Раздел 1. Общие вопросы электромагнитной совместимости Основные понятия электромагнитной совместимости (эмс)

ЭМС – это способность приборов, устройств технических систем, биологических объектов нормально функционировать в условиях воздействия на них электромагнитных полей, существующих в окружающей обстановке, и не создавать недопустимые помехи другим объектам.

Немецкий стандарт VDE 0870 определяет ЭМС, как «способность электротехнического устройства удовлетворительно функционировать в его электромагнитном окружении, к которому принадлежат так же и другие устройства, не влияя на это окружение недопустимым образом».

Для нарушения работы электромеханического реле требуется электромагнитная энергия порядка 1 мДж, а для нарушения работы интегральной микросхемы требуется электромагнитная энергия порядка 10^-4 мДж. Это свидетельствует о том, что электронные средства релейной защиты могут быть на 4 порядка чувствительнее к помехам, чем электромеханические. Этим обусловлен рост актуальности проблемы электромагнитной совместимости на объектах электроэнергетики.

Электрическое устройство считается совместимым, если оно в качестве передатчика является источником помех не выше допустимых, а в качестве приёмника обладает допустимой чувствительностью к посторонним влияниям, т. е. достаточной помехоустойчивостью.

Проблема ЭМС возникает, прежде всего, у приёмников, если нарушается безупречный приём полезного сигнала, при воздействии помехи. Например, случайно поступившей электромагнитной энергией нарушено, или сделано совсем невозможным нормальное функционирование системы автоматизации. В этих случаях говорят о наличии электромагнитных влияний.

Стандарт VDE 0870 определяет электромагнитное влияние как «воздействие электромагнитных величин на электрические цепи, приборы, системы, живые существа».

Электромагнитные влияния могут проявляться в виде обратимых или необратимых нарушений.

Обратимые нарушения: шум при телефонных переговорах, треск при различных коммутациях в электрической сети.

Необратимые нарушения: разрушения электронных компонентов на платах разрядами статического электричества, пробой изоляции при грозовых перенапряжениях, возникновение аварийных ситуаций из-за неправильно сформированных управляющих воздействий в системах автоматики.

На практике обратимые влияния различают по их силе на влияния, вызывающие допустимые нарушения функций, и влияния, которые ведут к недопустимым побочным воздействиям, либо к чрезмерной перегрузке.

С точки зрения ЭМС все технические устройства подразделяют на источники помех (передатчики) и чувствительные элементы (приёмники). Между ними существует некоторый механизм связи, иначе – путь или канал передачи помех.

Существуют межсистемные и внутрисистемные влияния.

Межсистемные – это когда источник помех и приёмник помех принадлежат разным техническим системам.

Внутрисистемные – это когда источник помех и приёмник помех принадлежат одной технической системе.

Передатчики считаются совместимыми, если они работают только на отведённой для них частоте, т. е. не создают высших гармоник, и если излучаемые ими электромагнитные поля на значительном удалении затухают настолько, что находящийся там и работающий на той же частоте передатчик может быть воспринят без помех.

Передатчики, которые передают паразитную электромагнитную энергию в окружающую среду, считаются совместимыми, если значения напряжённости производимого им поля на определённом расстоянии не превосходят установленных предельных значений, т. е. если возможно безупречное функционирование находящегося на этом расстоянии приёмника в соответствии с паспортными данными.

Приёмники считаются совместимыми, если они в состоянии принимать при электромагнитном загрязнении свой полезный сигнал с удовлетворительным уровнем помех, а сами не излучают недопустимых помех.

Мероприятия по обеспечению высокой совместимости передатчиков называют первичными мероприятиями (экранирование, ограничение спектра передаваемых сигналов, применение антенн с узкой диаграммой направленности). Уменьшение или ограничение уровня помех со стороны передатчика называется помехоподавлением.

Мероприятия по обеспечению высокой совместимости приёмников называют вторичными мероприятиями (экранирование, фильтрация, схемотехнические методы). Уменьшение или ограничение уровня помех со стороны приёмника называется помехозащитной.