Методы и средства защиты от электромагнитных излучений наводок
Все методы защиты от электромагнитных излучений и наводок разделяют на: пассивные и активные.
Пассивные методы обеспечивают уменьшение уровня опасного сигнала или снижение информативности сигнала.
Пассивные методы защиты от ПЭМИН включают:
— экранирование (размещение элементов КС, создающих электрические, магнитные и электромагнитные поля, в пространственно замкнутых контурах). Осуществляется на пяти уровнях: уровень элементов схем; уровень блоков; уровень устройств; уровень кабельных линий; уровень помещений;
— снижение мощности излучений и наводок (включает методы: изменение электрических схем; использование оптических каналов связи; изменение конструкции; использование фильтров; гальваническая развязка в системе питания);
— снижение информативности сигналов (затрудняет использование сигналов при перехвате и осуществляется: специальными схемными решениями; кодированием информации).
Активные методы защиты направлены на создание помех в каналах побочных электромагнитных излучений и наводок, затрудняющих прием и выделение полезной информации из перехваченных злоумышленником сигналов. Они предполагают применение генераторов шумов, различающихся принципами формирования маскирующих помех. Используются методы: пространственного (за счет излучения с помощью антенн электромагнитных сигналов в пространство): применяется локальное пространственное зашумление (для защиты конкретного элемента КС) и объектовое пространственное зашумление (для защиты от побочных электромагнитных излучений КС всего объекта) и линейного зашумления (при котором генераторы прицельных помех подключаются к токопроводящим линиям для создания в них электрических помех, которые не позволяют злоумышленникам выделять наведенные сигналы).
Источник
Способ защиты электронных устройств от внешних и внутренних помех и наводок
Надежность и достоверность работы электронных приборов в существенной степени определяются их помехозащищенностью по отношению к внешним и внутренним, случайным и регулярным помехам. От правильного решения задачи обеспечения помехоустойчивости элементов и узлов прибора зависят как сроки его разработки, изготовления и наладки, так и нормальное его функционирование в процессе эксплуатации. Наиболее успешная борьба с помехами возможна лишь в том случае, когда разработка электрических схем и конструкций элементов и узлов прибора неразрывно связаны.
Шум — мешающий сигнал, который забивает полезный сигнал. Даже если измеряемая величина и не мала, шум снижает точность измерения. Некоторые виды шума неустранимы принципиально (например, флуктуации измеряемой величины), и с ними надо бороться только методами усреднения сигнала и сужения полосы. Другие виды шума (например, помехи на радиочастоте и “петли заземления”) можно уменьшить или исключить с помощью разных приемов, включая фильтрацию, а также тщательное продумывание расположения проводов и элементов схем. И, наконец, существует шум, возникающий в процессе усиления, и его можно уменьшить применением малошумящих усилителей.
Помехи: экранирование и заземление.
1. Помехи. Шум в виде сигналов, приходящих по связям с источником питания и путям заземления, на практике может иметь более важное значение, чем рассматриваемый ранее внутренний шум. Например, наводка от сети 50Гц имеет спектр в виде пика (или ряда пиков) и относительно постоянную амплитуду, а шум зажигания автомобиля, шум грозовых разрядов и другие шумы импульсных источников имеют широкий спектр и всплески амплитуды. Другим источником помех являются радио- и телепередающие станции, окружающее электрооборудование и т. п. Иногда от многих из этих источников шума можно отделаться путем тщательного экранирования и фильтрации.
Сигнал помехи может попасть в электронный прибор по входам линий питания или по линиям ввода и вывода сигнала. Помехи могут попасть в схему и через емкостную связь с проводами (электростатическая связь — наиболее серьезный эффект для точек схемы с большим полным сопротивлением) или через магнитную связь с замкнутыми контурами внутри схемы (независимо от уровня полного сопротивления), или электромагнитную связь с проводами, работающими как небольшие антенны для электромагнитных волн. Любой из этих механизмов может передавать сигнал из одной части схемы в другую. И наконец, токи сигнала в одной части могут влиять на другую часть схемы при падении напряжения на путях заземления и линиях питания.
Исключение помех. Редко когда помеха уничтожается совсем, поэтому имеет смысл повысить уровень сигнала просто для увеличения отношения сигнал/шум. Большое значение также имеют и внешние условия: прибор, безукоризнено работающий на стенде, может работать с огромными помехами в месте, для него не предназначенном. Перечислим некоторые внешние условия, которых следует избегать:
-соседство радио- и теле- станций (РЧ-помехи),
— соседство линий метро (импульсные помехи и “мусор” в линии питания),
-близость высоковольтных линий (радиопомехи, шипение),
-близость лифтов и электромоторов (всплески в линии питания),
-здания с регуляторами освещения и отопления (всплески в линии питания),
-близость оборудования с большими трансформаторами (магнитные наводки),
-особенно близость электросварочных аппаратов (наводки всех видов неимоверной силы).
