6. Нажмите кнопку FIELD для перехода в режим установки времени, в
течение которого будут проводиться измерения. Используя кнопку и
кнопку , выберите разряд, в котором будет производиться коррекция; вра-
щающейся ручкой установите необходимое значение времени теста (время может находиться в пределах 0...999,9 с).
7.Нажмите кнопку FIELD для перехода снова в режим коррекции режима измерения.
8.Нажмите кнопку SAVE для сохранения установленных параметров.
9.Подключите вывод заземления на задней панели к земляной шине измеряемого устройства. Подсоедините высоковольтный щуп к измеряемому устройству. Нажмите кнопку START, начав тестирование. При соответст-
вующей установке у меню утилит для начала тестирования необходимо нажатие на кнопку START дважды: первое нажатие на эту кнопку приводит к установке режима “готовность”, второе нажатие – начинает тестирование. После проведения измерения результат отобразится на дисплее.
10. Запишите результат измерений в протокол.
2.3.Содержание отчёта
Вотчёте должны содержаться следующие данные:
цель работы;
краткое описание испытуемого оборудования;
описание программы испытаний;
протокол с проведёнными результатами испытаний и измерений;
подробные выводы по результатам работы.
2.4.Контрольные вопросы
1. Зачем проводятся испытания повышенным напряжением, какую по-
лезную информацию они могут дать разработчикам приборов и систем?
2.На какое испытательное напряжение должен проверяться прибор, если его рабочее напряжение составляет не более 50 В?
3.Какое время должен испытываться прибор повышенным напряжени-
ем?
4. Зачем используется заземление при проведении испытаний?
37
Лабораторная работа 3
ИСПЫТАНИЯ ПРИБОРНОЙ ТЕХНИКИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К МИКРОСЕКУНДНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ ПОМЕХАМ
Цели работы:
получение навыков испытаний оборудования на устойчивость к микросекундным импульсным помехам;
определение уровней устойчивости реального оборудования.
3.1. Общие сведения
Микросекундные импульсные помехи (МИП) большой энергии вызываются перенапряжениями, возникающими в результате коммутационных переходных процессов и молниевых разрядов. Коммутационные переходные процессы могут быть вызваны:
переключениями в мощных системах электроснабжения (например, коммутацией конденсаторных батарей);
переключениями в системах электроснабжения малой мощности в непосредственной близости от технической системы или изменениями нагрузки в электрических распределительных системах;
резонансными колебаниями напряжения в электрических сетях, обу-
словленными работой таких переключающих приборов, как тиристоры;
повреждениями в системах, такими, как короткие замыкания на землю и дуговые разряды в электрических установках.
Процессы образования МИП при молниевых разрядах в основном сво-
дятся к следующему:
при непосредственном ударе молнии в наружную (вне здания) цепь, напряжение МИП образуется вследствие протекания большого тока разряда по наружной цепи и цепи заземления;
при косвенном ударе молнии (внутри облака, между облаками или в находящиеся вблизи объекты) образующиеся электромагнитные поля индуцируют напряжения или токи в проводниках наружных и (или) внутренних цепей;
при ударе молнии в грунт разрядный ток, протекая по земле, может создать разность потенциалов в системе заземления.
38
Быстрые изменения напряжения или тока при срабатывании защитных устройств могут также приводить к образованию МИП во внутренних цепях.
Микросекундные импульсные помехи могут вызывать сбои в работе приборов, разрушать полупроводниковые приборы, выводить из строя блоки питания, повреждать печатные платы.
ГОСТ Р 51317.4.5–99 (МЭК 61000-4-5–95) “Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний” распро-
страняется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и оборудование (далее в тексте – технические средства). Стандарт устанавливает требования и методы испытаний технических средств (ТС) на устойчивость к воздействию МИП. Степени жёсткости испытаний на устойчивость к ним определяются для различных условий электромагнитной обстановки и условий эксплуатации.
Выбор степеней жёсткости испытаний. Степени жёсткости испы-
таний выбирают исходя из условий эксплуатации ТС с использованием их классификации по следующим признакам:
Класс 0. Защищённая электромагнитная обстановка, как правило, внутри специально оборудованного помещения, в котором существуют следующие условия:
все входящие в помещение кабели обеспечены средствами защиты от перенапряжений (включая первичную защиту и вторичную защиту);
электронные устройства подсоединены к специально сконструиро-
ванной системе заземления, на которую силовые установки и молниевые разряды практически не влияют;
электронные устройства подключены к автономной системе электропитания.
В этом случае напряжение микросекундных импульсных помех не превышает 25 В.
Класс 1. Частично защищённая электромагнитная обстановка, при которой в помещении:
все входящие в помещение кабели обеспечены средствами защиты от перенапряжений (первичная защита);
ТС подсоединены к системе заземления, на которую силовые уста-
новки и молниевые разряды существенно не влияют;
39
электронные устройства подключены к системе электропитания, к которой не подключается другое оборудование;
операции переключения технических средств внутри помещения мо-
гут создавать напряжения помех.
Класс 2. Электромагнитная обстановка при разносе силовых и сигнальных кабелей, характеризуемая следующим:
кабельные потоки, содержащие силовые и сигнальные цепи, разне-
сены;
технические средства подключены с использованием разделённых заземляющих шин к системе заземления энергетических установок, в кото-
рой возникают напряжения помехи, создаваемые как энергетическими установками, так и молниевыми разрядами;
электропитание электронных устройств развязано от других питающих цепей, как правило, специальными питающими трансформаторами;
имеется ограниченное число не защищённых от перенапряжений соединительных кабелей.
Класс 3. Электромагнитная обстановка при параллельной прокладке силовых и сигнальных кабелей, характеризуемая следующим:
силовые и сигнальные кабели не разнесены;
технические средства имеют общую систему заземления с энергетическими установками, подверженную помеховым воздействиям, создавае-
мым энергетическими установками и молниевыми разрядами;
токи, вызванные короткими замыканиями, операциями переключения и молниевыми разрядами, могут создавать в системе заземления напряжения помехи с относительно высокой амплитудой;
защищённое электронное оборудование и менее чувствительное электрооборудование подсоединены к общей системе электропитания;
соединительные кабели могут частично прокладываться вне поме-
щения и проходить вблизи шин заземления;
оборудование содержит коммутируемые индуктивные нагрузки, не снабженные средствами помехоподавления.
Класс 4. Электромагнитная обстановка при прокладке соединительных кабелей вне помещений вблизи силовых кабелей и использовании многопроводных кабелей, содержащих цепи электронного и электротехнического оборудования, характеризуемая следующим:
40
технические средства имеют общую систему заземления с энергетическими установками, подверженную значительным помеховым воздействиям, создаваемым энеретическими установками и молниевыми разрядами;
токи от коротких замыканий, операций переключения в сетях электропитания и молниевых разрядов могут достигать в системе заземления нескольких килоампер;
электронные устройства и другое оборудование (в том числе, энерге-
тическое) имеют общую систему электропитания;
кабели к высоковольтному оборудованию проложены вне помеще-
ния.
Класс 5. Электромагнитная обстановка при подключении ТС к линиям связи и воздушным силовым линиям малонаселённых районов, характеризуемая следующим:
все кабели и линии обеспечены средствами защиты от перенапряже-
ний (первичная защита);
электронные устройства не имеют распределённой системы заземле-
ния;
напряжения МИП, вызванные короткими замыканиями с током до
10 кА и молниевыми разрядами (токи до 100 кА), могут быть экстремально высокими, если не применены средства защиты.
3.2. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка включает испытательный генератор (ИГ) МИП, устройство связи и развязки, а также испытуемое техническое средство (ИТС).
Характеристики испытательного генератора установлены таким обра-
зом, что он с максимальным подобием имитирует источник помех. Если источник помех и ИТС находятся в одной цепи, например в цепи электропитания (непосредственная связь), ИГ МИП имитирует источник с низким внутренним сопротивлением, подключённый к ИТС. Если источник помех не находится в цепи, подключённой к ИТС (косвенная связь), ИГ МИП может имитировать источник с высоким внутренним сопротивлением.
Упрощённая электрическая схема ИГ МИП приведена на рис. 3.1. Обо-
значения на схеме следующие: U – источник высокого напряжения; Rз– за-
рядный резистор; Cн – зарядный конденсатор; Rд1, Rд2 – резисторы, опреде-
41