Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Elektromagnetická kompatibilita (EMC) je schopnost zařízení, systému či přístroje vykazovat správnou činnost i v prostředí, v němž působí jiné zdroje.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Elektromagnetická kompatibilita (EMC) je schopnost zařízení, systému či přístroje vykazovat správnou činnost i v prostředí, v němž působí jiné zdroje."— Transkript prezentace:

1 1 Elektromagnetická kompatibilita (EMC) je schopnost zařízení, systému či přístroje vykazovat správnou činnost i v prostředí, v němž působí jiné zdroje elektromagnetických signálů (přírodní či umělé), svou vlastní „elektromagnetickou činností“ nepřípustně neovlivňovat své okolí, tj. neprodukovat signály, jež by byly nepřípustně rušivé pro jiná zařízení (technická či biologická). svou vlastní „elektromagnetickou činností“ nepřípustně neovlivňovat své okolí, tj. neprodukovat signály, jež by byly nepřípustně rušivé pro jiná zařízení (technická či biologická). a současně

2 2 Historie EMC  Vznik v šedesátých letech minulého století v USA.  Dlouhou dobu (10 až 15 let) předmětem zájmu jen odborníků ve vojenském a kosmickém průmyslu.  V sedmdesátých a osmdesátých letech postupný přesun zájmů i do všech oblastí civilního života. Hlavní důvody:  prudký rozvoj mikroprocesorové techniky (PC)  rozvoj celosvětových elektronických komunikací (zejména celoplošných – mobilních, satelitních)  Dnes je EMC neoddělitelnou součástí všech oblastí života (důvody technické, zdravotní, bezpečnostní a ekonomické)  Vznik v šedesátých letech minulého století v USA.  Dlouhou dobu (10 až 15 let) předmětem zájmu jen odborníků ve vojenském a kosmickém průmyslu.  V sedmdesátých a osmdesátých letech postupný přesun zájmů i do všech oblastí civilního života. Hlavní důvody:  prudký rozvoj mikroprocesorové techniky (PC)  rozvoj celosvětových elektronických komunikací (zejména celoplošných – mobilních, satelitních)  Dnes je EMC neoddělitelnou součástí všech oblastí života (důvody technické, zdravotní, bezpečnostní a ekonomické)

3 3 Důvody pro respektování EMC  Velké a trvale stoupajícího množství elektrických a elektro- nických zařízení a spotřebičů od druhé poloviny 20. století.  Stále se rozšiřující využívané spektrum EM signálů v kmi- točtových pásmech prakticky od 0 Hz do stovek GHz.  Různá elektrická zařízení pracují na velmi odlišných úrovních výkonu; maximální poměr těchto výkonů může dosáhnout až 10 20, tj. 200 dB.  Velké a trvale stoupajícího množství elektrických a elektro- nických zařízení a spotřebičů od druhé poloviny 20. století.  Stále se rozšiřující využívané spektrum EM signálů v kmi- točtových pásmech prakticky od 0 Hz do stovek GHz.  Různá elektrická zařízení pracují na velmi odlišných úrovních výkonu; maximální poměr těchto výkonů může dosáhnout až 10 20, tj. 200 dB.  velmi vysoká pravděpodobnost vzájemného rušení 

4 4  Zničení stíhacího letounu Tornado v roce Příči- nou bylo rušení elektronic- kého řídicího systému letad- la elmag. vlněním. Letadlo letělo v malé výšce nad vy- sílačem velkého výkonu v Holkirchenu u Mnichova. V důsledku selhání automatic- kého systému řízení se zřítilo. Hmotná škoda byla 100 miliónů marek. Příklady nedodržení EMC a jejich důsledků

5  Potopení britského křižníku Sheffield v r během falk- landské války. Příčinou bylo ne- dodržení EMC mezi komunikačním zařízením lodi a jejím protiletadlo- vým rádiovým obranným systémem pro rušení cílové navigace nepřá- telských raket. Systém působil tak velké rušení rádiové komunikace, že musel být během rádiového spojení lodi s velitelstvím ve Velké Británii vypínán. A právě v takovém okamžiku odpálilo argentinské stíhací letadlo raketu Exocet, která křižník potopila. Křižník za několik miliard liber byl zničen, dvacet lidí přišlo o život.

