Напряжение помех мощность помехи

Характеристики электромагнитных помех

Электромагнитные помехи описываются отклонениями от нормальных значений параметров состояния электрических цепей (напряжений и токов) и электромагнитного поля в рассматриваемом пространстве (напряженности электрического и магнитного полей). В зависимости от видов электромагнитных процессов и специфической восприимчивости рассматриваемых рецепторов для описания ЭМП выбираются конкретные количественные показатели – параметры помех.

ЭМП подразделяются на импульсные, периодические и постоянные в зависимости от характера их протекания во времени.

Распространенным видом ЭМП в ЭЭС являются импульсные искажения напряжения. Импульсная помеха напряжения U и рассматривается как разность между мгновенными значениями напряжения U при помехе и неискаженного в ее отсутствии нормального напряжения U норм , т.е. U и = U– U норм .

Импульсные помехи напряжения описываются следующими параметрами (рис. 2.3, а): амплитудой U и, длительностью t и, длительностью фронта t ф, а в случае пачки импульсов (рис. 2.3, в) – частотой следования пачек f п, длительностью пачек Т п и частотой следования импульсов в пачке f и.

Аналогично описываются ЭМП при импульсах тока и напряженностей электрического и магнитного полей.

Кратковременные провалы напряжений и перенапряжения в питающей сети характеризуются глубиной провала и амплитудой перенапряжения, которые определяются так же, как и амплитуда импульса.

Периодические ЭМП (U, I, E, H) описываются частотой f и амплитудой импульса U max, либо параметрами частотных характеристик в нужных диапазонах спектра частот (низких, средних и высоких). При этом значения переменных выражаются либо в физических единицах ( А, В, …), либо в децибелах.

Для количественной оценки электромагнитной совместимости пользуются логарифмическими масштабами напряжений, токов, напряженностей полей, мощностей в относительных единицах, что позволяет наглядно представить соотношение величин, отличающихся на много порядков. Различают два вида логарифмических соотношений – уровень и степень передачи.

Уровни определяют отношение величин, например напряжения, к постоянному базовому значению напряжения. Часто в качестве базового напряжения принимают U 0 =1 мкВ.

Степень передачиопределяется отношением входных и выходных величин системы и служит характеристикой ее трансляционных свойств. Она представляет собой логарифмы обратных значений коэффициентов передачи (коэффициент передачи – отношение выходной величины к входной), например, коэффициентов затухания мощности, ослабления за счет экранирования, снижения противофазной помехи по отношению к синфазной.

В радиотехнике и в области электромагнитной совместимости при описании уровней сигналов и помех принято использовать относительные величины вместо абсолютных. Единицы бел (Б), названные в честь изобретателя Александра Белла, использовались для выражения отношения мощности в логарифмическом масштабе:

где Р 0 – некоторая базовая мощность, относительно которой определяется искомая мощность Р в белах. Использование логарифмических относительных единиц несколько упрощало расчеты, так как заменяло умножение и деление на сложение и вычитание.

В настоящее время широко используется относительная величина дБ – децибел, отличающаяся от единицы бел в десять раз:

Мощность на некотором резисторе R может быть выражена через напряжение на нем U по известной формуле P=U 2 /R. Тогда отношение мощностей связано с отношением напряжений следующим образом:

Это соотношение объясняет появление коэффициента 20 в формуле для определения напряжения U в децибелах (дБ) относительно базовой величины U 0=10 -6 В :

С применением десятичного логарифма определяют, например, следующие величины, дБ:

— напряжение U дБ = 20 lg( U х / U 0) при U 0 = 1 мкВ;

— ток I дБ = 20 lg( I х / I 0)при I 0 = 1 мкА;

— мощности Р дБ= 20 lg( Р х / Р 0) при Р 0 = 1 мкВт

и так далее для других величин.

ЭМП подразделяются также по длительности их действия (длительные, непродолжительные, кратковременные), по регулярности возникновения, по диапазонам частот.

Параметры кондуктивных ЭМП рассматриваются для определенных цепей, по которым они достигают рецепторов. Так, контуры могут быть симметричными (незаземленные цепи прямого и обратного проводов) и несимметричными (одностороннее заземление одного из проводов).

Помехи, возникающие в проводах, могут рассматриваться как противофазные или синфазные напряжения и токи (рис. 2.4).

