Емкостная связь и способы её ослабления

Емкостная (электрическая или Е-связь) связь возникает меду двумя проводами или проводящими объектами. Физический механизм этой связи следующий: вследствие разности потенциалов между проводниками существует электрическое поле, которое в эквивалентной схеме моделируется емкостью рассеяния. В предположении квазистатических соотношений и несимметричных систем получаем эквивалентную схему замещения – рисунок 14. Элементы R₂ и С₂ на схеме замещения представляют параллельно включенные внутренние сопротивления передатчиков и приемников системы, С₁₂ - паразитная емкость между проводами и системой. Источник полезного сигнала не показан.

Будем считать, что только система 1 влияет на систему 2, а не наоборот. Другими словами, пусть уровень напряжения в системе 1 много выше, чем в системе 2. Пассивные компоненты С₁₂, а также параллельно включенные R₂, С₂ действуют, как частотнозависимый делитель напряжения, так для отношения напряжения источника помехи к мешающему напряжению системы 2 получаем соотношение:

Если система 2 низкоомная, то есть R₂<<1/wC, то получаем

отсюда напряжение помехи в частотной области рассчитывается по формуле

 

 

Для временной области получаем следующее выражение, определяющее напряжение помехи

 

Как видно, напряжение помехи пропорционально наряду с частотой, или скоростью изменения во времени, емкости С₁₂, а также общему омическому сопротивлению системы 2.

Отсюда непосредственно вытекают меры по снижению емкостного влияния:

1. Уменьшением емкостной связи С₁₂, например, сокращением длины участков параллельных проводов, увеличением расстояния между проводами, экранированием проводов и самой системы.

2. Уменьшением R₂.

 

1 9.Индуктивная связь и способы ее ослабления.

Магнитная (индуктивная или Н-связь) связь возникает между двумя или несколькими контурами, обтекаемыми токами. Связанные с токами магнитные потоки пронизывают другие проводящие контуры и индуцируют там ЭДС рисунок 16.

Индуктированное напряжение рассчитывается как

Соответственно во временной области

Индукция приводит к появлению напряжения противофазной помехи, часткоторого, определяемая делителем напряжения , поступает на вход приемника.

Взаимную индуктивность M₁₂ между контурами рассчитывают по стандартной методике. На практике речь идет в меньшей степени о том, чтобы рассчитать взаимную индуктивность, а, прежде всего о том, чтобы распознать её как таковую. В конце концов, магнитная связь существует, даже если контур системы подверженной влиянию замкнут не гальванически, а через паразитную ёмкость. В последнем случае индуктированное напряжение не делится делителем , а приложено полностью к разомкнутым концам контура. Индуктированное напряжение помехи является заданным, то есть его значение не зависит от полного сопротивления контура. С уменьшением полного сопротивления ток в контуре может принимать любые сколь угодно большие значения. Доля приходящегося на вход приемника напряжения помехи определяется исключительно отношением , а не значением полного сопротивления.

Индуктированное напряжение помехи наряду с частотой или скоростью изменения тока пропорционально взаимной индуктивности, а, следовательно, площади контура. На основании этого укажем способы снижения индуктивного влияния:

- уменьшение взаимной индукции за счет сокращения длины участков параллельной прокладки;

- увеличение расстояния между контурами;

- ортогональное расположение контуров;

- скручивание проводов;

- экранирование системы;

- прокладка компенсирующих проводов.

Скручивание проводов является наиболее дешевой и наиболее действенной мерой для уменьшения индуктированных напряжений. Если оставшийся нескомпенсированный магнитный поток дает слишком большие напряжения помехи, то может оказаться эффективным дополнительный экран. Вместо кабельного экрана в некоторых случаях прокладывают компенсирующие провода, образующие короткозамкнутые контуры, магнитное поле которых частично ослабляет магнитное поле источника помех. Благодаря присутствию короткозамкнутого контура, напряжение помехи, индуктированное в системе уменьшается до величины

где вычитаемое представляет собой индуктированную ЭДС, М_КК – взаимная индуктивность между подверженным помехе контуром и компенсирующим контуром, - ток в компенсирующем контуре, рассчитываемый по формуле

Тем самым индуктированное напряжение помехи может быть представлено в виде

Целесообразно уже при планировании предусмотреть раздельную прокладку заведомо мешающих и подверженных влиянию линий. Типичным является применение компенсирующих проводов, параллельных линии и заземленных на концах, однако коэффициент экранирования в этих случаях составляет не более 0.5.

