- •Введение
- •1. Общие вопросы электромагнитной совместимости. Основные понятия и определения
- •1.1. Понятие электромагнитной совместимости
- •1.2. Электромагнитные влияния, помехоустойчивость, помехоподавление
- •1.3. Уровни электромагнитных помех
- •1.5. Учет пути передачи помех или связи между источником и приемником помех
- •1.6. Экономические аспекты электромагнитной совместимости
- •1.7. Европейский рынок средств электромагнитной совместимости
- •1.8. Цели и основное содержание работ в области электромагнитной совместимости
- •Вопросы для самоподготовки
- •2. Нормирование электромагнитных полей
- •2.1. Нормы и рекомендации по электромагнитной совместимости
- •2.2. Санитарно-гигиеническое нормирование электромагнитных полей
- •Допустимые уровни напряжённости магнитного и электрического полей
- •2.3. Допустимые уровни и степени радиопомех
- •2.4. Классификация электромагнитной обстановки окружающей среды электротехнических и энергетических установок
- •Классификация электромагнитной обстановки окружающей среды по импульсным помехам
- •2.5. Нормы и степени жесткости основных видов испытаний на помехоустойчивость устройств электростанций и подстанций
- •Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии магнитным полем промышленной частоты
- •Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии импульсным магнитным полем
- •Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии затухающим колебательным магнитным поле
- •Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии импульсом напряжения 1/50 мкс (1,2/50 мкс)
- •Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии радиочастотным электромагнитным полем в диапазоне частот от 80 до 1000 мГц
- •Степени жесткости и нормируемые уровни испытаний при воздействии радиочастотным электромагнитным полем в диапазоне частот от 800 до 960 мГц и от 1,4 до 2 гГц
- •Примеры степеней жесткости испытаний и соответствующих защитных расстояний
- •Степени жесткости испытаний в полосе частот от 150 кГц до 80 мГц
- •Степени жесткости испытаний на помехоустойчивость при воздействии длительных помех постоянного тока и на частоте 50 Гц
- •Степени жесткости испытаний на помехоустойчивость при воздействии кратковременных помех постоянного тока и на частоте 50 Гц
- •Степени жесткости испытаний на помехоустойчивость при воздействии длительных помех в полосе частот от 15 Гц до 150 кГц
- •2.6. Нормирование кондуктивных помех в виде показателей качества электрической энергии
- •Нормы пкэ и допустимые погрешности их измерения
- •Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения
- •Значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения
- •Значения коммутационных импульсных напряжений
- •Характеристики временных перенапряжений
- •Вопросы для самоподготовки
- •3. Источники и влияние электромагнитных полей
- •3.1. Виды источников электромагнитных полей
- •3.2. Общая классификация источников электромагнитных полей
- •3.3. Источники и влияние узкополосных электромагнитных полей
- •3.3.1. Влияние линий электропередачи в виде узкополосного источника электромагнитных полей
- •3.3.2. Влияние генераторов высокой частоты
- •3.3.3. Влияние радиоприемников, компьютеров, вычислительных систем и коммутационных устройств
- •3.4. Источники и влияние широкополосных электромагнитных полей
- •3.4.1. Влияние воздушных линий высокого напряжения
- •3.4.2. Влияние газоразрядных ламп
- •3.4.3. Источники и влияние электромагнитных полей в городах
- •Вопросы для самоподготовки
- •4. Источники электромагнитных помех в электроэнергетике
- •4.1. Классификация источников электромагнитных помех в энергетических установках и средствах автоматизации
- •4.2. Грозовой разряд как внешний источник электромагнитных помех
- •Характеристики воздействия молнии на объекты
- •4.3. Внутренние источники электромагнитных помех
- •4.4. Электротехнические электромагнитные помехи
- •Приблизительные значения напряженностей магнитного поля промышленной частоты на энергетических и промышленных предприятиях
- •Характерные напряженности электрического поля в промышленных условиях
- •Характерные напряженности электрического поля электротехнических установок
- •4.5. Электромагнитные помехи в системах автоматики, в линиях связи и передачи данных
- •Вопросы для самоподготовки
- •5. Биологическое влияние электромагнитного поля на человека и окружающую среду
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Биологическое влияние электромагнитного поля линий электропередачи
- •5.3. Биологическое влияние источников электромагнитных полей в жилых помещениях