Рассмотрим наиболее общие приемы при борьбе с помехами.
· Сигналы, связанные через входы, выходы — можно использовать фильтры нижних частот на входе и на выходе (многие помехи от близлежащих радиостанций попадают в схему через провода громкоговорителя, выполняющего роль антенн). В других ситуациях необходимы, как правило, экраниррованные провода. То же относится к внешнему корпусу прибора.
· Линии питания — комбинировать линейные РЧ-фильтры и подавители переходных процессов в линии переменного тока. Этим способом можно добиться ослаблени помех на 60 дБ при частотах до нескольких сот килогерц, а также эффективного подавления повреждающих всплесков.
· Емкостная связь — меньшить емкость между этими точками(разнеся их), добавить экран(цельнометаллический футляр или даже металлическая экранирующая оплетка исключает этот вид связи), придвинуть провода вплотную к плате заземления(которая “глотает” электростатические пограничные поля, очень сильно ослабляя связь) и, если возможно, снизить полное сопротивление насколько удастся.
· Магнитная связь — Лучший способ борьбы с этим явлением-следить, чтобы каждый замкнутый контур внутри схемы имел минимальную площадь, и стараться, чтобы схема не имела проводов в виде петли. Эффективны в борьбе с магнитной наводкой витые пары, т. к. площадь каждого витка мала, а сигналы, наведенные в следующих друг за другом витках, компенсируются. Может оказаться желательным магнитное экранирование. Наиболее простым решением является удаление мешающего источника магнитного поля.
· Радиочастотные помехи — Кроме общего экранирования, желательно все провода делать как можно короче и избегать образования петель, в которых может возникнуть резонанс.
От внутренних помех ещё применяют гальванические развязки: Оптронные, трансформаторные.
В местах с повышенным радиоактивным фоном следует экранировать приборы от Ионизирующего излучения.
Источник
Способы защиты от наводок
13.15.16 В помещениях и зонах помещений, где электромагнитные поля и наводки могут вызвать нарушения в работе, электрические проводные шлейфы и соединительные линии пожарной сигнализации должны быть защищены от наводок.
—— т.е. защищаться от наводок нужно только в том случае, если она может навредить шлейфу.
А это ещё нужно доказать как-то.
И только если защита действительно необходима, то читем дальше
13.15.17 При необходимости защиты шлейфов и соединительных линий пожарной сигнализации от электромагнитных наводок следует применять «витую пару», экранированные или неэкранированные провода и кабели, прокладываемые в металлических трубах, коробах и т. д.
—— т.е., читая текст строго по буквам и по-русски, видим, что у проектировщика есть всего три варианта на выбор:
— или прокладывать кабели (без разницы — экранированные или нет) в металлических трубах (коробах);
— или применять «витую пару»;
— или прокладывать шлейфы НЕпараллельно силовым и осветительным кабелям.
Представляете себе геморой, который предстоит с первым вариантом?
Сколько металла надо будет прикрепить на стены и потолки вашего уважаемого НИИП?
А сколько это будет стоить в российских рублях?
А ещё и правильное заземление экрана — это больной вопрос.
Поэтому так реально никто не делает в институтах.
Со вторым вариантом всё было бы прекрасно, если бы знать, что такое «витая пара»?
Полковники ВНИИПО пользуются каким-то бытовым (уличным) жаргоном, а нам это понятие не объяснили.
Но ваш КСРЭВнг-FRLS, кстати, пара-то, конечно, не витая, но всё же свитая (несколько перевитая).
Так что именно для шлейфа АПС с целью защиты от наводок этого вполне достаточно (я так думаю).
Третий вариант — чисто теоретический, но зато которым можно отмазаться от любого неутомимого эксперта (инспектора).
ОТМАЗКА №-1. Что такое ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ прокладка?
Два кабеля уложены на 20-и сантиметрах рядом, а потом расходятся — это была параллельная прокладка?
А если они лежат рядом на 3-х метрах, а потом пересекаются? Это параллельная прокладка?
