тп могут составлять 15... 30% номинального напряжения и длиться от 1 до 30 периодов сетевой частоты. При срабатывании реле защиты вторичного источника питания провалы достигают 100% номинального напряжения и обычно длятся 1... 5 периодов сетевой частоты. Эти виды помех в цепях электропитания РЭС особого влияния на грозостойкость этих средств не оказывают.

Параметры ожидаемых помеховых напряжений в цепях электропитания РЭС при грозовом воздействии

Таблица 2.26. Амплитудно-временные характеристики помеховых напряжений

в цепях электропитания РЭС при воздействии мол1тн

Форма

Характеристики

амплитудные

рремсиные

1.5 кВ

и,па= 1

1.5 кВ

Соответствуют параметрам коммутационных перснапряиченпн при отключении ЛЭП

Соответствуют параметрам коммутационных псреиапряжеиий при включении ЛЭП в режиме ЛИВ и определяются частотой собственных колебаний сети со срсдпием уменыисиием амплитуды па 45 % в течение одного периода

2.6. СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИИ И ОБЩИХ ТОЧЕК

Эквипотенциальные точки как источники грозовых помех

Несмотря па то, что заземления являются одним из основных способов защиты РЭС от грозовых ВОЗДСНСТВ1П1, они сами по себе могут стать источниками грозовых по.мех для заземленных систем. Как правило, это возникает в тех случаях, когда потенциалы точек заземления плп прпсоед1шения к об1цему кор-

Соответствуют параметрам- срезанной па фронте волны полного грозового и.мпульса

Тппп<1 мкс

пусу. электрический потенциал которого служит для схем или систем РЭС уровнем отсчета напряжений, по тем или итш причинам отличается от нулевого потенциала земл11 или потенциала соседних точек. В основном это связано с конечной проводимостью земли пли материала корпуса, когда вследствие растекания токов молни11 в земле или их протекания по корпусам РЭС между этими точками возникает разность потенциалов

Л/м7 , (2.-16)

г.ае 2п - полное сопротив.1ение между двумя точками заземления или корпуса РЭС. Ом.

Прн этом ввиду того что амплитуды токов молнии достаточно велики, даже при относительпо малых сопротивлениях Zn разность потенциалов между зазсм-лениымн системами РЭС может достигать больщих значений и служить причиной выхода этих средств из строя.

Влияние токов молнии через системы заземления и общих точек РЭС

Системы заземления. Для РЭС, имеющих несколько точек заземления (рис. 2.33. я), разность потенциалов между этими точками, возникающая при растекании токов молнии.

- - J an

(2.4/)

-=-*i

Рис 2.33. К опрсделешпо влияния токоп растекания моли1иг в зе.мле на систему

заземления РЭС

Если же РЭС имеет одну точку заземления (рис. 2.33.6). то поднятие потенциала точки по отношению к нулевому потенциалу земли

Ml{t)

2-г г

(2.48)

При этом уравнительные токи грозовых помех, возникающие по причине разности потенциалов в заземленных цепях РЭС. в значительной степени зависят не только от общих сопротивлений заземленных цепей, ио и от сопротивлений заземлителей:

/п = Лзн/2сум. (2.-19)

где Zc>4 - суммарное сопротивление заземленной цепи и заземлителей, Ом.

Системы общих точек. Если схемы или системы РЭС соединены с обмщм корпусом (рис. 2.34), то разность 1Ютенциа.1ов мсжд> точками подсоединения.

* . 115

возникающая из-за падения напряжения на сопротивлении Z с учетом поверхностного эффекта

/ пЧ

/ (2.50)

где 1м(0-ток молнии, протекающий по корпусу, А; /? о-сопротивление корпуса РЭС постоянному TOKV, Ом/м; Тл ф=}1ма.2-постоянная времени диффузии тока молни и в корпус РЭС. с; р.-магнитная проницаемость материала корпуса, Гн/м; а -удельная проводимость материала корпуса, См/м.

Рис. 2.34. К определению в.тиячия токов молнии через систему обтих точек РЭС

В качестве первого приближения аналитического выражения (2.50) мож.ю использовать .

где f vl(0- (0[l-exp(- Tд ф)]-тoк молнии, протекающий по внутренней поверхности корпуса РЭС с учетом поверхностного эффекта. А.

Тогда помеховый ток в системах РЭС, соединенных с общим корпусом, будет зависеть только от общего сопротивления соединенных с корпусом цепей

/n = A(/, Z,6 (2.52)

где Zocm - общее сопротивление цепи РЭС. соединенной с корпусом, Ом.

Параметры ожидаемых помеховых токов в заземленных системах РЭС и их цепях, соединенных с общим корпусом при грозовом воздействии

Таблица 2 27. Амплитудно-временные характеристики помеховых токов

п заземленных системах РЭС и их цепях, соединенных с общим корпусом, при воздействии молнии

Форма

Характеристики

амплитудные

временные

2 .,Гв /?сум

Соответствуют параметрам тока в канале молнии

Окончание табл. 2.27

Внд поде.

