
23. Короткое замыкание в цепи ЛЭП постоянного тока
24. ток однофазного КЗ ЛЭП переменного тока i(t) = Imax( e−t/τ - cos(ωt + ϕ) )
25. Максимальные значения токов КЗ ЛЭП
29. iм(t) = Imax(e−t/τ1 − e−t/τ2) Главная стадия молнии
30. График вероятности появления тока молнии с амплитудно-временными характеристиками Iм = 20 кА (2/50) мкс при крутизне
31. Вероятность появления тока молнии с определенными параметрами
32. 1) При Е ≈ (25 – 30 кВ/см – лидеры d = 10 – 15 м
33. Молния-видеозаписи
34. Траектория заряженных частиц в магнитном поле Земли
35. Природные источники Земли Постоянное электрич. поле у поверхн. Есредн=130 В/м, Е1,8м=200 В, Еземли – Е0 ≈
36. Длина волны λ (м) =300/F,МГц, Обозначение нормы электромагнитных излучений для электрической составляющей – Е ,В/м Обозначение
37. Нормы электромагнитного излучения бытовых приборов, мкТл, в частотном диапазоне 30-400 Гц при ПДУ=2 мкТл
38. Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП в городе при В ≤ 0,2мкТл
39. Предельные значения напряженности электр. поля Е или потока мощности Р, создаваемые РПС и РЛС на расстоянии
40. Уровни ЭМИ-радаров в сравнении с другими источниками СВЧ-диапазона
42. Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости
43. Для случаев облучения лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования, с частотой не
44. Нормы электромагнитных излучений для населения
46. Изменение электрического поля в ближней зоне Е ͠ 1/r3 Изменение магнитного поля в ближней зоне Н
47. ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СФОРМИРОВАВШЕЙСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ В ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ ИЗЛУЧЕНИЙ Граница между дальней и ближней зонами излучений
48. Законы электродинамики в интегральной форме - линейный интеграл напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру равен
49. В дифференциальной форме ГДЕ σ – проводимость, См/м εа –абсолютная диэлектрическая проницаемость,Ф/м μа – магнитная проницаемость
54. в) поглощение
57. поперечно-магнитная и поперечно-электрическая Ez ≠0 волны Ez =0 Hz =0 Hz ≠0 Поперечно-электромагнитная волна ТЕМ Ez
58. Ближняя зона r ≤ λ/2π ЭМ волна еще не сформирована, излучение отсутствует Эл.поле порождается потенциалом, напряжением,
59. Итак, нормы воздействия ЭМП на человека установлены. Эффективность элементарной защиты – удаление от источника, -- минимальное
61. Поверхностный эффект (скин-эффект) Эффект близости Электромагнитные эффекты
62. Электротравматизм - непосредственное воздействие тока на человека Этому подвержены среди электротехнического персонала: ИТР -7,4%, рабочие специальн.-
63. 1
66. Скачать презентацию

Слайд 2

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.

Слайд 3

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.

Слайд 4

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.

Слайд 5

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

Слайд 6

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.

Слайд 7

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 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]

Слайд 8

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).

Слайд 9

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;

Слайд 10

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

Слайд 11

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.

Слайд 12

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,

Слайд 13

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.

Слайд 14

Слайд 15

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.
.

Слайд 16

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.

Слайд 17

Слайд 18

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.

Слайд 19

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,….

Слайд 20

ВЛ 500 кВ и фаза из 3х проводов

Слайд 21

ВЛ 1150 кВ и фаза из 8ми проводов

Слайд 22

В моменты нарастания тока КЗ ЛЭП постоянного тока он изменяется по

экспоненциальному закону
i (t) = Iнач + Iкз (1 – ехр (−t /τ)), где Iнач – ток до начала КЗ;
Iкз – амплитуда тока КЗ;
τ = L/ R− постоянная времени
цепи КЗ, мс.

Слайд 23

Короткое замыкание в цепи ЛЭП постоянного тока

Слайд 24

ток однофазного КЗ ЛЭП
переменного тока
i(t) = Imax( e−t/τ -

cos(ωt + ϕ) )

Слайд 25

Максимальные значения токов КЗ ЛЭП

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

iм(t) = Imax(e−t/τ1 − e−t/τ2)
Главная стадия молнии

Слайд 30

График вероятности появления тока молнии
с амплитудно-временными характеристиками
Iм = 20

кА (2/50) мкс при крутизне нарастания
фронта Iмр

Слайд 31

Вероятность появления тока молнии
с определенными параметрами

Слайд 32

1) При Е ≈ (25 – 30 кВ/см – лидеры d

= 10 – 15 м
V = сотни км/с, появление с земли стримеров
2) Главная стадия - Обратный разряд с земли
Vсреза = 50000 км/с

t = (20000 – 35000)°С
3) Нейтрализация зарядов – до сотен мс

Слайд 33

Молния-видеозаписи

Слайд 34

Траектория заряженных частиц
в магнитном поле Земли

Слайд 35

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

Слайд 36

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

Слайд 37

Нормы электромагнитного излучения бытовых приборов, мкТл, в частотном диапазоне 30-400 Гц при ПДУ=2

мкТл

Слайд 38

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

Слайд 39

Предельные значения напряженности электр. поля Е или потока мощности Р, создаваемые

РПС и РЛС на расстоянии 1 км

Слайд 40

Уровни ЭМИ-радаров в сравнении с другими
источниками СВЧ-диапазона

Слайд 41

Слайд 42

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц

- 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия

Слайд 43

Для случаев облучения лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора

или сканирования, с частотой не более 1 Гц и скважностью не менее 20, предельно допустимая интенсивность воздействия определяется по формуле:
К - коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10. Независимо от продолжительности воздействия интенсивность воздействия не должна превышать максимального значения - 1000 мкВт/см².

Слайд 44

Нормы электромагнитных излучений для населения

Слайд 45

Слайд 46

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

Слайд 47

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

Слайд 48

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.

Слайд 49

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)

Слайд 50

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

Слайд 54

в) поглощение

Слайд 55

Слайд 56

Слайд 57

поперечно-магнитная и поперечно-электрическая
Ez ≠0 волны Ez =0
Hz

=0 Hz ≠0

Поперечно-электромагнитная волна ТЕМ Ez =0
(ВЛ,СК, коакс.) Hz =0

Слайд 58

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

Слайд 59

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

Слайд 60

Слайд 61

Поверхностный эффект (скин-эффект)
Эффект близости
Электромагнитные эффекты

Слайд 62

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

Слайд 63

1

Слайд 64

Электромагнитная совместимость и средства защиты. (Лекция 21)

Содержание

Литература:Основы электромагнитной совместимости. 2007г. 621.318/О-75 ред.Карякин Р.Н.Бадер, М.П. Электромагнитная совместимость: Учебник

Дополнительная литература:Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния

3. Гроднев И.И., Курбатов Н.Д.Линейные сооружения связи. М.: Связь.1984.Авторы трудов по

Понятие электромагнитной совместимости возникло еще в начале развития радиотехники и имело

Любые электронные изделия, способные создавать электромагнитные помехи и (или) восприимчивые к

Цель ЭМС - обеспечение нормальной работы совместно работающих технических средств..В

В Европе стандарты, связанные с электротехникой, разрабатываются, главным образом, СЕНЕЛЕК и

Примерный перечень европейских стандартов по ЭМС:EN 55022 Электромагнитная совместимость. Радиопомехи от

ETS 300331* ETS 300641 Испытания радиоаппаратурыЕЭК (евразийское экономическое сообщество)Технический регламент Таможенного

Описание участков жел.дороги:Полоса отвода - до 50 м от оси пути