6 6  Havárie rakety typu Persching II v SRN v důsledku elektrosta- tického výboje. Při převozu rakety byl její pohon neúmyslně od- pálen elektrostatickou elektřinou z okolní bouřky.  Vyřazení systému dálkového přenosu dat na vesmírné stanici SpaceLab. Systém byl vyřazen z provozu napěťovým pulzem, který vznikl po zapnutí elektrického vysavače. Vysavač nebyl testován na EMC a přesto se ocitl na palubě kosmické stanice.  Havárie v hutích v USA v roce Příčinou havárie bylo rušení mikroprocesorového systému řízení jeřábu přenášejícího licí pá- nev s tekutou ocelí příruční vf. vysílačkou. Pánev se předčasně převrhla a rozžhavený kov zabil jednoho dělníka a čtyři další zranil.

7 7  Rušení televizního příjmu amatérské a občanské vysílání (CB) domácí spotřebiče (vysoušeč vlasů, holicí strojek, vrtačka) elektrický zvonek blízký FM vysílač blízký osobní počítač a jeho kabeláž elektrické otevírání garáže, bezdrátový zvonek apod.

8 8 E M C biologických systémů technických systémů  Cílem je posouzení vlivu EM polí na živé organizmy, zejména na člověka   Cílem je výzkum vzájemného působení a zajištění koexistence technických prostředků, přístrojů a zařízení. 

9 9 EMC biologických systémů Tepelné účinky – ohřev biologických tkání vystavených účinkům EM pole (velké intenzity). Netepelné účinky –déle trvající expozice polí s rela- tivně nízkou výkonovou úrovní. Potenciální vliv na centrální ner- vový systém, imunitní systém, krevní oběh, příp. genetické a karcinogenní účinky. Dlouhodobé výzkumy – velké rozdíly v interpretaci účin- ků na organizmus Dva druhy účinků EM polí na živé organizmy:  tvorba tzv. hygienických norem

10 Nejvyšší přípustné hodnoty indukovaných proudů, absorbovaných výkonů a hustoty ozáření podle vyhlášky Ministerstva zdravotnictví ČR č. 1/2008 Sb. Nejvyšší přípustné hodnoty indukovaných proudů, absorbovaných výkonů a hustoty ozáření podle vyhlášky Ministerstva zdravotnictví ČR č. 1/2008 Sb. 10 Vyhláška 1/2008 určuje rovněž způsoby, jimiž se splnění uvedených podmínek zjišťuje a vyhodnocuje.

11 Pro nejvytíženější kmitočtové pásmo 100 kHz – 10 GHz je mez SAR ( S pecific A bsorption R ate – měrný pohlcený vý- kon ) 0,4 W / kg pro zaměstnance pracující s vf. zařízeními a 0,08 W / kg pro ostatní osoby (pro obyvatelstvo). Tyto meze nesmí být překročeny při expozici (době působení) delší než 6 minut. V případě expozice jen malé části těla (např. působení mobilních telefonů) se meze SAR zvyšují na 11 Nejcitlivějším orgánem jsou oči, kde neprobíhá dostatečné chlazení krevním prouděním a může dojít např. k zákalu. 10 W / kg pro zaměstnance (20 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky), 10 W / kg pro zaměstnance (20 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky), 2 W / kg pro ostatní osoby (4 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky). 2 W / kg pro ostatní osoby (4 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky). 10 W / kg pro zaměstnance (20 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky), 10 W / kg pro zaměstnance (20 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky), 2 W / kg pro ostatní osoby (4 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky). 2 W / kg pro ostatní osoby (4 W / kg pro ruce, chodidla a kotníky).

