гост 28002-88. Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Общие требо вания по защите от злекгростати-чесБмз разрядов и методьс испытания

Окончание табл. 1.26

Устанавливает основные требования к

восприимчивости аппаратурой электро-статичесгац разрядов от накапливаемых на поверхности тела человека зарядов или разрядов, генерируемых друшмн, близко расположенными аппаратами в процессе их фуи

127. Основные стандарты Совета Экономической I связанные с грозозащитой РЭС

Стандарт СЭВ

от СЭВ 1071-78 и СТ СЭВ См. табл. 1 2В 1072-78. Электрообору элехтроустановкн переменного тока на напряжение 3 кВ и Очбщие метопы испытания трнческой проч1Юстп изо ля СТ СЭВ 1101-78. Кабели Общие методы испытаний

СТ СЭВ 2732-80. Электрообору дованпе и э.тектроустановкп. Методы измерения при нспыгаииях

Защита обору дораннн проводной связи и об служивающего персонале от влИ янгя электромагнитных полей. Термины и определения СТ СЭВ 4702-84. Универсальная международная система автома тичесиоп) контроля рсгулировнни! и управления (УРС). Издели УРС Общие методы испытаний иа jTToiraHBocib к э.чектрог.тагнит 1СЫМ помехам

СТ СЭВ 47ЭЗ-84. Защита обору доианпя проводной связи и обслуживающего персонали от влияния э.1ектромагнитных полей. Мс тоды ичмерения

СТ СЭВ 5251-85. Защита обору-/ссания проводной связи и об служивающего норсоналв от ат мосфериых разрядов

Приведены методы измерения коэффициента защитного действия оболочек кабелей связи в в лаборато1]ных условн-

Приведены показате.чп. позволяющие оценить влияние мм 1ромаг-питных помех на электронные устройства по внэксжольтиым электри-4ecKHii цепям

гост 1516 2-76

ГОСТ 27893-88

ГОСТ17Б12-82

ГОСТ 26797-85

ГОСТ 27049-86

домственные документы, такие, как отраслевые стандарты (ОСТ), рутговоднщие текнические материалы (РТМ) и Межведомственные технические требования (МТТ).

Стандарты СЭВ (СТ СЭВ) по статусу до настоящего времени остаются международным НТД по стандартизации. Большнисгао СГ СЭВ непосредственно применяются в качестве национальных стандартов СССР. При этом зачастую имеют место частичные отклонения национальных стандартов (ГОСТ) от СТ СЭВ (табл. 1.26, 1.27).

Кроме СТ СЭВ имеются ряд международных ИТД, обозначенных соответствующими номерами и выходящими в виде Рекомендаций, Отчетов и Публикаций соответствующих международных комиссий и комитетов: Международного консультационного комитета по радио (МККР). Международной влектротехни-ческой комиссии (МЭК). Мсждувародпого консультационного комитета по телеграфии н телефонии (МККТТ) и др.

Отчет МККР ЛЬ 322. Содержит сведения о характеристиках атмосферных помех и их распределении по земному шару.

Рекомендация МЭК. Методы высоковольтных испыта11Ий. Публикация 60, 2-е нзд, 1965. Содержит сведения о высоковольтных нспытанняк грозоныыи импульсами.

СТ МЭК 230-6Б. Импульсные испытания ка6еле!5 и арматуры к ним. Содержит методы испытания кабелей свнзи на грозостойкость и параметры имитируемых импульсов грозового воздействия.

СТ МЭК 801-1-84; СТ МЭК 801-2-84; СТ МЭК 801-3-84. Электромагнитная совместимость для аппаратуры измерения н управления производственными процессами. Часть1: Общие требования. Часть2; Требования к электростатическим разрядам. Часть 3: Требования к полю электромагнитного излучения.

Рекомендации МККТТ серии К- Желтая нингв, том IX, 1980. Изложены методы защиты оборудонЕнил проводной снизи и обслуживающего персонала от влинния электромагнитных полей.

Рекомендации МККТТ серии К- Красная книга, том IX, 1S85. Содержат параметры испытательных импульсов тока н налряжепия для защитных разряд-иикон кабельных линий свлзи.

Хотя эти рекомендации не обнзательны для исполнения, тем не менее мио-гва из них берут за основу национальной ИТД, Т8К как они обобшаюг международный опыт.