Противофазные напряжения помех U пф (поперечные, симметричные) возникают между прямым и обратным проводами двухпроводной линии или между входными зажимами подверженных помехам систем. Они непосредственно накладываются на полезные сигналы в цепях управления или на напряжение питания в цепях электроснабжения, воздействуют на линейную изоляцию между проводами и могут быть восприняты как полезные сигналы в устройствах автоматизации и тем самым вызвать ошибочноефункционирование. Токи противофазных I пф помех имеют в прямом и обратном проводах то же направление, что и токи полезного сигнала.

Противофазные помехи возникают через гальванические или полевые связи или преобразуются из синфазных помех в системах, несимметричных относительно земли.

Синфазные напряжения помех U c ф1 , U c ф2(несимметричные, продольные) возникают между каждым проводом и землей и воздействуют на изоляцию проводов относительно земли.

Синфазные напряжения обусловлены главным образом разностью потенциалов в цепях заземления устройства, например, между точками 1 и 2 (рис. 2.4), вызванной токами в земле (аварийные токи или токи молнии). Они могут быть также вызваны и магнитными полями.

В заключение приведем некоторые часто встречающиеся синонимические наименования противофазных и синфазных сигналов

Поперечное, симметричное напряжения; дифференциальная, последовательная, нечетная, нормальная моды.

Продольное, синхронное, несимметричное напряжения; общая, параллельная, четная моды.

К сожалению, терминология в литературе не всегда единообразна. Например, противофазные сигналы иногда называют продольными напряжениями и т.д.

Источник

Какие бывают помехи в электросети и как от них защититься?

Вероятно, каждый читатель этой статьи обратил внимание на то, что большинство электрических приборов, работающих от бытовой сети, рассчитаны на напряжение 220 В/50 Гц. Отсюда вывод – именно такие параметры обеспечивает нам поставщик электроэнергии. К сожалению, это не совсем так. Мы можем предположить, что водопроводная вода совершенно чистая, однако опыт подсказывает, что в ней присутствуют примеси, ухудшающие вкус. Такие же «примеси», в виде дополнительных частот и импульсов, поступают к потребителю электроэнергии. Это и есть помехи в электросети.

Классификация помех

Все сетевые отклонения можно классифицировать по двум признакам: происхождению шумов и виду электромагнитной аномалии.

Причиной возникновения сетевых искажений являются:

природные явления (гроза, ионизация воздуха сияниями и т.п.);
техногенные влияния (аварии на линиях, коммутация мощных устройств и т. д.);
электромагнитные волны природного и техногенного происхождения.

Перечисленные причины могут вызвать серию импульсных помех или волны гармонических искажений, наложенные поверх синусоидального тока.

Наличие импульсных токов в сети очень вредно сказывается на работе современных бытовых приборов, часто насыщенных электроникой. Если не применять приборы защиты, электронные устройства могут выйти из строя, не говоря уже о качестве их работы. Разумеется, чувствительное оборудование разработчики защищают внедрёнными схемами подавления помех, но нередко требуются дополнительные внешние приборы, например, бесперебойные источники питания, сетевые фильтры (рис. 1) и другие.

При радиочастотных помехах большинство бытовых приборов могут нормально работать. Но к ним чувствительны радиоприёмники, телевизоры и некоторые медицинские приборы. Впрочем, современная цифровая радиоэлектроника довольно хорошо защищена от таких искажений.

Понимание причин искажений в электрической сети помогает решать проблемы защиты оборудования, осознанно подходить к выбору оптимальных схем подавления шумов.

Источники помех

Искажать синусоиду переменного тока способны как природные явления, так и различные техногенное оборудование. В результате их действия происходят:

кратковременные провалы напряжения;
отклонения от номинальных частотных параметров;
изменения гармоники электричества;
колебания амплитуды тока;
ВЧ шумы;
импульсные всплески;
синфазные помехи.

Остановимся вкратце на основных источниках, вызывающих перечисленные отклонения.

Данное явление является следствием работы коммутационных устройств в энергосистемах. Это случается при возникновении КЗ на линиях, в результате запусков мощных электромоторов и в других случаях, связанных с изменениями мощности нагрузки. Наличие таких кратковременных помех является неизбежностью при срабатывании защитной автоматики, и они не могут быть устранены поставщиком электроэнергии.

Изменения частотных характеристик.