12 12 SAR mobilních telefonů Typ SAR [W/kg] Typ SAR [W/kg] Nokia ,19 Siemens M35i 1,14 Siemens S35i 0,99 Nokia ,81 Nokia ,72 Ericsson T18s 0,61 Nokia ,22 Typ SAR [W/kg] Typ SAR [W/kg] Nokia ,19 Siemens M35i 1,14 Siemens S35i 0,99 Nokia ,81 Nokia ,72 Ericsson T18s 0,61 Nokia ,22 Prakticky žádný dnešní telefon normu nepřekračuje. Hodnotu SAR lze snížit pomocí planárních integrovaných antén, které jsou na zadní straně krytu telefonu a vyzařují pouze směrem od hlavy (na rozdíl od vnějších antén, kde se v hlavě pohlcovalo až 50 % výkonu.

13 13 EMC technických systémů Základní řetězec EMC a příklady jednotlivých oblastí EM procesy v atmosféře elektrostatické výboje motory, spínače, relé energetické rozvody polovodičové měniče zářivky, pece, svářečky domácí spotřebiče rozhlasové a TV vysílače počítače, číslicové systémy EM procesy v atmosféře elektrostatické výboje motory, spínače, relé energetické rozvody polovodičové měniče zářivky, pece, svářečky domácí spotřebiče rozhlasové a TV vysílače počítače, číslicové systémy vzdušný prostor zemnění energetické kabely napájecí vedení stínění signálové vodiče datové vodiče společná napájecí síť vzdušný prostor zemnění energetické kabely napájecí vedení stínění signálové vodiče datové vodiče společná napájecí síť číslicová technika počítače měřicí přístroje automatizační prostředky telekomunikační systémy systémy přenosu dat rozhlasové přijímače televizní přijímače číslicová technika počítače měřicí přístroje automatizační prostředky telekomunikační systémy systémy přenosu dat rozhlasové přijímače televizní přijímače   Zdroj elmag. rušení Přenosové prostředí, elmag. vazba   Rušený objekt, přijímač rušení

14 14 ● Měření elektromagnetické interference (EM rušení) ● měření EM rušení na vedení (napájecím, datovém aj.), ● měření EM rušení vyzařovaného zařízením do okolí, ● kontrola vyzařování prototypů a osazených desek plošných spojů. ● Testování elektromagnetické odolnosti (imunity) ● odolnost vůči poklesům a přerušení napájecího napětí, ● odolnost vůči rychlým elektrickým přechodným jevům (burst), ● odolnost vůči elektrostatickým výbojům (ESD), ● odolnost vůči rázovým vysokoenergetickým impulzům (blesk), ● odolnost vůči magnetickým polím (spojitým, pulzním), ● odolnost vůči silným elektromagnetickým polím. ● Měření elektromagnetické interference (EM rušení) ● měření EM rušení na vedení (napájecím, datovém aj.), ● měření EM rušení vyzařovaného zařízením do okolí, ● kontrola vyzařování prototypů a osazených desek plošných spojů. ● Testování elektromagnetické odolnosti (imunity) ● odolnost vůči poklesům a přerušení napájecího napětí, ● odolnost vůči rychlým elektrickým přechodným jevům (burst), ● odolnost vůči elektrostatickým výbojům (ESD), ● odolnost vůči rázovým vysokoenergetickým impulzům (blesk), ● odolnost vůči magnetickým polím (spojitým, pulzním), ● odolnost vůči silným elektromagnetickým polím. Problematika měření a praktického posouzení EMC je pro konečné posouzení EMC daného zařízení rozhodující.

