Gvozdik.ru Rambler's Top100
строительный каталогстроительный каталогновости и обзорыновости и обзорыконкурсы и тендерыконкурсы и тендерынормативные документынормативные документывход для клиентоввход для клиентов
     главная      страница управления      подписка
  
 Расширенный поиск


Каталог
Стройматериалы
Услуги
Поиск
Тендеры
Строительные тендеры
Крупные закупки

Объявления
Б/У техника
Биржа труда
Статьи
Новости
Новости компаний
События
Обзоры
Документы
ЕНиРы
Законы, постановления
Коэффициенты пересчета
СНиПы, правила

О нас
О проекте
Реклама
Контакты
  • Квартира в новом доме
  • Строительные инструменты
  • ПВХ как стройматериал
  • Теплый пол под плитку
  • Старые и новые строительные леса
  • Современные технологии возведения кирпичных домов
  • Дисконт-портал "Эврика": выгодно для всех
  • Как установить акриловую ванну своими руками
  • Делаем водяное отопление
  • Строим теплицу
  • Монтаж OSB плит
  • Качественный виниловый сайдинг
  • Используем жидкое стекло
  • Дерево и гвозди
  • Строим террасу
  • Как правильно выбрать счетчик на воду
  • Затирки для плитки
  • Что собой представляет SPU-изоляция?
  • Какая она элитная кровля?
  • Почем кровельный профнастил в Москве?
  • Акриловые вкладыши для ванн от "Экоакрил"
  • Обзоры
    Пожалуйста выберите интересующую Вас категорию:
    к-во позиций в разделе
    Автоматизация строительных фирм3 
    Анализ, прогнозы, тенденции369 
    Строительные материалы3147
    Строительные технологии877 
    Строительные услуги72 
    к-во позиций в разделе
    Автоматы защиты4 
    Вентиляция, кондиционирование28 
    Витражные изделия4 
    Герметик5 
    Гидроизоляция. Теплоизоляция. Звукоизоляция89 
    Железобетонные изделия57 
    Композиционные материалы17 
    Кровельные материалы66 
    Лакокрасочные, сыпучие и вяжущие материалы62 
    материалы низковольтного оборудования19
    Натяжные потолки13 
    Обогреватели12 
    Окна, двери85 
    Отделочные материалы87 
    Печи и камины8 
    Плитка керамическая17 
    Полиуретан3 
    Прочее179 
    Радиаторы7 
    Стеновые материалы и покрытия для пола142 
    Трубы52 
    Фанера1 
    Фасад2 
    К основной странице раздела
     Системы защиты от импульсов перенапряжений в аппаратуре связи.
    07.02.2006

    До недавнего времени вопросам электромагнитной совместимости (ЭМС) и проблемам перенапряжения не уделялось достаточного внимания. Такая ситуация была характерна не только в нашей стране, но и в тех странах где автоматизация процессов как на производстве, так и в остальных сферах деятельности (общественные и правительственные организации, банки, биржи и прочие финансовые институты и т.п.) уже давно стало нормой. Во-первых, насыщенность компьютерной и микропроцессорной техникой стала лавинообразно нарастать только в последние двадцать лет. Во-вторых, зависимость, как надежности технологических процессов, так и надежности работы финансовых структур, от точности и своевременности передачи данных стала существенно выше, чем до широкомасштабного внедрения компьютеров и электронного обмена данными в режиме реального времени. После серии массовых сбоев в банковских системах, произошедших из-за воздействия помех в середине 80-х и приведших к крупным потерям, к разработке комплекса защитных мер были подключены ведущие мировые разработчики.

    Это и привело к появлению директивы 336ЕС 89, которая обязала страны Европейского сообщества ввести единые стандарты по электромагнитной совместимости и разработать систему сертификации. В настоящий момент проблема достаточно хорошо изучена и выпущено много нормативных документов регламентирующих требования к оборудованию с точки зрения ЭМС. В результате с 1996 года в Европе не допускается продажа технических средств без сертификата соответствия стандартам по электромагнитной совместимости.

    В России до начала 2001 года обязательной сертификации по ЭМС подлежало электротехническое и электронное оборудование, включенное в соответствующий реестр. Теперь Россия приблизилась к Европе и ввела свою систему стандартов и сертификации. С введением новых стандартов практически вся электротехническая продукция подпадает под обязательную сертификацию по ЭМС. Базовые стандарты на устойчивость к помехам соответствуют МЭК 1000-4.