Вот, например, читаем электрический РМ-2798, п. 2.26
«. В целях уменьшения взаимного мешающего влияния различных сетей на нормальную работу друг друга в случае их параллельного прохождения на протяженных участках (более 7 м) рекомендуется. »
Т.е., по мнению электриков, параллельная прокладка — это более 7 метров.
А вообще, параллельность — это идеал. А идеалов не существует — разве, что в музее эталонов мер. Хотя, когда я был там последний раз — такого там не видел.
Наверное, полковники имели ввиду другое — по одной трассе с силовым кабелем.
Так что, наши монтажники делают так — ведут свои шлейфы рядом с силовым кабелем 6.8 м, а потом прямо в кабель-канале перекручивают кабель (делают петлю) и дальше опять 6.8 м.
Кто скажет, что прокладка параллельная?
Можно ещё вести ШС как бы змейкой (
) — в этом случае ВООБЩЕ нет ни одного см. параллельности.
Так что, уважаемый SergeyVB, вы сможете выставить «предъяву» монтажникам только в том случае, если докажите, что ваша силовая линия оказывает негативное влияние на работоспособность шлейфа АПС.
Иначе — отмажутся.
[18.04.2015 15:22:17]
Если кто из электриков сможет НОРМАТИВНО объяснить мне
— что такое «параллельная прокладка» (в метрах) и
— что такое «витая пара»,
то степень моей искренней благодарности будет зависеть только от моих возможностей. :))
[18.04.2015 15:35:38]
Симметричная пара — пара, в которой изолированные жилы одинаковой конструкции — параллельные или скрученные — расположены симметрично относительно ее продольной оси.
ГОСТ 15845-80 Изделия кабельные. Термины и определения
[18.04.2015 16:15:26]
[18.04.2015 16:45:00]
каким образом связанны между собой п. 13.15.15 и 13.15.16?
—Конец цитаты—— — я даже больше вам скажу — пункт 13.15.16 вообще лишний.
Что в нём сказано такого, чего нет в предыдущем и последующем пунктах?
Мало того, что он лишний, он ещё и нелепый.
Нелепый, по крайней мере, в двух моментах:
1. Внимательно прочитайте слова «В помещениях и зонах помещений, где электромагнитные поля и наводки могут вызвать нарушения в работе. «, и ответьте, нарушений в работе ЧЕГО или КОГО следует опасаться?
2.И ещё — «. электрические проводные шлейфы и соединительные линии пожарной сигнализации. «, т.е., я так понимаю, что наводки опасны только для ШС и СЛ АПС? Типа для цепей пуска АУПТ наводки совершенно безопасны?
— что такое «параллельная прокладка» (в метрах) и
— что такое «витая пара»,
—Конец цитаты——
[18.04.2015 16:58:59]
—Конец цитаты—— —
Между прочим, между строк (чисто для порядка), кабельный тоннель — это не помещение и тем более, не зона.
Кабельный тоннель, это по понятиям самого же СП5 — кабельное сооружение.
Так что п.13.15.16 ни к кабельным тоннелям, ни к «. тоннели, каналы, подвалы, шахты, этажи, двойные полы, галереи, камеры, используемые для прокладки электрокабелей» совершенно не относится.
Даже если мы собираемся прокладывать ШС АПС в
п.3.1″Кабельные сооружения подстанций глубокого ввода напряжением 110 кВ с трансформаторами мощностью 63 МВА и выше»
Вот так.
А тут автор вопроса волнуется за какой-то одинокий кабелёк к светильнику нормального освещения в аудитории НИИП.
[18.04.2015 17:20:09]
Но ведь норма даёт возможность параллельную прокладку незащищённых ШС до кабелей к светильникам на расстоянии 25 см, уже послабление сделано, а почему тогда монтажники дополнили норму государственную своей хотелкой? Встречал в практике случаи когда именно вот такая прокладка именно до кабелей к светильникам в офисном здании давала постоянные сбои сигнализации, монтажники потом месяца два ходили и шлейфы двигали, правда часть проблемы была в китайских светильниках, так извещатели двигали, и пришлось таки часть светильников менять (за счёт заказчика конечно). Именно такие вещи регламентированы не зря, а от греха подальше.
[18.04.2015 17:49:45]
Но ведь норма даёт возможность параллельную прокладку незащищённых ШС до кабелей к светильникам на расстоянии 25 см, уже послабление сделано
почему тогда монтажники дополнили норму государственную своей хотелкой?
—Конец цитаты—— — в чём вы увидели хотелку и дополнения?
Что мои монтажники делают неправильно? Что нарушают?
Только конкретно.
По-моему, они как раз делают так, чтобы не нарушать.
