2. Каналы передачи электромагнитных помех.

Для обеспечения устойчивости устройств РЗАИ к воздействию электро­магнитных помех помимо выявления источников электромагнитных излучений и характеристик неблагоприятной ЭМО, не менее важным является оп­ределение путей и каналов, по которым осуществляется влияние помех на функционирование устройств РЗАИ. При этом из всего многообразия элек­тромагнитных связей указанных устройств необходимо выбрать главные, ко­торые оказывают основное неблагоприятное влияние на их функционирование.

Обеспечение нормальной работы устройств РЗАИ требует наличия у них функциональных связей, назначение которых - обеспечить энергетическое пи­тание устройств, прием и передачу информации at команд, объединение отдел* ных устройств в многофункциональные системы. Этт функциональные свеяв, как правило, и являются основными путями проникновения ЭМП.

На рисунке 13 приведена упрощенна* схема воздействия ЭМП ва уст­ройства РЗАИ

1. - по линиям питания электрической сети (кондуктивные помехи). На рисунке они обозначены сплошными линиями.

2. - второй канал — это воздействие через электромагнитное поле на ка­бельные (информационные) линии связи устройств РЗАИ с внешними уст­ройствами. В кабельных линиях индуцируются помехи, которые впоследствии передаются уже кондуктивным путем к чувствительным схемам устройств.

3. - третий канал — это непосредственное воздействие электромагнитного поля помехи от источника на само устройство, В этом случае подвергается воз­действию чувствительная элементная база устройств.

4 - четвертый канал заключается в том, что линии питания по которым распространяются помехи, излучают соответствующее электромагнитное поле в окружающее пространство. Это поле будет наводить дополнительные помехи в кабельных линиях связи.

Помехи распространяющиеся гальваническим путём - кондуктивные. Полевые помехи передаются по пространству в виде излучения. Полевые поме­хи можно классифицировать:

1. индуктивная или магнитная связь (магнитное поле в ближней зоне);

2. связь излучением (поле в дальней зоне).

Упрощённые модели передачи электромагнитных помех и методы их снижения.

При анализе путей передачи возмущений от источника к приемнику их следует разделить на две группы: механизм связи образуется посредством пря­мого электрического контакта между источником и приемником или посредст­вом электромагнитного поля (отдельно электрической или отдельно магнитной составляющей, или их совместным воздействием).

Таким образом, может быть сделано первое разделение (классификация) способов передачи помех: гальванические (кондуктивные) связи и связи излу­чением (полевые связи).

Однако, когда возмущение воздействует на приемник посредством гальванической связи, его воздействие на чувствительные цепи может Происходить по разному, в зависимости от типа сопротивления (активное или реактивное, собственное или взаимное), по которому протекает ток. Хотя иногда при пере- даче возмущения происходит комбинация различных физических механизмов воздействия, будем, а дальнейшем использовать понятие связь через полное противление, понимая при этом, что при очень низких частотах или при чисто активном характере сопротивления данный способ взаимосвязи может быть на-зван связью через активное сопротивление.

Способы взаимосвязи без гальванического контакта будем подразделять на три различные категории в зависимости от того, могут ли электрическая и магнитная составляющие магнитного поля рассматриваться отдельно или не- етч обходимо совместное рассмотрение электрической и магнитной составляющих.

Таким образом, может быть предложена следующая классификация спо­собов передачи возмущений:

• связь через общее сопротивление (в том числе связь через активное противление);

• индуктивная, или магнитная связь (магнитное поле в ближней зоне);

• емкостная, или электрическая связь (электрическое поле в ближней зо­ве);

• связь излучением, или электромагнитная связь (поле в дальней зоне).

Теория цепей может быть применена для рассмотрения только трех пер­вых видов взаимосвязи. Четвертый способ требует для своего рассмотрения применения одной из более общих теорий.

В действительности ни один из указанных видов связи не существует в отдельности, однако, обычно, по меньшей мере, в диапазоне низких или сред­них частот, один из них превалирует над остальными.

Для всех механизмов связи, возможно, определить передаточную функ­цию между источником энергии и оборудованием, подверженным помехе, или приемником. Передаточная функция может представлять собой полное со­противление, полную проводимость или безразмерную величину, в зависимо­сти от типа приложенной величины и результата ее действия на цепь (т.е. в ви­де тока или напряжения).

Во всех случаях электромагнитное взаимодействие между источником (Ее, Ze) и приемником (Us, Zs) может быть смоделировано четырехполюсни­ком, представленным на рисунке 1.4, причем в наиболее простых случаях - Т-образной схемой замещения, содержащей полные сопротивления Za, Zb и Zq.

На этом и последующих рисунках, символ Е (в случае, если отсутствует понимание его как обозначение напряженности электрического поля) использу­ется для обозначения источника напряжения, а символ U для обозначения па­дения напряжения или наведенной ЭДС. Данная модель, в которой обратным проводом обычно является земля, предполагает два направления для снижения коэффициента взаимосвязи между источником и приемником: короткозамкнутая цепь и разомкнутая цепь.

Очевидно, что если сопротивление Z равно нулю, энергия из встояш; не может быть передана приемнику. Аналогично, если какое-либо из сопрота лений Z_A и Zb (или же оба) бесконечно велики (т.е. цепь разомкнута), при* также не может получить энергию из источника. Следует отметить, что ид< но короткозамкнутую или разомкнутую цепь создать невозможно^ так как при наилучшем исполнении существуют паразитные индуктивности емкости.

Направление на создание короткозамкнутой цепи предполагав! уменьше­ние сопротивления всех заземляющих проводников и, в частности, их индук­тивности, влияние которой становится наиболее заметным при высоких часто­тах.

Направление на создание разомкнутой цепи подразумевает изолирование приемника от источника либо через увеличение расстояния между ниш, либо введением искусственных преград, на пути помех (уменьшение коэффициент связи), либо созданием отдельных сетей заземления с присоединением к земле в одной точке. Количественно возмущения обычно характеризуют величиной напряже­ния на оборудовании, а оно часто является результатом протекания токов в элементах заземляющих или экранирующих устройств, поэтому понятие пере­даточного сопротивления играет важную роль при рассмотрении.