2. ГРОЗОВЫЕ ПОМЕХИ В ТИПОВЫХ ЦЕПЯХ рЭС

2.1. АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА Антенны

Наиболее широкое распространение в качестве излучающих и приемных влемептов РЭС получили дипольные и рамочные витениы, рабочий диапазон которых простирается от сверядлинных до ультракоротких волн. В зависимости от назначения они имеют самое разнообразное конструктивное исиолиение п линейные размеры.

Представляют собой изолированные от земли i с ней через импеданс нагрузки конструкции в виде штырей i

стем проводов. В них ври воздействии напряженности электрических п них источников наводятся ЭДС, аавнсящне от характеристик- напряженности поля, линейных размеров антенны и ее конструктивных особенностей.

Для сравнения качества антенн различной высоты над поверхностью земли и формы введено понятие действующей высоты (длины) антеииы Ад, которая обычво меньше ее геометрических размеров. Вертикальная антенна, работающая на собственной волне, имеет Ацк0,64/1а (где - геометрическая высота антенны). Для антенн, у которых Ла</4, /t =*0,5/i,. При наличии горизонта частей у аятеин Л,= (0,80,S)A

ЭДС дипольной антенны

em = -£(flft,.

(2.1)

По конструктивному исполнению z

делятся на симметрнч-работают в диапазонах i

виб1)вторы, которые

роткня и ультракоротких волн, и несимметричные вибраторы, применяемые в основном для работы в диапазоне средних и длинных волн и реже на коротких волнах. Собственная частота изолированной пт эсмли /![Польиой

(2.2)

гпе с-З-Ю м/с -скорость света.

Рамочные янтенны. Представляют собой катушку индуктивности и обладают свойством напрааленного приема и излучения эиергин электромагнитного поля.

Рамсучпые внгеккы в основном реагируют на магнитаые пачи, вектор на-ириженности которых перпендикулярен н.тоскостн антенны. ЭДГ. возникающая в рамочной антепне, пропорцией а льна скорости изменения капряжениости маг-э поля цсточника, площади антенны S. и числу ее витков w.

(2.3)

где -матшпиаи проницаемость среды, оызатываеьюй рамкой (ингушкой), антенны. Гн/м.

Частота первса-о резонанса одновитковоП рамочной антенны

fp cM, (2.4)

где Ц - радиус антенны, и.

Вилы грозового влияния на РЭС по антенно-фидерным трактам Антешю-фидЧ)ные устройства РЭС подвержены электростатическому влиянию предгрозового периода, воэдеяствню иепосредственно токов ыолнин npiL прямом поражении антенн молниями, электромагнитному влиянию грозовыи разрядов и влиянию вторичных грозовых помех от бЛ1вко расположенных источников.

Электростатическое влияние. В основном электростатическому влиянию подвержены 1йолироввннь!е от земли дипольные антенны, находяпщеся в воне действия электрических полей грозовых облаков. 62

Максимальный потенциал, t или дипольной антенне:

г возникнуть на изолированной от

(2.5)

где £ л -максимальное значение напряженности электрн ваемого системой зарядов грозового облака (см. § I.II).

Воздействие токов молнии. Прямое поражение молнией д водит к протеканию по ним больших токов молнии. Так как подключение наружных антенн к РЭС осуществляется через ipoaoeoH переключатель (ГП), содержащий защитный искровой промежуток (ИП). равный приблизительно 0,5 мм, один из электродов которого присоединен к ааэемлителю, то при его срабатывании в точке подсоединения фидера к РЭС, расположенной на расстоянии I от заземлятеля

(рис. 2 1), МСЖ1Ю ожидать потенциал

Яа -сопротив

(2.6)

шределию токов мол-АФУ

где / (/)-т

аемлепня (Д, 4... 10 Ом); i=6 - индуктивность ницы д.тны отрезка (L=1.5...2 мкГн/м): /-длина участка об. м.

При этом лНаченне потенциала на сопропшлснпи зазенления превышает падение напрйжения иа индуктивности токоотвода в среднем н 4...5 раз.

электрвмагинтное влияние. Влнинис грозовых электромагвнтвь:х полей на I аитенно-фидерным трякга.м целесообразно рассматривать и цвух ас-

укнчонгюе илияние канала молнии на АФ* при близких разрядах, когда

РЭС I

влияние ГЭМИ на антенны при 1>Lm.