Не нарушать именно не пункты именно того РД, по которым их будут потом драть.
[18.04.2015 18:00:58]
Встречал в практике случаи когда именно вот такая прокладка именно до кабелей к светильникам в офисном здании давала постоянные сбои сигнализации, монтажники потом месяца два ходили и шлейфы двигали, правда часть проблемы была в китайских светильниках
—Конец цитаты—— — уверяю вас, что на все 100% причина была именно в светильниках.
И кабели сети освещения тут совершенно ни при чём.
Не верите мне, спросите у Висса, он в этом дока.
[18.04.2015 18:13:37]
Полковник это хорошо наверно и секретарша, жаль что у меня ни того ни другого нет :), есть желание и возможность устранить эти досадные неудобства?
То что то были светильники я тоже не сомневаюсь, но отодвигание шлейфов, где была возможность, помогло.
О чём спор, о том что не надо нормы соблюдать, или о том что надо? Есть ШС, есть расстояние в 2 см. от кабеля светильника, с которым этот ШС проложен параллельно, этот кабель экранированный, теперь вопрос в том что заземлён экран или нет, если заземлён то пусть так и будет, если нет, то это нарушение. Вот и весь вопрос.
[18.04.2015 18:40:10]
Но лично моё ИМХО, что связываться с заземлением экрана — дело неблагодарное. Заземляемый экран должен быть или неразрывным, или заземлять надо каждый кусок экрана. Неужели вы думаете, что реально экран не рвали на каждом извещателе? А если рвали, то потом сращивали? А если не сращивали, то заземляли на каждом извещателе? А главное куда заземляли?
А ещё главнее — от чего защищаемся?
Вот я, например, при любом сомнительном случае пишу так:
4.5.13. Защита кабельных линий систем пожарной автоматики от наводок.
С целью защиты шлейфов АПС (цепей пожарообнаружения, цепей управления и соединительных линий) от электромагнитных наводок открытая прокладка кабелей систем пожарной автоматики параллельно слаботочным сетям (с напряжением до 110 В), уже проложенным на объекте, допускается:
-длиной до 7 м — совместно;
-длинной от 7 до 20 м — расстояние между ними должно быть не менее 15 см;
-длиной от 20 до 30 м — расстояние между ними должно быть не менее 20 см;
-длиной от 30 до 40 м — расстояние между ними должно быть не менее 25 см;
-длиной от 40 до 50 м — расстояние между ними должно быть не менее 30 см;
-длиной от 50 до 70 м — расстояние между ними должно быть не менее 50 см.
Если есть сомнительные места на объекте, то добавляю:
В пространствах за подвесными потолками, где расположены силовые кабели и предусмотрена параллельная открытая прокладка кабелей систем пожарной автоматики на расстоянии менее 0,5 м от силовых и осветительных кабелей (для кабелей АПС — на расстоянии менее 0,25 м от одиночных осветительных проводов и контрольных кабелей), электромагнитные поля силовых кабелей могут вызвать наводки в цепях систем пожарной автоматики.
Для защиты от наводок проектом предусмотрено использование для указанных выше цепей кабелей КСРЭВ нг(А)-FRLS, которые по своим конструктивным характеристикам являются:
—экранированными с общим экраном из ламинированной алюминиевой фольги (для эффективной защиты в условиях вероятности «грозовой» наводки) и
—кабелем с перевитыми парами («витая пара») — защита от внешних электромагнитных наводок.
Конкретно для шлейфа АПС, прокладываемого в кабельном канале трансформаторной, для защиты от наводок проектом предусмотрено использование кабеля «КСРЭВ нг(А)-FRLS витая пара», который по своим конструктивным характеристикам является:
—кабелями симметричными с фиксированным шагом скрутки парной скрутки (типа «витая пара»САТ3) — защита от внешних электромагнитных наводок;
—кабелями с парными однопроволочными медными жилами в общем экране из алюмолавсановой ленты — для эффективной защиты в условиях вероятности «грозовой» наводки.
[18.04.2015 19:39:21]
[19.04.2015 2:18:11]
По молодости лично прокладывал по силовому лотку шлейфы ПС (метров так 80) — нормально работало. Так что все эти рассказы про 50 см — детские сказки. Если речь о радиочастотному кабеле — верю и участку в 10 см, но если о силовом — сказки.
По светильникам правда*, незаземленные светильники наводят 50В на корпус, корпус на профили, всё вместе убивает извещатели. Всего одна перемычка в светильнике с рабочего на защитный ноль (снятие потенциала) решает проблему.
Источник
