Работы по электромагнитной совместимости на стадии проектирования

Работы по обеспечению электромагнитной совместимости при проектировании электротехнической продукции начинаются с анализа электромагнитных условий в месте возможной эксплуатации, возможного ущерба, включая стоимость потерь из-за недостаточной электромагнитной совместимости продукции при эксплуатации, а также с зондирования, в какой степени потребуется удовлетворять аспекты надежности и специальные нормы по ЭМС. При этом следует учитывать, что создаваемая продукция должна удовлетворять обязательным стандартам и нормам по ЭМС, т.е. она должна соответствовать определенному классу по помехоустойчивости и не создавать значительных помех. Затем составляется программа обеспечения ЭМС, в которой указываются конкретные мероприятия по реализации требуемых свойств, а также по контролю ЭМС на определенных этапах создания продукции (расчет влияния величин в критических точках, испытания на помехоустойчивость, измерение создаваемых помех и т.д.). Представление об этих работах на различных стадиях проектирования дает Табл. 3.3.

На стадии создания электротехнической продукции особое значение имеют мероприятия, изложенные в гл. 6 [17]. В дальнейшем при широком внедрении вычислительной техники качество обеспечения ЭМС, как и эффективность проектирования, существенно возрастет.

Для того чтобы облегчить обнаружение внутренних участков с тяжелыми условиями влияния, можно привлечь при проектировании приборов и устройств так называемую матрицу воздействий (Табл. 3.4.). В ней компоненты 1, 2, 3, …, n структурированной схемы первый раз представлены как источники помех, а второй - как приемники. Степень опасности их взаимного влияния качественно обозначается знаком “+”, “-“ и “?”, а пути критического влияния изучаются количественно и определяется применение адекватных мероприятий по обеспечению ЭМС.

Таблица 3.3. Работы по обеспечению ЭМС электротехнической продукции на различных стадиях проектирования

Стадия проектирования	Вид работы по ЭМС
Разработка концепции	Выяснение областей применения. Анализ условий применения, идентификация соответствующих норм.
Составление документации	Определение требований ЭМС, помехоустойчивости, граничных условий эмиссии помех и соответствующих условий испытаний и подтверждений ЭМС. Составление программы обеспечения ЭМС.
Определение параметров	Разработка схемы в соответствии с требованиями ЭМС. Разработка конструкции печатных плат и корпуса прибора, удовлетворяющих требованиям ЭМС. Проводение измерений в процессе разработки продукции. Доработка и совершенствование. Типовые испытания, сертификация.
Обслуживание продукции	Обеспечение электромагнитной совместимости при измерениях и заменах деталей.

Используя матрицу воздействий следует проанализировать ожидаемые воздействия, установить требуемые параметры помехоустойчивости и допустимые эмиссии помех для различных компонентов системы, необходимые общие и специальные мероприятия по обеспечению ЭМС, требуемые методы подтверждения совместимости, а также контрольные мероприятия при проектировании. Завершается работа составлением документации, содержащей все реализуемые мероприятия и данные системы обеспечения ЭМС, являющейся основой для надзора, изменений и совершенствования.

Таблица 3.4. Матрица воздействий

Источник помех	Приемник помех
Элементы системы					…	n
Элемент 1			-	+	…	+
Элемент 2		+		?	…	+
Элемент 3		+	-		…	+
…	…	…	…	…	…	…
Элемент n	n	-	-	-	…

Примечание:

+ - электромагнитная совместимость гарантируется без использования особых средств;

- - обеспечение электромагнитной совместимости требует дополнительных мероприятий;

? - ситуация не ясна, требуются дополнительные исследования.

Соответствующие работы проводятся подразделениями, занятыми проектированием и строительством, а намечаются, курируются и контролируются либо компетентными в вопросах ЭМС экспертами, либо рабочей группой по ЭМС, составленной из представителей заказчика и исполнителя. В Табл. 3.5. приведены виды работ по ЭМС, проводимые на различных стадиях проектирования устройств автоматизации. При этом выделены следующие виды работ:

1. исходные определения. Создание рабочей группы по ЭМС, регламентирование ее функций, разборка программы обеспечения совместимости, анализ ЭМ обстановки, качественный анализ возможных влияний (составление матрицы воздействий), идентификация общих мероприятий в соответствии с нормативными документами.

Таблица 3.5. Виды работ по ЭМС при проектировании и эксплуатации

Этап создания продукции	Проектирование	Определение параметров	Изготовление	Ввод в эксплуатацию	Эксплуатация
Эскизное	Рабочее
Исходные определния	+
Проектирование		+	+	+
Контроль в процессе создания				+
Подтверждение ЭМС					+
Подтверждение совместимости						+

2. Проектирование. Качественный анализ ЭМС, определение конкретных мероприятий, требуемой помехоустойчивости и допустимого излучения помех, разработка концепции экранирования, использования фильтров, соединений с корпусом и с заземлением, прокладки кабелей, выбор системы молниезащиты и защиты от перенапряжений, формулировка требований по ЭМС к используемым приборам и частям системы, установление способов проверки ЭМС, определение программы и средств измерений ЭМС.

3. Контроль в процессе создания. Визуальный контроль, измерения, оформление соответствующей документации.

4. Подтверждение ЭМС. Измерения параметров ЭМС, реализация измерений и дополнительных мероприятий, составление документации по ЭМС.

5. Подтверждение совместимости. Сравнительные измерения, ревизии, согласования при измерениях и расширении устройства.

10. Мероприятия по снижению проникновения помех в системы управления на п/ст. Гальваническая развязка. Использование различных фильтров.

При разработке проекта и конструкции рекомендуется следовать 4-х ступенчатой программе реализации мероприятий применительно к электроприборам управления:

1) снижение проникновения помех в приборы и действующие устройства;

2) уменьшение действия проникающих помех;

3) наблюдение за функционированием устройств в условиях остаточных помех;

4) проверка эффективности рассматриваемых мероприятий

Для снижения помех используется защита:

Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.

Без использования развязки предельный ток, протекающий между цепями, ограничен только электрическими сопротивлениями, которые обычно относительно малы. В результате возможно протекание выравнивающих токов и других токов, способных повреждать компоненты цепи или поражать людей, прикасающихся к оборудованию, имеющему электрический контакт с цепью. Прибор, обеспечивающий развязку, искусственно ограничивает передачу энергии из одной цепи в другую. В качестве такого прибора может использоваться трансформатор или оптрон. В обоих случаях цепи оказываются электрически разделёнными, но между ними возможна передача энергии или сигналов.

Трансформатор - самый распространённый пример гальванической развязки.

Дата добавления: 2014-01-06