При этом процесс определения наведенных напряжений и токов АфУ существенно -прощается при выпачневии условия квазиствционарносги.

Критерием такого упрощения служит либо условие, прсс котором ликерный размер рассматриваемой внтеаиы меньше одной inecTofi наимеиыней длины волны в спектре [влучеиия лто.шии, либо условие, при котором время распространения сигнала в рассматриваемой системе между ее крайними точками меньше Одной четвертой времени нарастяния импульса внешнето воздействия.

Практически для всех видов витенн. поднерженных воздействию грозовых электромагнитных полей, эти условия выполняются.

Индукционное в.-иянве. Влияние близких разрадои (>лнии на Аф проявляется в ялектрической (еякосгной) связи распределенных но каналу мпкн зарядов с антеннами дипольного типа и магнитной (индуктивной) связи нала молннн, по которому протекает ток. с рамочными аптеннами.

Емкостная связь между каналом молнии н дипольной антенной (несяммет-чным вибратором) (рис. 2.2. с), кроме осковной свяаи через емкость См.. ocv-щесталяегся также посредством косвенных емкостных связей через эзмлю

; (с и Ся).

Если в эквивалентной схеме (рис. 2.2,6) пренебречь емкостью См, как практически не оказывающей влияние на емкостную связь канала молнии и антенны, и учесть, что /?.чО)(Сма+Са) < 1, ТО напряжение па нагрузке антенны

(/) = R,C,uZs к йГ/м {t)/dt, (2.7)

Рис. 2.2. К определению электрического влияния канала молнии на несимметричный вибратор: а - модель влияния; б - схема замещения

- емкость меж-

ду каналом молнии и антенной, Ф; Zekm - волновое сопротивление канала молнии, Ом.

Индуктивная связь между кана.чом молнии с током и рамочной антенной (рис. 2.3) приводит к появлению ЭДС индукции в антенне и возникновению падения напряжения на ее нагрузке

(2.8)

где .1 - магнитная проницаемость среды, охватываемой контуром антенны, Гп/м; Sa -площадь антенны, .м; te; -число витков антенны.

Рис. 2.3. К определению магнитного вл;[яния тока в канале молнии на

рамочную антенну: а - модель влняиия; б - схема замещения

а) . б)

Влияние ГЭМИ. Антенны в общем случае представляют собой резонансные системы с большим числом резонансных точек. Основной вклад в резонансные явления вносят точки первого реонанса с частотами, соответствующи-ми (2.2) и (2.4).

в связи с этим взаимодействия электромагнитных полей грозовых разрядов с антеннами могут при определенных условиях вызывать резонансные явления в АФУ РЭС.

7777

/

Рис. 2.4. Несимметричный вибратор над землей (о) и его низкочастотная резонансная схема замещения [б)

Низкочастотный резонансный вибратор. Хорошую аппроксимацию низкочастотных характеристик антенн для этого случая можно получить с помощью эквпвалептпой схемы, приведенной на рис. 2.4, б, где первая резонансная точка антенны моделируется введением последовательной индуктивности Lp, образующей резонансный контур с емкостью антенны относительно земли на частоте первого резонанса fp. Сопротивление R - это сопротивление излучения антенны в первой резонансной точке.

Для воздействующего на антенну импу.чьсного электрического поля (см. табл. 1.12).

в общем случае напряжение на нагрузке антенны i? будет

ехр i - at)

/r(0 = V( l)

a2-2

- a)

ch bt +

sh bt

exp(-aO

(?.9)

где a = (/?H-bi?JC,o)2/2; ш2=1/С,1р; o>p=2::/p; j/a-

Если 1(/?н+/?и)юрСар/4<1, a.>a и а2><Ир, то собственная резонансная частота антенны приходится на полосу основных частот в спектре импульса внешнего воздействия. В этом случае антенна работает как частотно-избирательная система, реагирующая в основном на сигналы с частотами, близкими к частоте собственного резонанса:

Mr {i) EJiJ ехр (- at) sin и)рЛ (2.10)

Если же [(/?н+и)сОрСа?/4>1 и дЖь то собственная резонансная частота антенны существенно превышает полосу основных частот, входящих в спектр

5-1087 65