- •Уровни электрических и магнитных полей промышленной частоты 50 Гц от различных электроприборов
- •Распространение магнитного поля промышленной частоты от бытовых электрических приборов (выше уровня 0,2 мкТл)
- •5.4. Источники и характеристики электромагнитных полей на рабочем месте с компьютером и их воздействие на человека
- •5.5. Биологическое воздействие сотовой радиотелефонной связи
- •Краткие технические характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, действующих в России
- •Вопросы для самоподготовки
- •6. Помехоустойчивость чувствительных элементов в устройствах электроэнергетики
- •6.1. Общие положения
- •Импульсные напряжения пробоя внутренней или перекрытия внешней изоляции электротехнических установок напряжением до 1000 в и электронных приборов
- •Помехоустойчивость некоторых устройств автоматики и вычислительной техники при воздействии магнитного поля частотой 50 Гц
- •Значения допустимых напряжений статического электричества, приводящих к повреждению полупроводниковых элементов
- •6.2. Помехоустойчивость устройств автоматизации
- •Виды испытательных помех при испытаниях на внешнюю помехоустойчивость
- •6.3. Требования к помехоустойчивости
- •Рекомендации по обеспечению помехоустойчивости приборов в зависимости от вида помех и мест установки приборов
- •Вопросы для самоподготовки
- •7. Мероприятия по защите от влияния электромагнитных полей и обеспечение электромагнитной совместимости
- •7.1. Мероприятия по защите от влияния электромагнитных полей линий электропередачи
- •7.2. Основные мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости в энергетических установках и устройствах автоматизации
- •7.3. Мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости в системах электропитания
- •7.5. Повышение электромагнитной совместимости устройств автоматизации с помощью заземляющих устройств
- •7.6. Мероприятия по снижению влияния разрядов статического электричества
- •7.7. Мероприятия по снижению влияния электромагнитного излучения
- •7.8. Организационные мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости
- •Вопросы для самоподготовки
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •1. Общие вопросы электромагнитной совместимости. Основные понятия и определения 5
- •2. Нормирование электромагнитных полей 33
- •Электромагнитная совместимость в электроэнергетике (источники электромагнитных полей и их влияние)
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
- •443100, Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, корпус №8
Допустимые уровни напряжённости магнитного и электрического полей
Частота |
Напряжённость магнитного поля, А/м |
Частота |
Напряжённость электрического поля, В/м |
50 Гц 1-12 кГц 0,06-3 МГц 30-50 МГц |
80 50 5 0,3 |
50 Гц 0.06-3 МГц 3-30 МГц 30-50 МГц |
5000 50 20 10 |
Если обслуживающий персонал подвергается воздействию поля не полный рабочий день (Т < 8 ч), то допустимые уровни возрастают в раз, а зона опасных уровней сокращается.
Определенный интерес может представлять сравнение предельно-допустимых (нормируемых) уровней электромагнитных полей в России и за границей, например, с Германией. Для этой цели на рис.2.3 приведены кривые, нормируемых в России по ГОСТ 12.1.006-84 электрических полей [6] и нормируемые в Германии по VDE 0848-2-92: электрических (Е) и магнитных (Н) полей [8].
Р и с. 2.3. Допустимые среднеквадратические уровни напряженности электрического и магнитного полей
Одновременно следует отметить, что в последние годы международные организации ужесточают нормы для западноевропейских стран.
2.3. Допустимые уровни и степени радиопомех
Для нормального функционирования радиосвязи излучения источников помех не должны превосходить определенных, зависящих от частоты допустимых уровней радиопомех [2, 6]. Эти допустимые уровни определены в национальных стандартах, например, в России (ГОСТ 12.1.006-84 и др.) в Германии (VDE 0848, VDE 0875 и др.), которые, со своей стороны основываются на международном сотрудничестве с МЭК (Международной электротехнической комиссией) или CISPR (Международным комитетом по радиопомехам).
Уровни радиопомех ориентируются на неизбежный фоновый уровень естественных источников (космический шум, импульсные помехи отдаленных гроз и т.д.). Другими словами, они устанавливаются так, чтобы излучения на определенном, зависящем от цели применения расстоянии (например, 3 м или 30 м), затухали до фонового уровня.
Различают допустимые уровни напряжений, мощности и напряженностей поля радиопомех.