Отклонение от заданной частоты происходит в результате значительного изменения тока нагрузки. В случае если уровень потребляемой энергии превосходит мощность генерируемых установок, происходит замедление вращения генератора, что ведёт к падению частоты. При заниженной нагрузке возрастает частота генерации.

Автоматика регулирует распределение мощностей, вплоть до отключения нагрузок, однако частотные помехи в сети всё-таки присутствуют.

Источником данного вида искажений является наличие в сетях оборудования с нелинейной вольтамперной характеристикой:

преобразовательные и выпрямительные подстанции;
дуговые печи;
трансформаторы;
сварочные аппараты;
телевизоры;
циклоконвертеры и многие другие.

Причиной гармонических искажений могут быть электродвигатели, особенно если они установлены в конце длинной линии.

Изменения стабильности потенциала происходит в результате периодических скачков потребляемого максимального тока. Источником изменения нагрузок являются устройства, регулирующие напряжение, например, трансформаторы с РПН.

График, иллюстрирующий кратковременное перенапряжение показан на рисунке 2 (Фрагмент А – изображает импульсный всплеск).

Создаются влиянием устройств работающих, в высокочастотном диапазоне. ВЧ помехи, вызванные действием приборов, генерирующих сигналы с высоким диапазоном частот, распространяются эфирно или через линии сети.

Распространённые источники: коммутационные приборы в сетях и грозовые явления.

Несимметрия трехфазной системы.

Причиной таких помех часто являются мощные однофазные нагрузки как бытовые, так и промышленные. Они вызывают сдвиги углов между фазами и амплитудные несоответствия. Путём отключения питания мощных токопотребляющих устройств можно устранить проблему.

Способы защиты

К сожалению, мы не можем управлять качеством электросети, но защитить бытовую технику вполне реально. В зависимости от того к каким искажениям чувствителен конкретный электрический прибор, выбирают соответствующий способ защиты. Снизить уровни помех помогают различные внешние устройства, встроенные электрические схемы, а также экранирование элементов конструкций и заземления.

Пример подавления помех показан на рисунке 3.

Эффективными являются следующие внешние устройства:

стабилизаторы напряжения;
ИПБ;
преобразователи частоты;
регулируемые трансформаторы;
сетевые фильтры и фильтрующие каскады (принципиальная схема простого фильтра изображена на рисунке 4).

Особую трудность вызывает подавление высокочастотных импульсных искажений в диапазоне нескольких десятков МГц. Часто для этих целей используют защиту, применяемую непосредственно к источнику помехи.

Использование стабилизаторов напряжений оправдано в случаях наличия регулярных провалов напряжений в домашней сети. При стабильно заниженном или завышенном токе лучше пользоваться трансформатором.

Высоким уровнем защиты компьютеров и другой чувствительной электроники обладают бесперебойники. На рисунке 5 показано фото источника бесперебойного питания для защиты компьютера.

В этих устройствах реализовано несколько защитных функций, но главная из них – снабжение питанием приборов в течение нескольких минут, с последующим корректным их отключением. С целью достижения максимального уровня защиты логично отдать предпочтение бесперебойному блоку питания.

Методы измерения

Можно ли увидеть сетевые искажения?

С помощью приборов можно не только увидеть наличие помех, но и оценить их величину и определить природу появления. Существуют специальные высокоточные приборы для измерения различных отклонений в сетях. Наиболее распространённым из них является обычный осциллограф.

У прибора имеется дисплей (экран), на котором отображается осциллограмма измеряемого тока. Оперируя различными режимами осциллографа можно с высокой точностью определять характер и уровень шумов.

Пример осциллограммы показан на рисунке 6.

На осциллограмме видно как основной сигнал окружают паразитные токи, которые необходимо отсекать. Анализируя характер искажений можно выбрать способ их подавления. Часто бывает достаточно применить сетевой фильтр для того, чтобы избавиться от типичных помех, влияющих на работу устройств.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Как найти и устранить источник помех в электрической цепи, приводящий к невозможности использовать powerline?

Чтобы вычислить причину плохого сигнала, вам необходимо проанализировать работу powerline адаптера в другой линии или проверить уже подключенные устройства. Для начала проверьте уровень сигнала в сети роутера, возможно ресурсов вашего маршрутизатора недостаточно для перераспределения сети интернет между таким количеством пользователей. Если предоставляемого лимита достаточно для всех комнат и приемников в них, проверьте работу линий, по которым осуществляется передача данных powerline адаптерами.