15 15 Měřicí a testovací pracoviště EMC – zkušebny EMC Od testování EMC na čipu mikroelektronických obvodů a elektronických součástek Od testování EMC na čipu mikroelektronických obvodů a elektronických součástek přes testování přístrojů a elektrických zařízení,

16 měření EM vyzařování a testování EM odolnosti automobilů a dalších dopravních prostředků, strojů a vozidel, 16

17 až po testy EMC vojenské techniky, letadel a kosmických sond. 17

18 18 Tři největší zkušebny EMC v České republice EZÚ – Elektrotechnický zkušební ústav Praha Český metrologický institut Praha – laboratoř 0221 TESTCOM VTÚPV – Vojenský technický ústav pozemního vojska Vyškov

19 19 Speciální aspekty a oblasti nasazení EMC se vzhledem k univerzálnímu významu EMC stále rozrůstají. ● Vojenská a obranná oblast – jde o bojeschopnost složitých elektronických vojenských zařízení i v náročných bojových pod- mínkách a současně o vliv jejich elektromagnetické činnosti na okolní „civilní“ zařízení a systémy. Celá jedna oblast obrany státu, tzv. elektronický boj (včetně nově vyvíjených tzv. EM zbraní ) není z tohoto pohledu ničím jiným, než narušováním EMC protivníkových komunikačních a vojenských elektronických systémů. Vojenská pracoviště věnují problematice EMC velkou pozornost od samého jejího vzniku a mají obvykle „náskok“ před civilním sektorem. Vojenské normy EMC (MIL-STD) jsou přís- nější než odpovídající civilní předpisy. Celá jedna oblast obrany státu, tzv. elektronický boj (včetně nově vyvíjených tzv. EM zbraní ) není z tohoto pohledu ničím jiným, než narušováním EMC protivníkových komunikačních a vojenských elektronických systémů. Vojenská pracoviště věnují problematice EMC velkou pozornost od samého jejího vzniku a mají obvykle „náskok“ před civilním sektorem. Vojenské normy EMC (MIL-STD) jsou přís- nější než odpovídající civilní předpisy.

20 20 Základní pojmy EMC Mezinárodní elektrotechnický slovník ČSN IEC 50 kapitola 161 „Elektromagnetická kompatibilita“ Mezinárodní elektrotechnický slovník ČSN IEC 50 kapitola 161 „Elektromagnetická kompatibilita“ mez vyzařování mez odolnosti rezerva EMC

21 21 RUŠIVÉ SIGNÁLY A JEJICH ZDROJE impulzní (mžikové) spojitékvazi-impulzní spojitékvazi-impulzní přírodní (přirozené) umělé (technické), tzv. „man made noise“ přírodní (přirozené) umělé (technické), tzv. „man made noise“  funkční nefunkční (parazitní, nežádoucí) funkční  úzkopásmovéširokopásmovéúzkopásmovéširokopásmové  nízkofrekvenční vysokofrekvenční (rádiové) nízkofrekvenční  

22 22 Impulzní (mžikové) a spojité rušení dle ČSN EN Impulzní (mžikové) a spojité rušení dle ČSN EN Jednorázová mžiková porucha b) jako seskupení jednotlivých impulzů netrvající déle než 200 ms a) jako nepřerušená řada impulzů s dobou trvání kratší než 200 ms Další porucha následuje až po době delší než 200 ms.

23 23 jedna mžiková porucha delší než 200 ms, Nespojité rušení: dvě mžikové poruchy v intervalu 2 s vzdálené o více než 200 ms Spojité rušení: dvě mžikové poruchy ve vzájemném odstupu menším než 200 ms, více než dvě mžikové poruchy v intervalu 2 s.

