Навигация
СРЕДА РАСПРОСТРОНЕНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РАДИОПОМЕХ
20520
знаков
0
таблиц
0
изображений
4. СРЕДА РАСПРОСТРОНЕНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РАДИОПОМЕХ
Создаваемые источниками ИРП распространяются в открытом пространстве и по проводам.
Излучаемые радиопомехи характеризуются напряжённостью электрического и магнитного поля или поверхностной плотностью потока мощности. Последний параметр применяется, как правило, на частотах выше 1 ГГц.
Амплитудные, частотные, временные и пространственные характеристики электромагнитного поля излучаемых ИРП в значительной степени определяются их источником.
Электромагнитное поле, создаваемое промышленными ВЧ установками, расположенными на уровне земли, затухает с увеличением расстояния от источника на высоте 1…4 м над уровнем земли со средним коэффициентом 1/rn, где r – расстояние от источника; n – меняется от 1,3 для открытых сельских районов до 2,8 для интенсивно застроенных городских районов. Для приблизительных расчётов среднее значение n=2,2. При этом могут быть значительные отклонения измеренных значений напряжённости поля от значений, рассчитанных при n=2,2. Средние квадратические отклонения составляют около 10дБ при логарифмически-нормальном распределении. Поляризация полей не может быть предсказана. Интенсивность поля увеличивается на частотах 30-300 МГц с ростом частоты.
Экранирующее влияние зданий на излучение ИРП изменяется в широких пределах, в зависимости от материала зданий, толщины стен и площади окон. Считается, что здания снижают поле ИРП примерно на 10дБ.
Электромагнитное поле (ЭМП), создаваемое системами зажигания автомобилей, на расстоянии 10м имеет максимум на частоте 30 МГц. На частотах вше 1 ГГц уровень напряжённости поля уменьшается со скоростью 20дБ/октаву. Излучения ниже 100 МГц имеют тенденцию к вертикальной поляризации с колебаниями уровня напряжённости поля в среднем около 10дБ. Максимальные уровни напряжённости поля, создаваемые системами зажигания группы, автомобилей, не превышают наибольший уровень, создаваемый одним автомобилем в группе составляет –10дБмк/м. Выбросы напряжённости поля при малых потоках автотранспорта обусловлены встречными автомобилями.
Линии электропередач (ЛЭП) и их оборудование создают наибольшую напряжённость поля ИРП при дожде, снегопаде, тумане и высокой относительной влажности, а в засушливых районах – при повышенной турбулентности воздуха и при солнечной активности, спектр этих ИРП простирается от ОНЧ до ОВЧ.
Уровень напряжённости электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, изменяется в пределах 40…160 дБмкв/м, зависит от значения напряжения сети ЛЭП. Спад напряжённости поля в ближней зоне (10 м) пропорционален квадрату расстояния 1/r2 , с удалением от ЛЭП это равенство изменяется.
Сварочные и нагревательные устройства создают электромагнитное поле наибольшей интенсивности в области частот 750 кГц, 3 и 20 МГц. Напряжённость поля на расстоянии 300 м от источника равна приблизительно 20 дБмкВ/м, убывая в среднем от увеличения расстояния со скоростью 1/r1.5.
Кроме того, на распространение волн ИРП оказывают влияние характер подстилающей поверхности, рельеф местности, наличие на пути распространения посторонних предметов и другие факторы.
Индустриальные радиопомехи по проводам распространяются на значительные расстояния, и их уровень с увеличением расстояния уменьшается очень медленно. При это ИРП распространяются по проводам, не посредственно связанными с источниками ИРП (первичные носители), а также по проводам, имеющим ёмкостную или индуктивную связь с первичными носителями ИРП (вторичные носители). К ним относят провода питания, трубы отопительной системы, оборудование лифтов и др. В этом случае источник ИРП можно рассматривать и как генератор и как рецептор энергии. С увеличением частоты ИРП затухание в проводах увеличивается. Практически нормируют полосу частот в проводах от 150 кГц до 30 МГц, полагая при этом, что на более высоких частотах уровень ИРП не превышает допустимый.
5. ПОДАВЛЕНИЕ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РАДИОПОМЕХ
Подавление ИРП включает организационные и (или) технические мероприятия, направленные на ослабление или устранение воздействия ИРП. Эти мероприятия проводят при разработке электроустройств, их установке и эксплуатации. Подавление ИРП может быть выполнено как в самом источнике ИРП и на пути распространения ИРП, так и в радиоприёмном устройстве с помощью помехоподавляющих устройств и помехоподавляющих элементов. К помехоподавляющим элементам относят, например, дроссели, конденсаторы, фильтры, непосредственно осуществляющие подавление или перераспределение энергии ИРП. Совокупность помехоподавляющих элементов, конструктивно объединённых в одно изделие, называют помехоподавляющим устройством. Помехоподавляющее оборудование может состоять из необходимого набора помехоподавляющих устройств и элементов. Каждый помехоподавляющий элемент (устройство, оборудование) имеет полосу рабочих частот, в которой обеспечивается подавление ИРП не менее заданного нормативно-технической документацией на элемент (устройство, оборудование).