Первые образуют верхнюю границу напряжений радиопомех между отдельными жилами и землей подключенных к электрическому прибору проводов (несимметричное напряжение радиопомех). При обычно встречающихся длинах проводов приборов в офисах, жилых помещениях приблизительно с 30 МГц начинается заметное излучение, так что напряжение радиопомех с растущей частотой теряет информативность. Наконец, на определенных расстояниях от источников помех установленные уровни напряженности для электрических и магнитных полей не должны превосходить имеющиеся там напряженности полей помех.
Кроме того различают приборы классов: А, С, В. Для приборов класса А из-за более высокого допустимого уровня помех, соответственно, меньшего интервала помех, требуется отдельное разрешение, которое может быть выдано на основе испытаний (например, управляющих ЭВМ, промышленных высокочастотных генераторов), а у приборов класса С лишь после отдельных испытаний на месте установки (например, больших ЭВМ, высокочастотных линейных ускорителей). Приборы класса В не нуждаются в отдельном разрешении, а только в общем разрешении, так как они вследствие меньшего уровня помех, как правило, обеспечивают достаточно высокий интервал помех (например, музыкальные приборы, телевизоры и радиоприборы, компьютеры, предметы хозяйственного обихода и т.д.).
Поэтому к классам А и С относятся приборы, которые используются профессионально и применяются преимущественно в промышленных зонах (за исключением микроволновых печей, электромедицинских высокочастотных приборов). Им при измерении радиопомех соответствует сравнительно большое защитное расстояние, например 30 м. К классу В относятся приборы, которые предназначены для домашнего использования. Им соответствует меньшее защитное расстояние, например 10 м. Приборы класса В могут использоваться и в промышленных областях.
Частотная зависимость уровня напряжений радиопомех приведена на рис. 2.4.
Р и с. 2.4. Допустимые уровни помех UдБ(мкВ) высокочастотных приборов, применяемых в промышленности, при научных медицинских и прочих исследованиях
На рис. 2.5 и 2.6 приведены предельные значения напряженностей электрических и магнитных полей, а на рис. 2.7 – плотности потока мощности электромагнитного поля в диапазоне частот от 10 кГц до 300 ГГц при длительности воздействия более 6 минут.
Р и с. 2.5. Предельные эффективные значения допустимой напряженности Е, В/м, высокочастотных электрических полей
Р и с. 2.6. Предельные эффективные значения допустимой напряженности Н, А/м, высокочастотных магнитных полей
Р и с. 2.7. Предельные значения допустимой плотности потока мощности электромагнитных полей S, Вт/м2
Для времени воздействия, меньшем 6 минут, допустимы и более высокие предельные значения, которые могут быть рассчитаны при условии постоянства максимального воспринимаемого уровня энергии электромагнитного поля.
Наряду с частотно-зависимой верхней границей допустимых радиопомех указывается степеней радиопомех, которая несет информацию о цели применения или об относительной помехоопасности приборов:
– степень радиопомех G: приборы, в отношении которых приняты ограниченные меры по ослаблению их мешающего влияния, со сравнительно сильным мешающим излучением, которые применяются только на промышленных предприятиях или в зданиях, не предназначенных для жилья (банки, офисы);
– степень радиопомех N: приборы, в отношении которых приняты достаточные меры по ослаблению их мешающего влияния, например, для использования в жилых районах;
– степень радиопомех К: приборы, в отношении которых приняты усиленные меры по ослаблению их мешающего влияния, с малым уровнем помех, например для применения в местах радиоприема;
– степень радиопомех О: приборы, которые по своей природе не производят радиопомех, например, электронагреватели, погружаемые в жидкость.
Так как при радиопомехах существенную роль играют преимущественно их акустические или визуальные последствия, измеряемые электрические величины подвергаются соответствующей оценке. Ряд значений помех очень надежны в пределах помехозащиты радиосвязи, однако совсем непригодны, если речь идет об обращении с электронными системами, не служащими для целей связи (управление технологическими процессами, автомобильная электроника, устройства обработки данных и т.д.). Например, человеческое ухо при случайных редких звуках выдерживает существенно большие уровни, чем при длительных помехах, в то время как электронные приборы уже при однократном воздействии, превышающем пороговое значение, дают сбои в работе. Поэтому в этих случаях можно говорить только об определенном значении помехи (например, во временной области – об амплитуде импульсов, в частотной области – о спектральной плотности).