24 24  Úzkopásmové rušení je produkováno zejména „užitečnými“ signály rozhlasových a televizních vysílačů.  Širokopásmové rušení produkuje většina průmyslových rušivých signálů (spojitých, impulzních či kvazi-impulzních). Rovněž všechna přírodní rušení jsou svou podstatou širokopásmová.  Úzkopásmové rušení je produkováno zejména „užitečnými“ signály rozhlasových a televizních vysílačů.  Širokopásmové rušení produkuje většina průmyslových rušivých signálů (spojitých, impulzních či kvazi-impulzních). Rovněž všechna přírodní rušení jsou svou podstatou širokopásmová. Úzkopásmové a širokopásmové rušení Zdroj rušivých signálů Kmitočtové pásmo Způsob šíření zářivka zářivka 0,1 Hz ÷ 3 MHz 100 Hz ÷ 3 MHz po vedení prostorem rtuťová výbojka 0,1 Hz ÷ 1 MHzpo vedení kolektorové motory 2 Hz ÷ 4 MHz 10 Hz ÷ 400 kHz po vedení prostorem síťové vypínače 0,5 Hz ÷ 25 MHzpo vedení výkonové spínače výkonové spínače 10 Hz ÷ 20 MHz 0,1 Hz ÷ 20 MHz po vedení prostorem spínané síťové zdroje spínané síťové zdroje 0,1 Hz ÷ 30 MHz po vedení prostorem koronový výboj 0,1 Hz ÷ 10 MHzpo vedení klopné obvody 15 kHz ÷ 1000 MHzprostorem

25 25 Nízkofrekvenční a vysokofrekvenční rušení  Nízkofrekvenční rušení  energetické (do 2 kHz); deformace napájecího napětí energetických sítí.  akustické (do 10 kHz); ruší přenosové a komunikační systémy.  Vysokofrekvenční (rádiové) rušení od 10 kHz do 400 GHz; zahrnuje prakticky všechny existující interferenční zdroje.  Nízkofrekvenční rušení  energetické (do 2 kHz); deformace napájecího napětí energetických sítí.  akustické (do 10 kHz); ruší přenosové a komunikační systémy.  Vysokofrekvenční (rádiové) rušení od 10 kHz do 400 GHz; zahrnuje prakticky všechny existující interferenční zdroje. Klasifikace rušení podle způsobu šíření  rušení šířené vedením (napájecím, signálovým, datovým atd.)  rušení šířené vyzařováním (prostorem).  rušení šířené vedením (napájecím, signálovým, datovým atd.)  rušení šířené vyzařováním (prostorem).

26 Protifázové rušivé signály – proudy i p a napětí u p (symetrická rušivá napětí, differential mode voltages) se projevují mezi jednotlivými vodiči vedení navzájem, tj. jsou přímo superponovány na užitečné (pracovní) napájecí či datové proudy a napětí na přenosovém vedení. Proudy i p mají v jednotlivých vodičích vedení stejný směr jako užitečné proudy, proti- fázové napětí u p působí přímo na impedanci užitečné zátěže. i pi pi pi p u pu pu pu p 26 Klasifikace rušivých signálů na vedení Soufázové rušivé signály – proudy i s a napětí u s (nesymetrická rušivá napětí, common mode voltages) se projevují mezi jednotlivými vodiči ve- dení a společnou zemí (společným zemním vodičem). Proudy i s1 a i s2 mají v jednotlivých vodičích vedení stejný směr a uzavírají se „přes“ společnou zem průtokem parazitními kapacitami C z. Vlivem nesymetrie systému část soufázového rušivého napětí u s1 – u s2 působí přímo na impedanci Z z. u s1 i s1 i s2 u s2 i s1 + i s2

27 27  Rušivá napětí v energetické napájecí síti Průmyslová rušení Impulzní Impulzní ● atmosférický výboj ● elektrostatický výboj ● spínání zátěže ● spínání kondenzátorů ● ztráta dat ● možná poškození ● výpadky systémů 1 Oscilační Oscilační ● spínání induktivní či kapacitní zátěže ● přepínání vedení či kabelů ● spínání kondenzátorů ● ferorezonance ● ztráta dat ● možná poškození ● namáhání izolací 2 Druh rušení Časový průběh napájecího napětí Možné příčiny vzniku Možné důsledky