Основными методами подавления ИРП являются экранирование и фильтрация.
Экранирование осуществляется с помощью металлических экранов в виде кожухов, стенок, перегородок, перемычек и т.д. Основная задача экранирования заключается в локализации или изоляции электромагнитного поля ИРП, от окружающего пространства. Для подавления ВЧ электромагнитных полей применяют экраны из металлов: стали, меди, алюминия – или используют ферропласты. Низкочастотные поля более ослабляются ферромагнитными материалами: ферритами, пермаллоем и др.
Различают электромагнитный режим работы экранов, основанный на действии в их толще вихревых токов. Электромагнитное экранирование может быть представлено как поглощение и многократное отражение электромагнитной энергии от металлической толщи экрана. Поэтому составляющая экранирования – отражение проявляется на более низких частотах (примерно до 10 МГц), а на более высоких проявляется эффект поглощения. Если источник ИРП создаёт в основном магнитное поле, то сталь экранирует лучше меди. Чем меньше размеры экрана, толще его стенки и больше магнитная проницаемость стали, тем шире область низких частот, в которой сталь экранирует лучше. Качество экранирования в сильной степени зависит от непрерывности экрана. Для выполнения этого условия применяют перемычки, вставки, прокладки, пропаивают или проклеивают проводящим клеем места соединения отдельных конструкций экранов.
Фильтрация ИРП заключается в снижении напряжения помех на сетевых зажимах электроустройств – источников ИРП с помощью фильтров.
Фильтры могут быть ёмкостными, индуктивно-ёмкостными, однозвенными и многозвенными.
Необходимо отметить, что введение средств помехоподавления в электроустройство не должно отрицательно влиять не его работу. Соединительные проводники между помехообразующими элементами и помехоподавляющими средствами должны быть как можно короче. При наличии экрана несимметричные ёмкостные элементы следует устанавливать в местах выхода фильтрующих приборов из экрана. Если устройство – источник ИРП заземляется, то заземление должно представлять собой надёжное электрическое соединение корпуса или кожуха Электроустройства с металлической арматурой или контуром заземления. Колебание сопротивления заземления вызывает дополнительную нерегулярную ИРП. Мероприятия по заземлению должны отвечать всем требованиям по технике безопасности.
Электроустройства бытового назначения с коллекторными двигателями. Это самая многообразная и многочисленная группа источников ИРП, которые находятся в непосредственной близости от радиоприёмников, телевизоров и их антенн. Радиопомехи от коллекторных электродвигателей наиболее интенсивны на низких частотах и уменьшаются с повышением частоты. Средства помехоподавления выбирают с учётом степени подавления ИРП. Уровни напряжения радиопомех на сетевых зажимах от коллекторных электродвигателей достигают 70-100 дБмкВ в полосе частот 150-500 кГц и 60-90 дБмкВ в полосе 500 кГц-30МГц. Эффективность помехоподавляющих устройств на нижних участках нормируемой полосы частот должна составлять 20…30 дБ.
В бытовых электроустройствах широко применяют коммутационные элементы, которые являются источниками ИРП (терморегуляторы, пускатели, переключатели реле и др.). При замыкании и размыкании цепи электрическими контактами коммутационных элементов происходит резкое изменение тока в коммутируемой цепи. Уровень радиопомех определяется крутизной фронтов образующихся импульсов, их амплитудной длительностью и числом переключений, а также процессом разряда в межконтактном промежутке.
В электроустройствах с коммутационными элементами требования к помехоподавляющим фильтрам могут быть значительно ослаблены при непосредственном воздействии на механизм образования ИРП с помощью искрограсительных цепочек на переключаемых контактах.
На работе домашних радиоприёмников и телевизоров могут сказываться ИРП от лифтов. Радиопомехи от лифтов носят редкоимпульсный характер. Источниками ИРП от лифтов являются систему управления и сигнализации. Для реализации норм по напряжению помех устанавливают ёмкостной фильтр на щите питания. Однако большое число контакторов и реле в системе управления и сигнализации лифтов требуют тщательного ухода. Загрязнение или обгорание этих элементов может привести к возрастанию радиопомех на 40 дБ.
