Обеспечение правильной прокладки вторичных цепей по условиям эмс:

• раздельная прокладка информационных и силовых цепей;

• экранирование вторичных цепей (с двух- или односторонним заземлением экранов в зависимости от условий на объекте), что позволяет снизить уровень помех, наводимых в них токами и напряжениями в первичной сети, элементах заземляющего устройства и т.п.

• применение информационных кабелей с высокой степенью симметрии («витая пара»);

• прокладка трасс кабелей в обход областей с высокими уровнями электромагнитных полей;

• применение барьерных заземлителей, шин выравнивания потенциала и т.п.;

• использование (там, где это оправдано) гальванической развязки.

Ее задачей является подавление помех, обусловленных разностью потенциалов между разными заземлителями. Гальваническая развязка может быть выполнена на оптических кабелях, оптронах, разделительных (изолирующих) трансформаторах.

Оптимизацию систем питания:

• разделение цепей заземления и нуля (переход с системы TN-C на системы TN-S и TN-C-S);

• уменьшение токов утечки (позволяет снизить уровень магнитных полей и низкочастотных наводок на кабели связи);

• установка стабилизаторов, разделительных трансформаторов и устройств резервирования питания;

• использование вторичных источников (ИБП, выпрямителей) с высокой помехоустойчивостью;

• организация защищенной подсети для устройств связи, АСУ и т.п. (например, отдельная фаза через стабилизатор).

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (узип)

В последнее время все интенсивнее стали применяться устройства подавления импульсных перенапряжений в цепях питания и обмена информацией. УЗИП для низковольтных цепей являются аналогом высоковольтных разрядников и ОПН и являются весьма эффективными средствами подавления импульсных помех. Обычно используют твердотельные рабочие элементы (варисторные сборки или стабилитроны) и разрядники. Такие устройства выполняются на базе силовых элементов с сильно нелинейной вольт-амперной характеристикой: разрядников, варисторов, стабилитронов и т.п. Принцип их действия основан на скачкообразном снижении сопротивления активного элемента под действием перенапряжения.

При срабатывании разрядников возникает искажение формы кривых напряжения и тока, поэтому необходим анализ их применение в информационных цепях энергообъектов, в частности, в цепях измерительных трансформаторов. Это делает проблематичным применение разрядников.

Для максимально эффективного подавления помех целесообразно использовать принцип зонной защиты. Он заключается в установке защитных устройств в несколько каскадов, каждый из которых рассеивает некоторую часть энергии импульсных помех. В результате амплитуда помех снижается до уровней, безопасных для аппаратуры, даже не предназначавшейся специально для размещения на энергообъектах.

Экранирование чувствительной аппаратуры и вторичных цепей

Объекты электроэнергетики характеризуются наличием весьма интенсивных электрических полей от высоковольтных источников и возможностью возникновения значительных магнитных полей при КЗ, ударах молнии и т.д.

Экранирование осуществляется с помощью магнитных, электромагнитных и электростатических экранов и используется для уменьшения проникновения поля в определенную область пространства. Может применяться как для источников, так и для рецепторов электромагнитных полей.

Магнитный экран выполняется из ферромагнитных материалов с высокой магнитной проводимостью. Принцип его действия основан на снижении сопротивления магнитному потоку. При этом уменьшается проникновение магнитного поля во внешнюю относительно источника и экрана область. Магнитные экраны используются как для постоянных, так и для переменных магнитных полей.

Электромагнитный экран выполняется из материалов с высокой электрической проводимостью и применяется для экранирования переменных магнитных полей. Принцип его действия основан на том, что магнитное поле возбуждаемых в экране вихревых токов оказывает компенсирующее действие на поле источника.

При высоком уровне магнитных полей аппаратуру размещают в экранирующих шкафах специальной конструкции, в частности, цельнометаллических.

Электростатический экран выполняется из проводящих ток материалов, обычно из металлов. Принцип его действия основан на том, что электрическое поле источника индуцирует на поверхности экрана заряды, поле которых компенсирует поле источника во внешней относительно источника и экрана области. Электростатические экраны используются как для постоянных, так и для переменных электрических полей и применяются в электроэнергетике наиболее широко. Например, для уменьшения электрического поля на определенных участках под проводами воздушных ЛЭП натягивают металлические тросы, заземленные по концам.

Метод активной компенсации преимущественно используется для снижения уровня магнитных полей. Его сущность состоит в том, что снижение уровня поля в заданной области пространства достигается путем компенсации поля источника полем специального компенсирующего устройства.

Методы взаимной компенсации может использоваться для снижения уровня как магнитных, так и электрических полей. Его сущность заключается в компенсации поля одного источника полем другого преимущественно однотипного источника. Например, путем оптимальной фазировки можно значительно уменьшить внешнее электрическое и магнитное поле двухцепных ЛЭП.

Описанными методами не исчерпывается все разнообразие решений, направленных на снижение уровней помех, воздействующих на аппаратуру. Применяется также и другие методы: фильтрация помех, стабилизация напряжения питания аппаратуры, применение антистатических покрытий и др. Основной задачей является их грамотное сочетание, позволяющее достигнуть требуемого результата с максимальной надежностью и эффективностью.

Специфика энергетических и промышленных объектов, как правило, такова, что уровень действующих на аппаратуру помех не может быть снижен до очень малых значений без больших капитальных затрат. Поэтому для всей микропроцессорной аппаратуры, влияющей на безопасность и надежность работы объекта, должен обеспечиваться высокий уровень собственной устойчивости к помехам. Это подразумевает проведение в рамках сертификации и (или) экспертной оценки испытаний на ЭМС, причем со степенями жесткости, отражающими специфические требования электроэнергетики.