28 28 Druh rušení Časový průběh napájecího napětí Možné příčiny vzniku Možné důsledky Periodické pulzní rušení ● řízené pohony ● obloukové pece ● fázové regulátory ● spínané zdroje ● ztráta dat ● výpadky systémů 4 Šum ● poškozené zařízení ● nekvalitní uzemnění ● blízkost vf. zdroje ● impulzní usměrňovače ● ztráta dat ● výpadky systémů 5 Harmonické a meziharmonické složky ● nelineární zátěže ● systémové rezonance ● frekvenční měniče ● poškozené zařízení ● oblouková technika ● přehřívání trans- formátorů, motorů, kabelů ● výpadky systémů ● blikání světel ● komunikační interference 3

29 29 Druh rušení Časový průběh napájecího napětí Možné příčiny vzniku Možné důsledky Pokles napájecího napětí ● připojování zátěží ● start motoru ● systémové poruchy ● zkraty v síti ● výpadky systémů ● ztráta dat 7 Zvýšení napětí, přepětí ● změny zatížení ● poruchy v systému ● nežádoucí přepínání ● zkracování živostnosti ● poškození zařízení 8 Přerušení napájecího napětí ● obecné poruchy ● selhání komponent ● systémové ochrany ● vypínače, pojistky ● vypnutí systémů ● možná poškození 6

30 30 Druh rušení Časový průběh napájecího napětí Možné příčiny vzniku Možné důsledky Nesymetrie trojfázového napětí ● nesymetrická zátěž ● zahřívání motorů ● narušení funkce trojfázových měničů 10 Změny kmitočtu napájecího napětí ● nevyváženost výkonu ● chybně regulovaný generátor ● selhání zařízení synchronizovaných frekvencí 11 Kolísání napájecího napětí ● proměnná zátěž ● zapínání-vypínání zátěže ● obloukové pece ● blikání světel ● elektromechanické kmity zařízení 9

31 31 Oscilogramy rušivých napětí vznikajících na rozpojovaných kontaktech nízkonapěťového relé a vysokonapěťového spínače  Vysokofrekvenční oscilace při spínacích a rozpínacích procesech mechanických spínačů, stykačů, kontaktů a relé  přechodový jev pilovitého průběhu - burst

32 32  Rušení z diodových a tyristorových usměrňovačů, měničů Deformace síťového napětí vlivem diodového a tyristorového omezovače, usměrňovače či regulátoru  jsou opakovaně spínány velké proudy, takže vznikají rušivá napětí v podobě opakujících se impulzů, které značně defor- mují průběh napájecího napětí; rušení až do desítek MHz.

33 33  Rušení ze spínaných napájecích zdrojů Spínaný zdroj je napájecí zdroj řízený impulzy, které přerušova- ně spínají usměrněné a vyfiltrované síťové napětí. Síťové napětí 50 Hz se transformuje na požadované ss. napětí pomocí pomocného napětí s kmitočtem až stovek kHz. Tento vysoký kmitočet umožnuje použít menší transformátor a menší filtry na výstupu zdroje. Velikost výstupního napětí se reguluje pomocí šířkové modulace spínacích impulzů PWM. Protože spínací impulzy jsou strmé, vzniká velké množství harmonických a dochází k silnému vyzařování rušivých signálů. Velikost vyzařování závisí i na velikosti odběru z napájecího zdroje. Aby nedocházelo k rušivému ovlivňování vnější napájecí elektrické sítě je nutno vybavit zdroj účinnými filtry EMI.  Rušení ze spínaných napájecích zdrojů Spínaný zdroj je napájecí zdroj řízený impulzy, které přerušova- ně spínají usměrněné a vyfiltrované síťové napětí. Síťové napětí 50 Hz se transformuje na požadované ss. napětí pomocí pomocného napětí s kmitočtem až stovek kHz. Tento vysoký kmitočet umožnuje použít menší transformátor a menší filtry na výstupu zdroje. Velikost výstupního napětí se reguluje pomocí šířkové modulace spínacích impulzů PWM. Protože spínací impulzy jsou strmé, vzniká velké množství harmonických a dochází k silnému vyzařování rušivých signálů. Velikost vyzařování závisí i na velikosti odběru z napájecího zdroje. Aby nedocházelo k rušivému ovlivňování vnější napájecí elektrické sítě je nutno vybavit zdroj účinnými filtry EMI.

