Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Малков Н.А - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Длительность таких импульсов может составлять 1…500 мкс и более, а напряжение – от сотен до десятков киловольт. В
результате длительных исследований различными лабораториями мира были получены усредненные параметры импульсов
грозовых разрядов. На линиях электропередачи и телефонии длиной измеряемой километрами возможны импульсы напря-
жения до 20…25 кВ и тока до 10 кА. В более коротких линиях, длиной в сотни метров, наводятся импульсы напряжения до 6
кВ и тока до 5 кА, а в линиях, проходящих внутри зданий, – до 6 кВ и до 500 А.
Основными видами воздействий грозовых импульсов на сетевое оборудование локальных сетей являются:
• электростатическое – связано с влиянием электростатических полей предгрозового периода и незавершенного облач-
ного грозового разряда;
• электромагнитное – связано с индукционным влиянием канала молнии на сетевые кабели при расстояниях, соизме-
римых с длиной канала;
• гальваническое – связано с растеканием в земле токов молнии и частичным их ответвлением в цепи локальных се-
тей через систему заземления;
• ток молнии – связано с прямым попаданием молнии в кабель.
По статистике, процент «выживания» оборудования, которое подключено к воздушным линиям, выполненным неэкра-
нированной витой парой, составляет всего 59 %.
Выход из строя аппаратуры, подключенной к линиям из коаксиального кабеля, не редкость даже внутри кирпичных
зданий. На подобных воздушных линиях оборудование без специальных мер защиты практически «не живет».
Стопроцентной защиты от подобного рода воздействий не существует, но минимизировать потери, исходя из разумного компромис-
са между стоимостью, сложностью и эффективностью устройств защиты, несомненно, можно. Конечно, неплохо использовать «классиче-
ские» методы: переход на оптоволоконные кабели, отказ от открытых линий, экранирование кабельной системы, но порой все это сказы-
вается недоступно для мелких и средних сетей вследствие высокой стоимости и сложности монтажа.
Помехоустойчивость существующих электрических сетей недостаточная, а переход к оптическим сетям сдерживается
экономическими причинами. Поэтому требуются дополнительные устройства защиты электрических сетей.
3.3. ЗАЩИТА КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ
Если закоротить центральную жилу и экран коаксиального кабеля и подать на них импульс аналогичный возникающе-
му при грозовом разряде, то на другом конце за счет меньшей индуктивности сначала образуется импульс такой же ампли-
туды, но меньшей длительности на экранирующем проводнике, а затем импульс приблизительно половинной амплитуды, но
большей длительности на центральной жиле. При этом энергия каждого импульса приблизительно равна половине энергии
входного импульса, а дифференциальное напряжение между центральной жилой и экраном в начальный момент может даже
превысить амплитуду входного импульса.
Аналогичные процессы происходят при грозовых разрядах в кабеле снижения от антенны к приемопередающей аппара-
туре. При большой длине кабеля напряжения между центральной жилой и экраном могут до-стигать величин достаточных
для вывода из строя любой аппаратуры, этим и продиктована необходимость применения специальных защитных устройств.
Из описания процесса следует также, что антенны, замкнутые по постоянному току при подключении коротким кабелем, не
требуют грозозащиты.
Для защиты антенных кабелей снижения от грозовых разрядов и электромагнитных импульсов ядерного взрыва приме-
няют так называемые устройства грозозащиты (УГЗ).
Основным требованием к УГЗ является волновое сопротивление, его стандартные значения 50 или 75 Ом. Другое про-
изводится и поставляется только на заказ.
У большинства серийных УГЗ быстродействие достаточное, но для некоторых специальных применений требуется повы-
шенное быстродействие.
В частотном диапазоне существуют два больших класса УГЗ:
– широкодиапазонные;
– настроенные на определенный диапазон фильтры.
Большая часть энергии грозового разряда лежит в диапазоне низких частот 0…1 МГц. С повышением частоты энергия
разряда резко убывает.
Если в аппаратуре скомпенсированы несколько передатчиков, необходимо это обязательно учитывать. Газоразрядные
устройства имеют определенное напряжение срабатывания, а несколько передатчиков, работающих на один кабель, могут
значительно увеличить проходящее через УГЗ напряжение, вплоть до напряжения разряда газоразрядной колбы, Два переда-
ваемых 100 Вт сигнала дают суммарную мощность 200 Вт, но суммарное напряжение будет иметь пики эквивалентные 400
Вт сигналу. Поэтому многоканальные передающие системы с комбайнерами или дуплексерами должны рассчитываться на
большее напряжение срабатывания и пиковые значения ВЧ токов. Такие расчеты не требуются при использовании УГЗ на
основе фильтров (не газоразрядных).
По окончанию грозового разряда или ЭМИ УГЗ должно выключится, а не оставаться в режиме разряда под действием
рабочей ВЧ энергии. Для этого напряжение срабатывания УГЗ не должно быть очень низким, однако при выборе УГЗ со
слишком высоким напряжением срабатывания (например при комбайнировании передатчиков), придется пренебречь частью
защитных свойств. Это не актуально для негазоразрядных фильтрующих УГЗ.

Страницы