5.5. Экранированные кабины

При проведении измерений с высокочувствительной аппаратурой, например при регистрации частичных разрядов, уровень помех в залах часто оказывается слишком высоким, поэтому измерительную аппаратуру размещают в в экранированных кабинах.

Кабина должна обеспечить высокое затухание электромагнитного поля при его проникновении внутрь, что достигается специальной конструкции кабины и ее питания.

Кабина выполняется в виде замкнутой клетки Фарадея, имеет площадь 2-4 м² высоту .>2 м, должна иметь вентиляцию и освещение, а также возможность визуального наблюдения из кабины за электрофизическими процессами на объекте испытаний. Стенки кабины выполняют из стальных листов толщиной от 1 мм.

При разработке конструкции кабин используют результаты исследований затухания электромагнитного поля при прохождении через стенки.

Окна для наблюдения выполняют в виде сотовых панелей. Размеры ячеек сот согласуют с частотами помех так, чтобы затухание составляло не менее 100 дБ.

Зазоры в дверях и стенках кабины имеют свойства щелевых антенн и могут свести на нет все мероприятия по экранированию. Это надо учитывать при их разработке.

В настоящее время принята концепция автономного питания измерительных устройств, поэтому проблемы попадания наводок по питающей сети исключены.

Кабина должна быть заземлена. Зависимости затухания внешнего электромагнитного поля от толщины стенок кабины и частоты приведены на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Зависимость затухания для экранированных кабин.

1 – при толщине стальной стенки 1 мм; 2 – при толщине 0,3 мм; 3 ‑ при толщине 0,1 мм.

5.6. Инженерные коммуникации высоковольтной лаборатории

Лаборатории высокого напряжения представляют собой сложные инженерные сооружения вследствие больших размеров залов, многообразия вспомогательного оборудования для обеспечения нормальной работы персонала, перемещения оборудования в пределах зала, доставки испытуемых объектов в зал, сборки схем на стороне высокого напряжения и т.д.

Оборудование, не связанное с экспериментами: грузоподъемные средства, средства перемещения оборудования по залу, при проведении испытаний должны быть отключены и удалены в безопасные зоны. Оборудование, связанное с освещением, связью, сигнализацией, блокировками, питанием вспомогательного оборудования при проведении экспериментов (насосы для подачи воды при проведении мокроразрядных испытаний, привода аппаратуры при скоростном фотографировании и пр.) должно надежно работать непосредственно в момент проведения испытаний и при разрядах.

Залы имеют системы отопления, вентиляции и водоснабжения. Обычно эти системы представляют собой металлические трубо- и воздухопроводы, входящие в зал. Необходимо предусмотреть меры, исключающие как попадание по этим коммуникациям в зал посторонних сигналов, создающих помехи при измерениях, а так и вынос за пределы зала потенциала, опасного для персонала и оборудования, расположенного вне зала.

Электроснабжение основного и вспомогательного оборудования осуществляется кабелем низкого напряжения. Установленная мощность должна быть рассчитана на обеспечение энергией всех аппаратов зала, включенных одновременно. Вся система электроснабжения в зале выполнена с заземленной нейтралью напряжением 380 В. Как правило, заземление сети связано гальванически с заземлением зала.

Все электрооборудование имеет кабельную подводку с прокладкой в стальных трубах. Нулевой провод на каждом щитке соединен с заземлением. Корпуса аппаратов, машин, трансформаторов, оболочек кабелей присоединяются к специальным заземляющим шинам.

Заземление и экранирование. Высоковольтные залы должны иметь собственную систему заземления. Систему создают под залом путем установки в земле вертикальных омедненных трубчатых заземлителей диаметром до 50 мм и длиной от 2 до 5м, ., соединенных между собой приваренными медными шинами сечением 2 25 мм². Над заземлителем устанавливают связанные с ним металлические сетчатые или сплошные экранирующие системы, которые вместе с экранами на стенах, окнах и потолке образуют сплошной экран зала - полную замкнутую клетку Фарадея во всем объеме зала. С заземлителем связаны все металлические элементы конструкции здания. Сопротивление контура заземления не должно превышать 0,3 Ом.

На полу зала укладывают металлические листы с многократным соединением их пайкой с контуром заземления. Листы служат для размещения на них и присоединения к ним генераторных установок и объектов испытания.

Связь, сигнализация. В настоящее время внутренняя и внешняя связь залов сверхвысокого напряжения осуществляют по радиоканалам, что исключает применяемые ранее сложные системы защиты связи.

Водоснабжение, отопление и вентиляция.

Коммуникации водоснабжения, отопления и вентиляции, входящие в зал и выходящие из него должны быть выполнены так, чтобы они не стали проводниками распространения наведенных токов, т. к. к залу могут примыкать административные помещения и слаботочные лаборатории с чувствительным оборудованием.

Обмен воздуха в зале производят приточной вентиляцией. Воздух фильтруют, сушат, подогревают и подают в зал с требуемой производительностью. Таким образом, высоковольтный корпус представляет собой хорошо заземленный объект, не имеющий никаких непосредственных гальванических связей с устройствами, расположенными за его пределами. Это позволяет свести к минимуму помехи при измерениях.