Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Индуктивное влияние
Индуктивное влияние обусловлено паразитным потокосцеплением между контурами промышленных устройств и образованными при ударах молнии или разрядах статического электричества. В качестве первого простого примера на рис. 3.22, а показаны два индуктивно связанных контура. Если в контуре 1 имеет место быстрое изменение тока , например при коммутациях, то в контуре 2 индуктируется напряжение помехи , (3.18)
где Ф - магнитный поток, пронизывающий контур 2; L12 - взаимная индуктивность контуров 1 и 2.
Рис. 3.22. Индуктивное влияние между промышленными токовыми контурами: а - принципиальная схема двух токовых контуров 1 и 2 с расстоянием d ними; б -погонная взаимная индуктивность в зависимости от a/d; в-е меры по снижению влияния (пояснения см. в тексте)
Взаимная индуктивность зависит от конфигурации и размеров контуров, и для показанных на рис. 3.22, а. контуров она рассчитывается как: . (3.19.) Погонная взаимная индуктивность в зависимости от отношения a/d может быть определена из графика на рис. 3.22, б. Используя (3.18) и (3.19) при l = 1 м, a/d = 0, 1 и Δ i /Δ t= 1000 А/с, получаемнапряжение помехи ust = 2, 3 В. Второй пример - разряд статического электричества на проводящий корпус прибора С (рис. 3.23). В контуре, находящемся внутри прибора и удаленном от проводника с током разряда iESD на среднее расстояние r 0, индуктируется напряжение (3.20.) Где l и а - длина и ширина контура соответственно.
Например, при а = l = 1 см, r0 = 5 см и скорости изменения тока во времени 10 А/нс, возможной при разряде статического электричества, напряжение помехи равно 4 В. Следующие примеры индуктивного влияния показаны на рис. 3.24 и 3.25. Магнитное поле канала молнии индуктирует в контурах напряжения, которые можно определить из (3.20). На рис. 3.24 выделены два таких контура. Первый образован проводами сигнального контура и имеет площадь a1l. Второй, площадью а21, создан заземленным проводом сигнального контура и землей. При r0 = 25 м, l = 20 м, а1 = 0, 4 см, а2 = 60 см и Δ i/ Δ t = 200 кА/мкс из (3.20) вычисляется напряжение ust1 = 128 В в первой петле, ust2 = 19, 2 кВ - во второй. Эти напряжения могут привести, к пробоям и связанным с ними повреждениям приборов g1 и g 2, если не предусмотрены специальные защитные меры Рис. 3.24. Индуктивное влияние тока молнии на электрические контуры в устройстве автоматизации: В - канал молнии; G1, G2 - приборы устройства
Рисунок 3.25 дает представление о петле в здании G, образованной сетью питания и линией передачи данных. При r0 = 11 м, а = 15 м, l = 10 м и Δ i/ Δ t = 200 кА/мкс индуктированное в петле напряжение согласно (3.20) достигает 540 кВ. При отсутствии средств защиты, включенные в обе сети компьютеры, несомненно, будут выведены из строя.
Мероприятия по снижению индуктированных напряжений предусматривают на основе соотношений (3.18)-(3.20): - снижение до возможных пределов взаимной индуктивности L12, т.е. уменьшение l за счет сокращения длины проводников, увеличение расстояния между сетевыми и информационными проводами, уменьшение площади контура, подвергающегося воздействию; - уменьшение скорости изменения во времени потока Δ Ф/ Δ t при помощи короткозамкнутой петли К, расположенной непосредственно у сигнального контура (рис. 3.22, в), или соединениепечатной панели экрана S мостиком В взамкнутое кольцо ( см.рис. 3.17, б); - осуществление связи контуров 1 и 2 ортогонально направлению силовым линиям магнитного поля (рис. 3.22, г). Этот способ эффективен в устройствах, выполненных в виде катушек; - компенсация индуктированного в контуре 2 напряжения путем скрутки проводов (рис. 3.22, д). При этом частичные потоки Фi создают напряжения, направленные противоположно. - снижение действия созданного магнитного потока путем скручивания соединительных проводов контура 1. При этом создаются встречно направленные компоненты потока, а их воздействие на вторичный контур компенсируется; - экранирование кабелей, соединительных проводов (рис. 3.22, е), модулей и приборов ферромагнитными экранами (трубами, металлическими шлангами, стальными корпусами), причем экранирующее воздействие тем сильнее, чем выше магнитная проницаемость материала и толще стенка экрана. Проводящие соединения между экраном и землей необязательны, однако они необходимы для защиты от напряжения прикосновения. Для ослабления воздействий, вызванных молнией, применяется ферромагнитное экранирование кабелей передачи данных, проложенных по воздуху, экраны заземляются на обоих концах.
|