• Поделиться :
  • Facebook
  • Twitter
  • Google PLus
  • Partager par mail

Происхождение перенапряжений

Существует 4 основные причины импульсного перенапряжений :

- Молния
- Промышленные и коммутационные перенапряжения
- Электростатический разряд (ESD)
- Электромагнитный импульс ядерного взрыва (NEMP)

Перенапряжения отличаются по амплитуде, продолжительности и частоте.
Грозовые разряды и промышленные перенапряжения существуют уже длительное время, ESD- и NEMP- помехи специфичны и являются результатом современных технологических достижений (массового применения полупроводников в первом случае, и термоядерного оружия во втором).

Косвенное воздействие

Существует 3 типа косвенного электрического воздействия :
Воздействие на воздушные линии
Такие линии очень уязвимы и могут быть поражены молнией напрямую. В результате сначала будут частично или полностью разрушены провода, затем возникнет сильное импульсное перенапряжение, которое естественным путем пройдет по проводам до оборудования, присоединенного к линии. Степень разрушения зависит от расстояния между местом удара молнии и оборудованием.
Повышение потенциала земли
Попадание молнии в землю вызывает повышение потенциала земли, который меняется в зависимости от интенсивности тока и местного сопротивления земли. У сооружения с несколькими заземлениями (например, связь между зданиями), удар молнии создаст очень большую разность потенциалов, и оборудование, соединенное с пораженными сетями, будет разрушено или сильно повреждено.
Электромагнитное воздействие
Молнию можно рассматривать как антенну высотой в несколько километров, по которой поступает импульсный ток в несколько десятков килоампер, излучающий интенсивные электромагнитные поля (несколько кВ/м на расстояние более 1 км).
Эти поля индуцируют сильное напряжение и ток в линиях рядом с оборудованием или на нем. Значения зависят от расстояния, от места удара молнии и свойств линии.

Промышленные перенапряжения

Этот термин включает явления, вызванные включением или отключением источников электропитания.

Промышленное перенапряжение может быть вызвано:
- Пуском электродвигателей или трансформаторов
- Включением неоновых или натриевых ламп
- Включением силовых сетей
- «скачком» включения в индуктивной сети
- работой предохранителей и прерывателей контуров
- падением силовых линий...

Эти явления вызывают внезапный скачок в несколько кВ, при этом время нарастания составляет порядка нескольких микросекунд, который нарушает работу оборудования в сети, к которой подсоединен источник возмущений.

Электростатические перенапряжения (ESD)
С электрической точки зрения человек - это конденсатор ёмкостью от 100 до 300 пикофарад. Он может набрать заряд до 15 кВ, пройдясь по ковру, затем коснуться токопроводящего предмета и разрядиться за несколько наносекунд, сила тока при этом составляет примерно десять ампер. Все интегральные схемы (CMOS, и т.д.) довольно уязвимы к такому виду возмущения, которое, как правило, устраняется путем экранирования и заземления.

Явления NEMP (электромагнитного импульса от ядерного взрыва)
Высотный ядерный взрыв, за пределами атмосферы, создает интенсивное электромагнитное поле (до 50 кВ/м через 10 нс), накрывающее площадь земли радиусом до 1200 километров.
На земле поле вызывает очень сильные переходные перенапряжения в силовых и передающих линиях, антеннах и т.д., разрушает оконечное оборудование (силовое питание, компьютерные терминалы, телефонное оборудование и т.д.) Повышение поля может составить несколько кВ/нс. Хотя трудно устранить все перенапряжения, вызванные электромагнитным импульсом, все же есть способы снизить их и усилить защиту систем. Несмотря на амплитуду, защита может быть обеспечена путем экранирования и фильтрации/защиты от перенапряжений, адаптированных к NEMP.