Наиболее мощным источников радиопомех в квартире является телевизор. Как известно, получение изображения на экране телевизионного приёмника связано с необходимостью модуляции электронного луча кинескопа, его ускорения и отклонения.
Модуляция луча осуществляется полным цветовым телевизионным сигналом с амплитудой до 40В, подаваемым на управляющий электрод кинескопа. Ускорение луча происходит за счёт подачи на электроды кинескопа высоковольтного постоянного напряжения, получаемого за счёт выпрямления импульсов обратного хода строчной развёртки амплитудой до 25 кВ. Отклонение луча осуществляется магнитными полями, создаваемыми отклоняющими катушками при протекании по ним импульсно-пилообразных токов, которые вырабатывают каскады строчной и кадровой развёрток. Таким образом, в схеме телевизора имеются импульсные токи и высокие импульсные напряжения, которые создают в пространстве вокруг телевизора электромагнитное поле ИРП, напряжённость которого будет зависеть от фазовых и амплитудных соотношений векторов полей отдельных источников.
Кроме того, высококачественные потенциалы и токи возникают в силовом трансформаторе телевизора и связанной с ним электрической сети и антенном кабеле. Наиболее опасными являются связи помехообразующих элементов с электрической сетью и антенным кабелем.
Таким образом, телевизионный приёмник как источник ИРП воздействует на другие радиоприёмные устройства, в том числе на другие телевизионные приёмники, посредством электромагнитного поля излучения элементами схемы, через электросеть питания и антенный кабель.
Количественный анализ электрической и магнитной составляющих поля радиопомех свидетельствует о том, что спектр радиопомех имеет дискретный характер, кратный основной частоте строчной развёртки. Интенсивность радиопомех уменьшается с расстоянием, а также с увеличением частоты. Магнитная составляющая поля уменьшается с частоты 1 МГц, электрическая – с 2,5 МГц. Диаграммы направленности излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях имеют случайный характер, зависящий от частоты излучения. Разница между максимумом и минимумом диаграммы направленности излучения может достигать 15…20 дБ. Напряжение радиопомех на сетевых клеммах телевизоров может достигать 50…60 дБмкВ, а на антенных клеммах 60…70 дБмкВ.
В заключение отметим, что для снижения уровней радиопомех на путях их распространения по проводам разработаны специальные фильтры. Это симметричные П-образные фильтры НЧ типа ФП, серийно выпускаемые нашей промышленностью. В качестве ёмкостных элементов в фильтрах типа ФП использованы проходные конденсаторы КБП и конденсаторы КГБ-МН, в качестве индуктивных элементов применены специальные дроссели.
Для ослабления высококачественных помех с эффективностью не менее 80 дБ в цепях постоянного, пульсирующего и переменного токов с напряжением от 60 до 500 и рабочими нагрузками от 0,1 до 100 A применяется серия широкополосных помехоподавляющих фильтров ФБ (ФБ-2М; ФБ-2Т; ФБ-3М; ФБ-4М).
В полосах частот СВЧ используют широкополосные заградительные фильтры типа ФПС.
Измерение индустриальных радиопомех проводится в регламентированных нормативными документами условиях.
Похожие работы
... оборудование и аппаратура широкого применения). Приборы для измерения напряженности поля и помех образуют подгруппу П и делятся на: П2 – индикаторы поля; П3 – измерители напряженности поля; П4 – измерители радиопомех; П5 – приемники измерительные; П6 – антенны измерительные. Измерение напряженности электромагнитного поля Напряженность поля необходимо измерять для определения диаграмм ...
... применением направленных (секторных) антенн и их ориентацией в пространстве. 4. Изменение несущей частоты БС D-AMPS. ЭМС сотовых систем связи EGSM-900 и CDMA-800 в Москве Исходные данные для расчета Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) сотовых систем различных стандартов, действующих на одной территории, может возникнуть, если рабочие полосы частот в предусмотренных для этих ...
... ЭМС. В большинстве случаев проблемы ЭМС объясняются: 1. Недостаточной проработкой проектных решений в части соблюдения особых условий ЭМС. Внимание проблеме ЭМС при проектировании энергетических и промышленных объектов, зданий и помещений управления и связи стало уделяться в основном лишь с середины 90-х годов. 2. Отклонением от проекта в ходе его реализации и последующих реконструкций. В ...
... на одной из них перестраивает свой приемопередатчик на данную частоту. Связь между двумя корреспондентами осуществляется на этой же частоте в радионаправлении (Рис. 15). Рисунок J5 Организация связи в абонентской радиосети Одновременно может работать несколько радионаправлений (пар корреспондентов абонентской радиосети) с сохранением при этом для главной радиостанции возможности ведения ...
0 комментариев