    Основным документом в России по вопросам ЭМС является федеральный закон "О государственном регулировании в области обеспечения электромагнитной совместимости технических средств" (принят Государственной Думой 1 декабря 1999 года).

    Кроме этого выпущены и вступили в силу госты по ЭМС (по большей части разработанные на основе международных и европейских норм) в том числе и по защите от перенапряжения (серия ГОСТ Р 50571…-2000).

    Прежде чем заняться изучением вопроса защиты от импульсов перенапряжения, необходимо разобраться с природой их возникновения и возможными последствиями от их воздействия.

    Последствия.

    Самыми разрушительными последствиями обладают импульсы перенапряжения, возникающие в результате прямого попадания молнии в защищаемый объект. Причем наличие на здании молниезащиты не спасает аппаратуру, находящуюся в здании, от проблем с перенапряжением.

    Амплитуда этих импульсов может достигать десятков и сотен киловольт.

    Рис.1 Разрушения конструкции здания.

    Такая энергия способна разрушить не только чувствительные входные сигнальные цепи оборудования, но и силовые цепи (блоки питания) и даже конструкцию здания (правда, такое возможно только в случае грубых просчетов при проектировании молниезащиты).

    Рис.2 Возможные способы возникновения импульсов перенапряжения

    При прямом попадании молнии в защищаемое здание (рассматриваем только случаи попадания молнии в систему молниезащиты) основными являются три пути возникновения перенапряжения:

    1. Повышения потенциала на потенциаловыравнивающем электроде за счет тока молнии текущего через сопротивление заземления.

    Рис.3 Повышение потенциала на сопротивлении заземления.

    Основная идея понятна из рисунка, а дальше вступает в силу закон Ома. Ток в стволе молнии может достигать 200 кА, для простоты расчета возьмем 100 кА, сопротивление заземления возьмем 1 W (реально может достигать 30 и выше W), следовательно, амплитуда импульса составит 100 кВ (!).

    2. Индуцирование импульсов в проводниках проложенных в непосредственной близости от токопроводящих элементов молниеотвода.

    Расчеты приводить не будем, сообщим результат – амплитуда импульсов 0,5-2,0 кВ.

    3. Индуцирование импульсов в замкнутых контурах, образованных цепями передачи энергии, передачи данных и линиями заземления.

    Амплитуда импульсов для этого случая также составляет от 0,5 до2,0 кВ.

    Вторая крупная группа причин возникновения перенапряжения это разряд молнии на некотором удалении от защищаемого объекта. Здесь также можно рассмотреть три основных пути распространения импульсов перенапряжения:

    1. Прямое попадание молнии в линии электропередачи или передачи данных или наведение импульса на этих линиях за счет близкого разряда молнии.

    Здесь нужно иметь ввиду, что, несмотря на наличие на пути импульса понижающего трансформатора подстанции, этот импульс проходит до потребителя почти без потерь используя (в отличие от тока частотой 50 гц, импульс перенапряжения является широкополосным сигналом) емкостные связи и общие цепи заземления.

    2. Индуцирование импульсов в замкнутых контурах, образованных цепями передачи энергии, передачи данных и линиями заземления.

    3. Индуцирование импульса во всех токопроводящих элементах в защищаемом объекте.

    Проведенные исследования показали, что разряд молнии на расстоянии 1 км индуцирует в проводнике длиной 1 м импульс с амплитудой 200 В.

    К данной группе можно отнести еще один способ распространения импульсов – перенос перенапряжения от здания, в которое попала молния, к близ лежащим зданиям, по общим линиям передачи электроэнергии, информации и общим коммуникациям (водопровод, отопления, газопровод, канализация и т.п.)

    Рис.4 Перенос импульса перенапряжения между зданиями

    Не менее опасны последствия импульсов перенапряжения возникающих в результате коммутационных процессов (включение и выключение мощных потребителей электроэнергии, работа оборудования с большим уровнем помех передаваемых в питающую сеть и т.п.)

    Амплитуда этих импульсов перенапряжения достигает единиц киловольт.

    К чему приводит воздействие импульсов перенапряжения?

    Рис.5 Разрушения на плате

    Во-первых, это разрушение входных цепей (как на платах, так и в корпусах микросхем).

    Рис.6 Разрушения в микросхеме

    Во-вторых, сбои и ложные срабатывания в работе оборудования.