Следующий вопрос – тип линии, к которой подключен powerline адаптер. Производитель не рекомендует использовать для этого удлинители, отдавая предпочтение стационарной проводке. Но, для проверки существующих линий рекомендую вам временно использовать удлинитель, если сигнал улучшиться, вполне вероятно, что причина в проводке. Если нет, проверьте бытовое электрооборудование, выступающее наиболее мощным источником электромагнитных помех.

К таковым относятся: кондиционеры, стиральные машины, холодильники, зарядные устройства для мобильных телефонов, блоки питания электроприборов.

По возможности powerline адаптер следует перенести как можно дальше от таких приборов, дабы они не вносили свои коррективы в качество передаваемого сигнала. Если такой возможности нет, подключите источники помех к электрической цепи через «сетевой фильтр», который поможет снизить вносимые искажения.

Еще один момент, на который следует обратить внимание – допустимое расстояние между powerline адаптерами. Оно де должно превышать установленную норму, иначе никакие ухищрения не помогут вам добиться должного качества сигнала.

Источник

Напряжение помех

Все изменения рабочего напряжения по сравнению со стационарным состоянием, которые могут нарушать работоспособность изделия

Смотри также родственные термины:

3.2 напряжение помех последовательного вида (series interference voltage): Внешнее напряжение, наложенное на измеряемое напряжение.

3.1 напряжение помех последовательного вида (series interference voltage): Внешнее напряжение, наложенное на измеряемое напряжение.

3.5.2 напряжение помех последовательного вида (series interference voltage): Внешнее напряжение, наложенное на измеряемое напряжение.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «Напряжение помех» в других словарях:

напряжение помех — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN disturbance voltage … Справочник технического переводчика

Напряжение помех дифференциального типа — напряжение в заданной точке между двумя проводниками одной и той же цепи, ни один провод которой не соединен с землей. Источник: Решение РАО ЕЭС России от 29.06.1993 N Э 1/93 О введении в действие Методических указаний по защите вторичных цепей … Официальная терминология

Напряжение помех общего типа — напряжение в заданной точке между каждым проводом независимой цепи и землей, между каждой независимой цепью и всеми другими независимыми цепями, соединенными с землей. Источник: Решение РАО ЕЭС России от 29.06.1993 N Э 1/93 О введении в… … Официальная терминология

напряжение помех последовательного вида — Внешнее напряжение, наложенное на измеряемое напряжение [ГОСТ Р 61557 1 2006] EN series interference voltage extraneous voltage superimposed on the measuring voltage [IEC 61557 5, ed. 2.0 (2007 01)] FR tension parasite de mode série… … Справочник технического переводчика

напряжение помех последовательного вида — 3.2 напряжение помех последовательного вида (series interference voltage): Внешнее напряжение, наложенное на измеряемое напряжение. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

напряжение — 3.10 напряжение: Отношение растягивающего усилия к площади поперечного сечения звена при его номинальных размерах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Напряжение — (англ. tension) – 1. вообще – усиление нагрузки или натяжения либо само состояние такой нагруженности, натяжения; 2. субъективное и трудно описываемое ощущение эмоционального напряжения, связанное, предположительно, с сокращением мышцы, группы… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

ГОСТ Р МЭК 60384-14-2004: Конденсаторы постоянной емкости для электронной аппаратуры. Часть 14. Групповые технические условия на конденсаторы постоянной емкости для подавления электромагнитных помех и соединения с питающими магистралями — Терминология ГОСТ Р МЭК 60384 14 2004: Конденсаторы постоянной емкости для электронной аппаратуры. Часть 14. Групповые технические условия на конденсаторы постоянной емкости для подавления электромагнитных помех и соединения с питающими… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

РД 50-713-92: Методические указания. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Виды низкочастотных кондуктивных помех и сигналов, передаваемых по силовым линиям, в системах электроснабжения общего назначения — Терминология РД 50 713 92: Методические указания. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Виды низкочастотных кондуктивных помех и сигналов, передаваемых по силовым линиям, в системах электроснабжения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

номинальное напряжение — 3.17 номинальное напряжение (rated voltage): Напряжение, установленное для выключателя изготовителем. Источник: ГОСТ Р 51324.1 2005: Выкл … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник