Індустріальні радіозавади (радіоперешкоди)

реферат.

Індустріальні радіозавади (радіоперешкоди).

До індустріальних радіозавад відносять електромагнітні завади, що створюються різними електричними й електронними пристроями, застосовуваними в техніку, науці, побуті і т.д., і можуть робити дія, що заважає радіоприйому. До них не відносяться випромінювання, створювані високочастотними трактами радіопередавачів.

Устроями-джерелами індустріальних радіозавад є:

— радіоелектронні засоби (передавачі, приймачі і їхнє устаткування) ;

— високочастотні установки промислового (печі для плавлення, загартування й ін.), медичного (УВЧ терапія, діатермія й ін.), наукового (циклотрони, синхрофазотрони й ін.), побутового (печі, сушарки й ін.) призначення;

— електротехнічні пристрої промислового (мотори, генератори й ін.) і побутового (холодильники, праски, пилососи й ін.) призначення;

— високовольтні лінії електропередач;

— засобу електротранспорту;

— пристрою з двигунами внутрішнього згоряння (автомобілі, мотоцикли, катери й ін.);

— засобу провідний зв «язку й ін.

Кожне джерело індустріальних радіозавад містить один чи трохи завадоутворюючих елементів, що викликають випромінювання електромагнітної енергії. До них відносяться високочастотні контури, генератори, контакти перемикачів струму, чи напруги опори, електроди і т.д. Джерела індустріальних радіозавад створюють перешкоди радіоприйому, як правило, у широкій смузі частот.

Індустріальні радіозавади підрозділяють на тривалі, тривалість яких, обмірювана в регламентованих умовах, не менш 1 з, і нетривалі, тривалістю не більш 1 с. Нетривалі радіозавади, тривалістю не більш 0,2 з, відносять до короткочасних індустріальних радіозавад.

Виникаючи в завадоутворюючих елементах, індустріальні радіозавади поширюються у відкритому просторі і по проводах.

У відкритому просторі індустріальні радіозавади характеризують напруженістю електромагнітного поля, що залежить від потужності джерела радіозавад. Більш могутніми є високочастотні установки промислового і медичного призначення, потужність яких досягає десятків і сотень кіловат. В міру видалення від джерела радіозавад напруженість поля у відкритому просторі убуває. Відповідно до цього напруженість електромагнітного поля, створюваного більшістю джерел індустріальних радіозавад, на відстані вже десятків метрів стає порівняно малою; це виключає вимір напруженості поля в далекій зоні випромінювання.

На практиці виміру напруженості поля радіозавад проводять на відстані 1…10 м. Тому вимірюють одну зі складових цієї напруженості поля (магнітну чи електричну) Вимір напруги радіозавад, створюваних електричними пристроями, засобами проводів зв «язку, високочастотними установками і світильниками з люмінесцентними лампами, проводять на мережних затисках пристроїв, а також на усіх вихідних затисках, якщо вони маються.

Випробувані джерела радіозавад, що споживають струм менш 25 А, підключають до мережі живлення через еквівалент мережі і включають на увесь час проведення виміру на неодружений хід без навантаження. Виключення складають пристрою, що за умовами їхньої експлуатації працюють при постійному навантаженні (насоси, вентилятори, прилади для нагрівання рідини, пральні машини й ін.). Розташування вимірювальної апаратури, пристроїв — джерел радіозавад і допоміжного устаткування— повинне відповідати мал. 1 для малогабаритних і мал. 2 для великогабаритних пристроїв.

Мал.1. Розташування вимірювальної апаратури й устаткування при вимірі напруги радіозавад, створюваних малогабаритними джерелами: 1 — випробуваний пристрій; 2 — еквівалент мережі, 3 — вимірник радіозавад; 4 — перемикач фаз; 5 — електричне навантаження; 6 — високоомніе розділові пристрої; 7 — металевий лист; 8 — затиск «земля»; 9 — еквівалент руки; 10 — металева фольга У першому випадку випробуваний пристрій розташовується на відстані 40 см від вертикально розташованого металевого листа 7, що називають електричним екраном. Еквівалент мережі 2 розташовують безпосередньо біля електричного екрана і з «єднують їх чи проводом шиною довжиною не більш 20 см. Довжина проводу живлення випробуваного пристрою повинна бути дорівнювати 90 … 100 см Якщо випробуваний пристрій має провід живлення більшої довжини, те його звертають, як показано на мал. 1, у виді плоских петель довжиною 30 см оболонку проводів живлення пристроїв підключають до клеми заземлення на електричному екрані. Корпус деяких пристроїв за умовами роботи повинний заземлюватися. Провід заземлення таких пристроїв розташовують паралельно проводу живлення на відстані не більш 10 см від нього і заземлюють на електричному екрані. Еквівалент руки 9, якщо за умовою виміру він повинний застосовуватися, підключають до клеми заземлення електричного екрана в такий спосіб. Металевий корпус випробуваного пристрою з «єднують за допомогою «еквівалента руки» із клемою заземлення електричного екрана. Корпус випробуваного пристрою, виготовлений з ізоляційного матеріалу, обертають декількома шарами фольги, шириною 6 см, до якої підключають еквівалент руки. У тих випадках, коли корпус випробуваного пристрою металевий, а рукоятки виготовлені з ізоляційного матеріалу, еквівалент руки підключають до однієї з рукояток, обгорненою фольгою. На мал. 1 показане розміщення вимірника радіозавад 3, перемикача фаз 4, навантаження випробуваного пристрою 5 і високоомних розділових пристроїв 6.

Рис. 2 Розташування вимірювальної апаратури й устаткування при вимірі напруги радіозавад, створюваних великогабаритними джерелами:

/ — випробуваний пристрій; 2 — еквівалент мережі; 3 — вимірник радіозавад; 4 — затиск «земля»; 5 — металевий лист; 6 — ізоляційна підставка; 7 — стіл Великогабаритні пристрої встановлюють на підставці з ізоляційного матеріалу 6 (див. мал.2), що розташовується на металевому листі (екрані) 5. При цьому витримуються відстані між вимірювальною апаратурою й іншим устаткуванням, зазначені на мал. 2: між випробуваним пристроєм і екраном 5, еквівалентом мережі 2 і вимірником радіозавад 3. Вимір напруги радіозавад, створюваних засобами провідний зв «язку, проводять на затисках мережі живлення і на лінійних затисках, якщо вони маються.

У першому випадку використовують схему вимірювальну апаратуру, і допоміжне устаткування, як показано на мал. 1. Схема виміру напруги радіозавад на лінійних затисках засобів провідний зв «язку приведена на мал. 3.

Мал. 3. Структурна схема.

вимірювальної установки для виміру напруги.

радіозавад на лінійних затисках.

засобів зв «язку; а, б, в — лінійні затиски На відміну від схеми виміру напруги радіозавад на затисках мережі живлення, вона містить два еквіваленти мережі ЭС і еквіваленти лінійного навантаження ЭЛН. Розташування апаратури й устаткування повинне бути таким, як показано на мал. 4.

Мал. 4. Розташування вимірювальної апаратури й устаткування при вимірі напруги радіозавад на лінійних затисках засобів зв «язку:

/ — випробуваний пристрій; 2 — лінійний провід; 3 — еквівалент мережі; 4 — металевий лист; 5 — вимірник радіозавад; 5 — еквівалент лінійного навантаження; 7 — стіл з ізоляційного матеріалу; 8 — затиск «земля»; 9 — провід живлення При вимірі напруги радіозавад, створюваних пристроями регулювання з напівпровідниковими приладами, схему мал. 3 доповнюють перемикачем фаз, що забезпечує підключення входу вимірника радіозавад до будь-якої фази на мережних чи вихідних затисках цього пристрою. Перемикач фаз (мал. 5) містить два резистори з опорами 75 Ом і радіочастотний з «єднувач із хвильовим опором 75 Ом. Перемикач фаз до випробуваного пристрою підключають через високоомний розділовий пристрій (мал. 6)), що має наступні параметри: R1 = 10 МОм; R2= = 1 МОм; R3=1,5 кому З1 = 0,1 мкф.

Рис. 5. Принципова схема перемикача фаз: Р — з «єднувач радіочастотний із хвильовим опором 75 Ом Вимір напруги радіозавад, створюваних пристроями, що споживають струм більш 25 А, проводять на мережних затисках цих пристроїв за схемою, приведеної на мал. 7. Вона складена з вимірника радіозавад, перемикача фаз, розділового пристрою і сполучних проводів. Розділовий пристрій у цьому випадку (див. мал. 6) має наступні параметри: R1 = 10 МОм; R2= 10 кOм; R3=75 Ом З1 = 0,1 мкф.

Мал. 6 Принципова схема розділового пристрою Мал. 7. Структурна схема вимірювальної установки для виміру напруги радіозавад, створюваних пристроями, що споживають струм понад 25 А Вимір напруги радіозавад рекомендується проводити в екранованому приміщенні (екранованій камері). У цьому випадку електричний екран, приведений на схемах мал. 1, 2 і 4, не застосовують, а використовують замість нього одну зі стін екранованої камери. Відстань від випробуваного пристрою до інших стін, стелі і підлоги екранованої камери повинне бути не менш 80 см. В інших випадках схеми вимірювальних установок не відрізняються від розглянутих радіозавад вимірюють на відкритих площадках, вільних від сторонніх пере випромінюючих предметів.

Мал. 8. Розташування вимірювальної апаратури й устаткування при вимірі напруженості поля, створюваного малогабаритними пристроями.

/ — випробуваний пристрій; 2 — сполучний шнур; 3 — вихідний шнур електропристрій; 4 — металевий лист; 5 — поворотна підставка; 6 — еквівалент мережі, 7 — навантаження; 8 -антенна приставка; 9 -рамкова антена; 10 — вимірник радіозавад На мал. 8 показане розташування вимірювальної апаратури, випробуваного малогабаритного пристрою й іншого устаткування. Великогабаритні пристрої розташовують, як показано на мал. 9.

Мал. 9. Розташування вимірювальної апаратури й устаткування при вимірі напруженості поля, створюваного великогабаритними пристроями:

/ — випробуваний пристрій; 2 — сполучний шнур; 3 — металевий лист; 4 — підставка; 5 — еквівалент мережі; 6 — антена симетричний диполь; 7 — вимірник радіозавад Малогабаритні пристрої встановлюють на поворотному стенді, що дозволяє повертати випробуваний пристрій на 360°. Поворотний стенд встановлюють на металевому листі (електричний екран), на якому розташовують також еквівалент мережі і навантаження випробуваного пристрою, якщо вона мається.

Великогабаритні пристрої встановлюють на підставці з ізоляційного матеріалу, що знаходиться на електричному екрані, розташованому безпосередньо на землі. Проводу, що з «єднують випробуваний пристрій з еквівалентом мережі, розташовують на електричному екрані горизонтально. Вимірювальну площадку необхідно вибирати з таким розрахунком, щоб можна було проводити виміру з трьох сторін джерела радіозавад. З боку еквівалента мережі, розташованого на електричному екрані, вимір не проводять.

Вимірювальну антену встановлюють на відстані 3 м від корпуса джерела радіозавад. У смузі частот 0,15…30 Мгц. вимірюють магнітну складову напруженості поля радіозавад, використовуючи для цього вертикальну рамкову антену, нижня крапка якої повинна знаходитися на висоті 1 м над землею. Виключення складають високочастотні установки, напруженість поля радіозавад яких визначають шляхом виміру вертикальної складової електричного поля. Як вимірювальну антену в цьому випадку застосовують штир довжиною 1 м, розташований на висоті 1 м. Крім того, вимірюють горизонтальну складову напруженості магнітного поле, створюваного високочастотними установками. У смузі 30… 300 Мгц вимірюють електричну складову напруженості поля радіозавад, використовуючи для цієї мети (див. мал. 9) симетричний диполь з центром, розташованим на висоті 3 м, при вертикальному і горизонтальному положеннях вимірювальної антени.

Вимір напруженості поля, що створюється джерелами радіозавад; споживаючими струм більш 25 А, проводять без еквівалента мережі.

Необхідно підкреслити, що при всіх положеннях джерела радіозавад, вимірювальної антени й інших проб за результат виміру варто приймати найбільше отримане значення. Вимір напруженості поля радіозавад, створюваного пристроями з двигунами внутрішнього згоряння, проводять на декількох частотах, використовуючи спеціальні площадки. Випробуваний пристрій повинний знаходитися в робочому положенні. Двері, капот, багажник і інші елементи пристрою, що відкриваються, повинні бути закриті. Двигун внутрішнього згоряння пристрою перед проведенням виміру прогрівають до номінальної робочої температури. У тих двигунів, у яких у процесі експлуатації частота обертання колінчатого вала змінюється, вимір квазипікових значень напруженості поля радіозавад проводять при постійній частоті обертання вала, рівної для одноциліндрових двигунів 2500±370 об/хв, а для багатоциліндрових — 1500±220 об/хв. Вимір пікових значень напруженості поля радіозавад можна проводити при будь-якій частоті обертання колінчатого вала. Безколісні випробувані пристрої поміщають на ізоляційній підставці, установленої на висоті 20 см.

Мал. 10 Розташування вимірювальної антени при вимірі напруженості поля радіозавад, створюваних автомобілями На мал. 10 приведене розташування вимірювальної антени при вимірі напруженості поля радіозавад, створюваних автомобілями. Вимірювальну антену розташовують напроти центра двигуна на відстані 10 м перпендикулярно прямої, що з «єднує центр двигуна з центром антени. Розташовуючи вимірювальну антену в такий спосіб виміру проводять з чотирьох сторін. У кожній крапці вимірюють вертикальну і горизонтальну електричні складові напруженості поля радіозавад, використовуючи для цього симетричний диполь, установлений на висоті 3 м над поверхнею землі. Вимір проводять при відсутності атмосферних опадів. Вимір напруженості поля радіозавад, створюваного електрорухомим складом міського і залізничного транспорту, проводять у сталому і перехідному режимах. У смузі частот 0,15 .30 Мгц вимірюють магнітну складову напруженості поля радіозавад за допомогою вертикальної рамкової антени, нижня крапка якої знаходиться на висоті 1 м над поверхнею землі. У смузі частот 30. 300 Мгц вимірюють горизонтальну електричну складову напруженості поля радіозавад за допомогою симетричного диполя, центр якого знаходиться на висоті 3 м над поверхнею землі. У сталому режимі виміру напруженості поля радіозавад проводять у робочому положенні рухливого складу. Вимірювальну антену встановлюють між опорами в середині прольоту на відстані 10 м від осі шляху й орієнтують її паралельно контактному проводу. Швидкість руху залізничного електротранспорту під час проведення виміру повинна бути постійної і складати 60… 100 км/год, а міського електротранспорту — 30…40 км/ч. Значення напруженості поля радіозавад фіксують по найбільшому показанню вимірника радіозавад при проходженні рухливим складом ділянки шляху, рівного 100 м до і після вимірювальної антени.

При вимірі напруженості поля радіозавад у перехідних режимах роботи електротранспорту відповідний перехід з одного режиму в іншій здійснюють при проходженні рухливим складом місця установки вимірювальної антени.

При вимірі напруженості поля радіозавад, створюваного контактним проводом, вимірювальну антену повертають навколо вертикальної осі і фіксують максимальне показання вимірника радіозавад.

Вимір напруженості поля радіозавад, створюваного іншими джерелами радіозавад, проводять на відстані 10 м від джерела (наприклад, від території тягової підстанції).

Вимір напруженості поля, створюваного лініями електропередач і їхніх силових підстанцій, проводять при різних погодних умовах і в різний час року. У смузі частот 0,15…30 Мгц вимірюють магнітну складову напруженості поля за допомогою вертикальної розташованої рамкової антени, нижня крапка якої знаходиться на висоті 1 м над поверхнею землі. У смузі частот 30… 1000 Мгц вимірюють електричну складову напруженості поля за допомогою встановленого на висоті 3 м напівхвильового диполя, що обертається навколо горизонтальної і вертикальної осей.

Площадку для проведення виміру напруженості поля радіозавад, створюваного лініями електропередач, вибирають на середині між двома опорами, не ближче 2 км від підстанції, вимірювальну антену встановлюють на відстані 10, 50 чи 100 м від проекції на землю крайнього проводу (у залежності т напруги ЛЕП). Під час виміру антену повертають у вертикальній і горизонтальній площинах, орієнтуючи її на пору ЛЕП, до одержання максимальних показань. Напруженість поля радіозавад, створюваного підстанціями ЛЕП, вимірюють у декількох крапках навколо підстанції на відстані 10, Про чи 100 м у залежності від напруги, що повинне бути ближще 35, 110 і 220 кв і вище 330 кв відповідно. Антену вимірника радіозавад орієнтують паралельно границі підстанції і повертають навколо вертикальної осі до одержання максимальних показань. При проведенні вимірів на відстані 50 і 100 м чутливість вимірника радіозавад може здаватися недостатньою. У цих випадках вимір можна проводити на близьких (не більш 10 м) відстанях, але отримані результати варто перерахувати по формулі.

де Ен — напруженість поля на нормованому (50 чи 100 м) відстані, мкв/м; R — відстань від ЛЕП (підстанції) до вимірювальної антени, м; ЕR — напруженість поля, обмірювана на відстані R, мкв/м; h — висота підвісу проводу ЛЕП, м.

Слід зазначити, що напруженість поля радіозавад, створюваного ЛЕП і їхніми підстанціями, значно змінюється в часі. Тому остаточний результат можна одержати шляхом статистичної обробки значень, отриманих при багаторазових вимірах. Звичайно для цієї мети використовують формулу де Е0,8 — статистичне значення напруженості поля радіозавад, мкв/м, на рівні імовірності 0,8; вибіркове середнє значення результатів вимірів;

п — число вимірів у даній крапці; Еі — і-й результат на давній частоті; R — коефіцієнт вибірки обмірюваних значень, приведений нижче в таблиці.

п 6 7 8 9 10 11 12 15 20 25 30 45 100.

R 1,42 1,34 1,30 1,27 1,24 1,21 1,20 1,17 1,12 1,09 1,07 1,06 0,84.

Як видно з таблиці, число вимірів в одній крапці на кожній частоті повинне бути не менш шести.

Вимір потужності радіозавад за допомогою поглинаючих кліщів. Розглянуті методи виміру напруженості поля радіозавад для ряду джерел можна замінити одним еквівалентним методом виміру потужності за допомогою поглинаючих кліщів. До таких джерел відносяться пристрої побутового призначення з електродвигунами, включаючи електроінструмент. Для проведення виміру збирають вимірювальну установку, що складається з поглинаючих кліщів, вимірника радіозавад і випробуваного пристрою «ИУ», що розташовують на столі довжиною не менш 6 м, висотою 0,6…0,8 м і шириною 0,8 м. Джерело радіозавад підключають до мережі через подовжувальний шнур, що розміщають по всій довжині столу рівно, без вигинів. Після цей шнур живлення укладають у поглинаючі кліщі, підключені до вимірника радіозавад. Набудовують вимірник радіозавад на частоту виміру і, пересуваючи поглинаючі кліщі від джерела радіозавад уздовж проводу, відшукують максимум показання вимірника радіозавад Значення потужності індустріальних радіозавад Р визначають по формулі.

де Ри п — максимальне показання вимірника радіозавад, дБ. К — значення калібрування поглинаючих кліщів, дБ.

У деяких випадках вимір можна проводити на другому максимумі, що знаходять при подальшому переміщенні поглинаючих кліщів уздовж шнура живлення джерела радіозавад До розрахованого по значенню в цьому випадку варто додати один децибел. Вимір потужності радіозавад за допомогою поглинаючих кліщів проводять, як правило, в екранованій камері. При вимірі на відкритій площадці після перебування і реєстрації першого чи другого максимуму необхідно виключити джерело радіозавад і переконатися в тім, що рівень сторонніх радіозавад був би щонайменше на 10 дб нижче обмірюваного значення. У противному випадку в схему мал. 11 необхідно включити на відстані 4 м від джерела другий комплект кліщів і повторити вимір.

Загальна погрішність виміру потужності радіозавад за допомогою поглинаючих кліщів складає 3,5 дБ. До неї входить погрішність неузгодженості поглинаючих кліщів і вимірника радіозавад неузгодженості поглинаючих кліщів і вимірника радіозавад. Для зменшення погрішності виміру необхідно градуювати поглинаючі кліщі на всіх частотах виміру радіозавад при різних положеннях вхідного аттенюатора вимірника радіозавад.

Мал. 11 Структурна схема вимірювальної установки для виміру радіозавад за допомогою поглинаючих кліщів Калібрування поглинаючих кліщів роблять за допомогою генератора сигналів методом заміщення. Для цього в геометричний центр електричного екрана розміром 2,6X2,6 м вбудовують коаксіальний перехід.

До однієї клеми цього переходу підключають подовжувальний шнур, на який надягають поглинаючі кліщі. До іншої клеми підключають аттенюатор на 10 дБ і до нього через перемикач П — вимірник радіозавад і генератор сигналів. Набудовують генератор сигналів я вимірник радіозавад на частоту майбутнього виміру, підключають вимірник радіозавад до поглинаючого кліщам, а генератор сигналів — до вимірювальної лінії. Вимірюють напруга Uпк. Потім підключають вимірник радіозавад до генератора сигналів і вимірюють напруга на його виході Uгс. Напруга, внесена трактом від вимірника радіозавад до коаксіального рознімання, розраховують по формулі.

Цю напругу записують у таблицю калібрування поглинаючих кліщів на даній частоті при даному положенні вхідного аттенюатора вимірника радіозавад.

Нормативні документи по індустріальних радіозавадах.

1.ДСТ 14 777—76. Радіозавади індустріальні. Терміни і визначення.

ДСТ 23 511—79. Радіозавади індустріальні від електротехнічних пристроїв, експлуатованих у житлових чи будинках підключаються до їхніх електричних мереж.

ДСТ 17 822—78. Пристрою з двигунами внутрішнього згоряння. Норми і методи іспитів на індустріальні радіозавади.

ДСТ 21 177—82. Радіозавади індустріальні від світильників з люмінесцентними лампами. Норми і методи іспитів.

ДСТ 22 012—82. Радіозавади індустріальні від ліній електропередачі електричних підстанцій. Норми і методи вимірів.

ДСТ 22 505—83 (СТ ДЕВ 3894—82). Радіозавади індустріальні від приймачів телевізійних і приймачів радіомовних частотно-модульованих сигналів у діапазоні УКВ. Норми н методи вимірів.

ДСТ 23 450—79. Радіозавади індустріальні від промислових, наукових і медичних високочастотних установок. Норми і методи іспитів.

Стандарт ДЕВ 1116—78. Радіозавади індустріальні. Терміни і визначення.

Стандарт ДЕВ 784—77. Радіозавади індустріальні. Джерела радіозавад. Загальні методи іспитів.

Стандарт ДЕВ 1617—79. Радіозавади індустріальні від світильників з люмінесцентними лампами. Норми. Методи вимірів.

Стандарт ДЕВ 3894—82. Радіозавади індустріальні. Приймачі радіомовні і телевізійні. Норми і методи вимірів.

ДСТ 16 842—82. Радіозавади індустріальні. Методи іспитів джерел індустріальних радіозавад.

ДСТ 11 001—80 (СТ ДЕВ 502—84, СТ ДЕВ 4924—84). Прилади для виміру індустріальних радіозавад. Технічні вимоги і методи іспитів.

ДСТ 13 661—79. Елементи і фільтри для придушення індустріальних радіозавад. Методи виміру внесеного загасання.

ДСТ 25 519—82. Конденсатори постійної ємності помехоподавляющие. Ряди номінальних напруга і струмів.

ДСТ 28 279—89. Сумісність електромагнітна електроустаткування автомобіля й автомобільної побутової радіоелектронної апаратури. Норми і методи вимірів.

Загальносоюзні норми індустріальних радіозавад, що допускаються, (Нірми 1−72−9-72). Утв. ГКРЧ СРСР 12.06.72. — М.: Зв «язок, 1973.

Використовувана література:

Михайлов А.С. «Измерения параметров электромагнитных сигналов РЭС «М. Зв «язок 1980 рік Бадалов А. С. Михайлов А.С. «Нормы и параметры электромагнитной совместимости РЭС. Справочник» М. Радіо і зв «язок. 1990 рік.