34  Rušení od vnějších energetických vedení VN a VVN Koronový výboj se vytváří v silném a silně nehomogenním elektrickém poli v okolí hrotů, ostrých hran a vodičů velmi vysokého napětí VVN (  110 kV). Velikost výbojů roste za vlhka (intenzivní sršení a praskot pod vedením VVN), není však příliš velká. Pro koronu jsou typické krátkodobě svítící rozvětvené kanálky. Zápalné napětí korony závisí na špičatosti ostří.  Rušení od vnějších energetických vedení VN a VVN Koronový výboj se vytváří v silném a silně nehomogenním elektrickém poli v okolí hrotů, ostrých hran a vodičů velmi vysokého napětí VVN (  110 kV). Velikost výbojů roste za vlhka (intenzivní sršení a praskot pod vedením VVN), není však příliš velká. Pro koronu jsou typické krátkodobě svítící rozvětvené kanálky. Zápalné napětí korony závisí na špičatosti ostří. Korona je neodstranitelnou vlastností vedení VVN. Korona ruší rádiový provoz hlavně na dlouhých a středních vlnách. Krátké vlny již ovlivňuje málo a velmi krátké vlny vůbec ne. 34

35 Kapacitní výboje vznikají na nedokonalém spojení kovových předmětů u vedení vysokého napětí 22 kV a 35 kV. Takovými místy jsou především kovové kloubové spoje závěsných izolátorů, u nichž se v důsledku koroze vytvoří izolační vrstvička a dielektricky se oddělí kovové části kloubového spoje. Po překročení di- elektrické pevnosti této vrstvičky či při jejím mechanickém narušení (při kývání izolátoru ve větru) dochází k jiskrovému výboji. Vznikající rušení sahá až k 1 GHz, za sucha je větší, za vlhka někdy zcela mizí. 35 Kapacitní výboje signalizují závady na vedení, dokonalé odruše- ní vyžaduje rozsáhlé a nákladné úpravy. Rušení lze odstranit pouze užitím jiné konstrukce izolátorů bez závěsného kloubu.

36 36 Napěťové (energetické) přepětí Rozmezí ničivé energie pro různé součástky a zařízení

37 37 Zdroje napěťového přepětí přírodnípřírodní uměle vytvořené  Atmosférický výboj blesku ( L ightning E lectro M agnetic P ulse – LEMP ) _______________________  Lokální elektrostatické výboje ( E lectro S tatic D ischarge – ESD )  Atmosférický výboj blesku ( L ightning E lectro M agnetic P ulse – LEMP ) _______________________  Lokální elektrostatické výboje ( E lectro S tatic D ischarge – ESD )  Spínací a rozpínací zařízení (vznik elektrického oblouku) _______________________  Lokální elektrostatické výboje (ESD)  Spínací a rozpínací zařízení (vznik elektrického oblouku) _______________________  Lokální elektrostatické výboje (ESD)

38 38 Atmosférický výboj blesku (LEMP)  rušivý účinek až do vzdálenosti cca 4 km  velikost proudového impulzu blesku až 200 kA  spektrální rušení až do kmitočtu cca 100 MHz  rušivý účinek až do vzdálenosti cca 4 km  velikost proudového impulzu blesku až 200 kA  spektrální rušení až do kmitočtu cca 100 MHz Proudový impulz při úderu blesku a jeho základní parametry

39 39 přímý účinek (úder) nepřímý účinek Účinek blesku

40 40 Lokální elektrostatické výboje (ESD) Podmínky vzniku:  Pracovníci obsluhy mají ne- vhodné oblečení z hlediska vzniku vysokého elektrosta- tického napětí (umělé materiály).  Povrchy stolů, židlí, podla- hové krytiny jsou z umě- lých hmot s vysokým izo- lačním odporem.  V místnosti je nízká vlh- kost vzduchu. Podmínky vzniku:  Pracovníci obsluhy mají ne- vhodné oblečení z hlediska vzniku vysokého elektrosta- tického napětí (umělé materiály).  Povrchy stolů, židlí, podla- hové krytiny jsou z umě- lých hmot s vysokým izo- lačním odporem.  V místnosti je nízká vlh- kost vzduchu. vznikají tam, kde se vyskytuje třecí pohyb mechanických částí (kovových a/nebo dielektrických – pevných, kapalných či plynných).