    В-третьих, "износ" полупроводниковых приборов. При прохождении импульса через p-n переход происходит изменение геометрии перехода и перераспределение не основных носителей. В результате данный полупроводниковый прибор изменяет свои параметры и схема, собранная на этом приборе, работает уже не в том режиме, который планировался при ее разработке. Это, пожалуй, одно из наиболее опасных последствий воздействия импульсов перенапряжения, так как может проявляться через длительное время после воздействия импульса и очень трудно определить истинную причину сбоя или поломки.

    Способы защиты

    До недавнего времени основным способом защиты от импульсов перенапряжения было использование в защищаемой цепи фильтров низкой частоты (ФНЧ). Этот способ имеет два основных недостатка: во-первых, ФНЧ представляет собой дифиренцирующую цепочку и соответственно, уменьшая по амплитуде импульс, он увеличивает его длительность, тем самым энергия импульса остается без изменения; во-вторых, данное решение невозможно использовать в цепях передачи данных из-за искажения формы сигнала.

    Современные системы защиты от импульсов перенапряжения построены на различных разрядниках, именуемых в зависимости от их предназначения или грозозащитными разрядниками (ГЗР) или устройствами защиты от перенапряжения (УЗП).

    В основу системы положены два главных принципа – это разбиение защищаемого объекта на грозозащитные зоны (ГЗЗ) и принцип выравнивания потенциалов.

    Для определения места установки защитных устройств защищаемый объект делится на ГЗЗ. Различают четыре ГЗЗ.

    ГЗЗ 0 – это пространство окружающее защищаемый объект. В этой зоне возможно прямое попадание молнии и все проводники, находящиеся в этой зоне не защищены конструкцией здания от наведенных импульсов. Различают два подвида этой зоны: ГЗЗ 0а и ГЗЗ 0б. Различие заключается в том, что в ГЗЗ 0б вероятность прямого попадания молнии практически равна нулю (зона защищенная молниеотводом).

    ГЗЗ 1 – все внутреннее пространство защищаемого объекта. В этой зоне прямое попадание молнии не возможно и электромагнитные поля, вызванные разрядом молнии, существенно ослаблены конструкцией здания.

    ГЗЗ 2 – специально выделенная область внутри здания с повышенными требованиями надежности защиты (например, компьютерный зал).

    ГЗЗ 3 – собственно защищаемый прибор (например, сервер).

    Рис.7 Принцип разбиения на грозозащитные зоны

    На границах этих зон устанавливаются соответствующие ГЗР (граница зон 0 и 1) и УЗП (границы зон 1 и 2 и зон 2 и 3).

    Такое разбиение позволяет, во-первых, четко определить количество и места установки УЗП, во-вторых, подобрать УЗП соответствующие возможному уровню перенапряжений в данной зоне, в-третьих, распределить систему по всему объекту и тем самым обеспечить защиту от импульсов, возникающих внутри самого объекта.

    Другой основной принцип – принцип выравнивания потенциалов. Разрушения от импульсов перенапряжения происходят от возникновения опасных разностей потенциалов между различными токоведущими элементами оборудования и здания. Если обеспечить равенство потенциала ВСЕХ (!) токопроводящих элементов здания (в идеале приравнять его к нулю относительно заземления), то не будет и разрушений.

    Рис.8 Принцип выравнивания потенциала

    Для систем заземления, элементов конструкции здания, систем водопровода, канализации и т.п. эта задача решается относительно просто – все токопроводящие элементы должны иметь надежную гальваническую связь с потенциаловыравнивающей шиной.

    Для линий передачи электроэнергии и линий передачи информации такой подход неприемлем. Для этих линий применяют соединение с потенциаловыравнивающей шиной через вентильные устройства (ГЗР и УЗП). В штатном режиме эти устройства не оказывают никакого влияния на передаваемый сигнал, в случае превышения определенного порога срабатывания (возникновение импульса перенапряжения) сопротивление УЗП резко снижается и обеспечивает выравнивание потенциала.

    Построение системы защиты от перенапряжения в силовых цепях.

    Для силовых цепей используется трехступенчатая система защиты. На границах зон 0, 1, 2 и 3 устанавливаются соответственно разрядники классов B, C и D (разрядник класса A предназначен для установки в высоковольтной части линии передачи электроэнергии). Практически это обычно выглядит следующим образом: в вводной щит устанавливается ГЗР (класс B), во вторичный щит (распределительный) – УЗП класса C, в непосредственной близости от защищаемого прибора – УЗП класса D.

    Рис.9 Типичная схема построения системы защиты от перенапряжения в силовой цепи

    Все ГЗР и УЗП включаются параллельно нагрузке и поэтому не требуют внесения радикальных изменений в существующую схему разводки щитов. Кроме того, так как данные устройства подключены параллельно, то они не зависят от тока текущего в цепи (не зависят от потребляемой мощности).

    Построение системы защиты от перенапряжения в информационных цепях.

    Основные принципы, как для силовых, так и для информационных цепей, остаются одинаковыми. Единственное различие – чаще всего в информационных цепях устанавливают два УЗП – на границе ГЗЗ 0 и 1 и на границе ГЗЗ 2 и 3, но сами эти УЗП имеют в своем составе две ступени.

    Рис.10 Типичная схема УЗП для информационных цепей.

    Учитывая большое количество различных интерфейсов и способов передачи данных, ассортимент УЗП для информационных цепей очень разнообразен. Есть, конечно, унифицированные УЗП (например, BLITZDUCTOR® фирмы DEHN), но большинство УЗП, все же, разрабатываются и подбираются для конкретных применений.

    Рис.11 УЗП BLITZDUCTOR® фирмы DEHN.

    Защитные элементы в УЗП включаются параллельно нагрузке и поэтому не оказывают никакого влияния на передаваемый сигнал (затухание, вносимое УЗП в большинстве случаев равно нулю, либо не превышает 0,2dB).

    Рис.12 Пример защиты офисной АТС.

    Оптимизация системы защиты от импульсов перенапряжения

    Для построения оптимальной для данного объекта системы защиты необходимо провести комплексное исследование на предмет возможных путей растекания токов молнии и возможных взаимовлияний проводников. Но, используя основные принципы построения системы защиты можно выстроить достаточно надежный комплекс.

    В первую очередь необходимо помнить, что в защите информационных цепей одним из наиболее важных вопросов остается защита силовой цепи питания прибора. Это связано с тем, что при возникновении перенапряжения в силовой части разрушения обязательно коснутся информационных входов (если общий потенциал прибора повысится на несколько киловольт, то произойдет пробой именно в информационных входных цепях).

    К сожалению рамки журнальной статьи, не позволяют подробно рассмотреть особенности защиты каждого вида интерфейса, но общий подход для всех систем остается одинаковым.

    При построении полной и комплексной системы защиты обеспечивается высокая помехозащищенность и надежность работы оборудования. Стоимость такой комплексной системы получается достаточно высокой, но соотносить ее нужно не со стоимостью защищаемого оборудования, а со стоимостью тех процессов, которыми это оборудование управляет. В таком случае необходимость и целесообразность таких систем становится очевидной.

    Автор: Федоринов О. (DEHN + SÖHNE)




    Строительные тендеры 
    Текущих тендеров: 33, полный список, объявить тендер
    Новые тендеры:
    23.03.2020 Выполнение смр
    Реконструкция производственной базы, Работы: организация площадки, временные дороги, Демонтаж ж/б.,монолит, м/конструкции,отделка,сети....
    20.03.2020 Поставка светильников светодиодных 90 Вт
    Аванс 50% Светодиодные светильники 90 Вт 1450 Штука...
    20.03.2020 Выполнение работ по отделке квартир жилого дома №6.1 ЖК "Малина"
    Жилой дом № 6.1 – 8-ми этажное 8-ми секционное 419-квартирный жилой дом с техническим подпольем Секция №8 (по ПСО) по РД Секция №8 - Количество квартир...
    18.03.2020 Плиточники
    Требуются плиточники на ремонт подъездов...
    18.03.2020 Плиточники
    Требуются плиточники на ремонт подъездов...
    Служба размещения тендеров Gvozdik.ru

    С чего начать?
    Знакомство с Gvozdik.ru начните со страницы:
     Размещение информации

    Участникам:
    Работа с Вашей информацией:
     Страница управления

    Подписка на информационные рассылки Gvozdik.ru:
    E-mail:
     Подписаться
     Изменить параметры
     


     Стройматериалы и услуги   Обзоры   Тендеры   Крупные закупки   Б/У техника   Биржа труда   Новости

    © 2000-2020 Gvozdik.RU   E-mail:  info@gvozdik.ru   О проекте  Условия размещения рекламы на сервере   Контакты  Карта сайта

    Rambler's Top100 Яндекс.Метрика