5кв. Т

Форма

Амплитудные хар-ки

Временные хар-ки

при Ти<Тдиф

<l6 11

лиф

Тт*=0,1Тднф, Ти ч==*0,2Т£цф

при Ти>Гдиф и Тф<1Тдиф

Тт===0,6Тд ф,

Тн ц Гц

Примечание. В табл1ще приняты следующие обозначения: 2осщ=/?общ суммарное активное сопротиплсние цепи РЭС, Ом; Тд ф = 11мак; Гф и Ти - длительность фронта и длительность импульса тока noMcxii протекающего по корпусу РЭС, с; т ц - длительность импульса тока помехи в цепи РЭС, с; 1аь = =Гь-Ги; г и гь-расстояния от места разряда молнпп в землю до точек заземления систем РЭС, .м, lab-расстояние между точками заземления систем РЭС, м.

2.7. КОРПУСА-ЭКРАНЫ РЭС

Довольно часто с целью увеличения уровня стойкости РЭС и защиты их отдельных систем и элементной базы от грозовых воздействий, эти средства помешают в корпуса-экраны, оснопная задача которых заключается в снижении неблагоприятных грозовых воздействий до уровней, определяемых условиями сохранения работоспособности РЭС.

При конструировании и изготовлении корпусов-экранов РЭС учитывают характеристики их материалов (удельную электропроводность Ом и магнитную проницаемость рм) и геометрические факторы (толщину стенки, линейные размеры и форму корпуса-экрана).

Однако, как показывает опыт эксплуатации РЭС, даже при оптимальном выборе параметров корпусов-экранов и правильном их проектировании зачастую не удается достичь требуемых уровней стойкости .этих средств к грозовы.м воздействиям.

Прежде всего это связано с тем, что применяемые на практике корпуса-экраны далеки по своим защитным свойствам от идеальных конструкций ввиду наличия у них малых и больших отверстий, различных типов вводов, щелей и других видов электрических неодиородностей. присутствие которых необходимо из конструктивных, технологических или эксплуатационных соображений. При этом с точки зрения практики собствснггые экранирующие свойства материала корпуса-экрана представляют меньший интерес, чем утечки через их электрические неоднородности.

Виды грозовых влияний иа РЭС через корпуса-экраны

Экранированные системы радио- и электротехнического оборудования РЭС в основном подвержены электростат41чсскому влиянию предгрозового пер1года и лидерной стадии mojhihh. воздействию токов молнии, протекающих по корпусам-экранам, электромагнитному влняи{по полей изл\т1ения молнии и влиянию вторичных грозовых помех от вне1пних линии связи экранированных РЭС.

Электростатическое влияние. Изолированные от земли корпуса-экраны РЭС, имеющие высокоомную гальваническую связь через МБЛС с заземленными системами, становятся объектами электрического вл1гяния грозовых облаков на РЭС (рис. 2.35).

PSC/

I V ---rifbi.

/У > У У У

Рис. 2 35. К определению электростатического влияния грозовых облаков на

корпуса-экраны РЭС: а-ыодс.чь влияния; б - схема замещенпя

В результате емкостной связи между грозовым об.шком и системами РЭС по их элементам протекают уравнительные токи, которые являются следствием грозового электростатического влияния на радио- и электротехническое оборудование РЭС

l\,V.,(ZJ, f ZJ. (2 53

г.че Zcb - сопротивление связи оболочки кабельной МБЛС. Ом/м; /к-длина Л\БЛС, м; Zj=y?3-f/ J-3 - полное сопротивление системы заземления РЭС2, Ом 1*азность поте1щиалов между изо.нровяпным корпусом-экраном РЭС1 и землей

и.ги,[С,С,), (2.54)

где V\ - 1ютенииал грозового облака. В; Ccbi-емкость между грозовым облаком и корпусом-экраном РЭС1, Ф: С; -емкость корпуса-экрана РЭС1 на землю, Ф.

Так как эквивалентный размер объемного заряда грозового облака и его ула.чсниоить от РЭС существенно превыщают линейные размеры корпусов-экранов этих средств, то с достаточной для инжеиерных расчетов точностью ем кость CcBi между грозовым облаком и корпусом-экраном РЭС можно принять равной его собственной емкости Со (CVbi-Со).

В табл. 2.28 приведены собсгвениые емкости и емкости на землю для корпусов экранов РЭС различной формы.

Возяействие токов молнии. Прямое воздействие токов молнии ил экраииро-ранные РЭ~ сопровождается протеканием по их корпусам-экранам токов мол-

а.

Таблица 2.28. Электрические емкости корпусов-экранов РЭС

Модель

Расчетные (]юрмулы для онредслсння омкостн корпуса-экрана

собственном {h-)

на землю

Со = 1леи/э

при Ь/2(Лз+Гз)]<1

~777777Т777

-У7.

1п[(2/,.Гз)~1] 0,25

, 2-4i3

1п(2( з Ь/Ч)гэ1

При Лэ>Гз

при а>Ь

) In

ah 4-Г7- +

при оЛз

-f4l

нии н взаимодействием этих токов с цепями радио- и электротехнического оборудования РЭС. расположенных внутри корпусов-экранов.

При этом наиболее подвержены этому виду во.здействия внутренние несимметричные цепи, у которых в качестве возвратного пути тока выступает непосредственно корпус-экран РЭС.

В общем случае на разомкнутых концах несимметричной внутренней цеШ1, находящейся в корпусе-экране (рнс. 2.36). при протекании по нему тока молнии 1м(/) возникает наведенное иапряженпе. состоящее нз резистивной, индукционной и апертурион составляющих:

н (/) = нлы it) Hh /v/з ,л - м.

(2.55) П9