41 Ekvivalentní kapacita těla má hodnotu 100 ÷ 200 pF, odpor „vybíjecí“ paže člověka je 100  až 2 k . 15 kV Vznik lokálního elektrostatického výboje 41 Proudový impulz vybití elektrostatického náboje

42 Působení elektrostatického výboje na elektronické součástky a obvody Působení elektrostatického výboje na elektronické součástky a obvody 42 Přímé působení (vybití) při přiblížení paže nebo nabitého nástroje Působení indukcí rušivého napětí U r do galvanicky oddělených obvodů

43 Ochrana pracoviště před působením ESD 43 antistatická, příp. vakuová pinzeta antistatická, příp. vakuová pinzeta antistatický kryt na prsty antistatický sáček (obal) uzeměný antistatický povrch stolu uzeměný uzemněný antistatický povrch podlahy uzemněný uzemněný pásek na zápěstí antistatická nosná páska součástek Pracovník by měl být oblečen v oděvu z antistatického či přírodního materiálu (vlna), příp. též mít antistatickou (uzemněnou) obuv.

44 44 Spojité (kontinuální) rušení  Rozhlasové, televizní, příp. radarové vysílače  Vyšší harmonické složky v napájecí síti  Neveřejné radiokomunikační služby  CB radio (Citizen Band radio) v pásmu 27 MHz: překračování povoleného vf. vyzařovaného výkonu. překračování povoleného vf. vyzařovaného výkonu.  Rozhlasové, televizní, příp. radarové vysílače  Vyšší harmonické složky v napájecí síti  Neveřejné radiokomunikační služby  CB radio (Citizen Band radio) v pásmu 27 MHz: překračování povoleného vf. vyzařovaného výkonu. překračování povoleného vf. vyzařovaného výkonu. Rušivé spektrum výstup- ního signálu občanské radiostanice CB za zařazeným zesilovačem výkonu

45 45  Televizní a rozhlasové kabelové rozvody v pásmech 40 až 300 MHz Kmitočtové spektrum vyzařované TV kabelovým rozvodem na 6. kanálu při zkušebním obrazci v systému PAL Kmitočtové spektrum vyzařované TV kabelovým rozvodem na 6. kanálu při zkušebním obrazci v systému PAL

46 46 Zvláštní rušení  Nukleární elmag. impulz ( N uclear E lectro M agnetic P ulse) NEMP  E max [kV/m] LEMP 10 ÷ 100 NEMP 30 ÷ 100 H max [A/m] 100 ÷ 1000 náběžná hrana [ns] 100 ÷ ÷ 8 kmitočtové spektrum 1 kHz ÷ 5 MHz 0,1 ÷ 100 MHz dosah účinku jednotky km stovky až tisíce km Srovnání parametrů LEMP a NEMP

47 47  Rušení mimozemského původu Spektrální rozložení a úrovně některých mimozemských interferenčních zdrojů mimozemských interferenčních zdrojů Spektrální rozložení a úrovně některých mimozemských interferenčních zdrojů mimozemských interferenčních zdrojů  geomagnetické bouře vlivem tzv. slunečního větru  kosmické záření  geomagnetické bouře vlivem tzv. slunečního větru  kosmické záření


Stáhnout ppt "1 Elektromagnetická kompatibilita (EMC) je schopnost zařízení, systému či přístroje vykazovat správnou činnost i v prostředí, v němž působí jiné zdroje."

Podobné prezentace


Reklamy Google