 

20. Электромагнитная связь линий. Связь с электромагнитным излучением её устранение. Сторонние электромагнитные поля индуцируют в цепях и трактах линий связи помехи, которые не только снижают качество передачи, но иногда возбуждают большие напряжения и токи, приводящие к разрушению линий связи и аппаратуры, а также создающие опасность для жизни и здоровья эксплуатационного персонала. Поэтому для оценки свойств линий связи помимо изучения законов передачи сигналов необходимо также исследование процессов, связанных с воздействием сторонних электромагнитных полей на линии связи и методы защиты. Указанные воздействия называют электромагнитными влияниями или просто влияниями на цепи линий связи. В большинстве случаев можно выделить следующие основные этапы решения данной проблемы: анализ характера сторонних электромагнитных полей и зависимостей параметров их источников от различных факторов (состояния внешней среды, режима работы источников излучений, их конструкции, времени и т. д.); исследование (теоретическое и экспериментальное) законов индуцирования помех, определение их интенсивности, спектральных и временных характеристик, а также степени воздействия на качество передачи информации по линиям связи для различных типов линий связи и систем передачи;разработка и анализ эффективности мер защиты цепей и трактов от влияния сторонних электромагнитных полей и их оптимизация по заданным критериям (стоимости, эффективности, надежности и др.); при этом рассматриваются как меры по уменьшению интенсивности влияющих полей, так и меры защиты цепей и трактов, подверженных влиянию; выбор (или разработка) мер защиты линий связи от мешающих или опасных влияний сторонних электромагнитных полей, создаваемых внешними и внутренними источниками; реализация мер защиты, теоретическое и экспериментальное исследование их эффективности и соответствия максимального уровня помех нормативным значениям.Связь электромагнитным излучением. Физический механизм. Понятия ближней и дальней зонПод связью через электромагнитное излучение понимают любую связь в непроводящем пространстве. В этом смысле Е- и Н- связь тоже относятся к связям через излучение, а именно они описывают квазистатический режим, в котором электрическое и магнитное поля независимы друг от друга.Подверженная помехе система не должна непременно иметь штыревую или Рамочную антенну. С таким же успехом электромагнитное влияние может воздействовать прямо на электронную схему, не обладающую запроектированными свойствами антенны.Как известно, различают постоянные и переменные поля. Переменные поля можно разделить на квазистатические (медленно меняющиеся во времени) и электромагнитные (быстро меняющиеся во времени).

21. Комплексный подход к решению проблемы ЭМС Совокупность уровней помех на конкретном объекте называется электромагнитной обстановкой (ЭМО). Следует отметить большой разброс параметров ЭМО (например, уровней помех при коммутационных операциях) на различных объектах. В данной статье мы кратко рассмотрим проблемы, связанные с контролем и улучшением ЭМО на энергетических и промышленных объектах. Существует два подхода к решению проблемы ЭМС. Во-первых, это контроль и повышение устойчивости применяемой аппаратуры к помехам.Во-вторых, это оценка и улучшение электромагнитной обстановки на объектах. Параметры ЭМО на различных объектах имеют большой разброс. Поэтому действующие нормы неизбежно ориентируются на некую «идеализированную» ЭМО, характерную для объектов без существенных дефектов. Теоретически можно изготовить аппаратуру, выдерживающую практически любые возможные помехи, но стоимость ее будет непомерно высока. Поэтому наиболее экономичным является сочетание обоих подходов к решению проблемы ЭМС. В большинстве случаев проблемы ЭМС объясняются: 1. Недостаточной проработкой проектных решений в части соблюдения особых условий ЭМС. Внимание проблеме ЭМС при проектировании энергетических и промышленных объектов, зданий и помещений управления и связи стало уделяться в основном лишь с середины 90-х годов. 2. Отклонением от проекта в ходе его реализации и последующих реконструкций. В качестве примера можно назвать прокладку непредусмотренных изначально дополнительных цепей резервного питания с объектов, обладающих высоким уровнем помех на заземляющем устройстве, на узлы управления и связи. 3. Низким качеством строительно-монтажных работ. Пример - дефекты монтажа заземляющего устройства (от полного отсутствия сварного соединения до дефекта типа «точечной сварки» вместо сплошного шва.). 4. Физическим и моральным старением объекта. Например, коррозия заземляющего устройства может в течение 10 - 20 лет сделать ЭМО крайне жесткой из-за ухудшения или полной потери значительного количества связей в пределах ЗУ. 5. Повреждением заземлителей при земляных работах, реконструкции и т.п. Улучшение ЭМО. Разумеется, оценка ЭМО не является самоцелью. По ее результатам разрабатываются и осуществляются защитные мероприятия. В зависимости от результатов обследования, они могут включать: Оптимизацию заземляющего устройства, в том числе. Обеспечение правильной прокладки вторичных цепей по условиям ЭМС. Оптимизацию систем питания: Установка устройств защиты от перенапряжений Экранирование чувствительной аппаратуры

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: