Фактори впливу та методи визначення електромагнітної обстановки офісного приміщення, Детальна інформація

Критерій А

Вплив ЕМЗ ніяк не впливає на функціональні характеристики апаратури, робота якої до, під час і після впливу завад відбувається у повній відповідності до технічних умов або стандартів. Зазвичай виконання критерію А потребує апаратура, яка використовується для виконання функцій високої важливості в реальному масштабі часу. Найперше це апаратура захисту і протиаварійної автоматики.

Критерій В

Допускається тимчасове погіршення функціональних характеристик апаратури в момент впливу завад. Після припинення впливу ЕМЗ функціонування цілком відновлюється без втручання обслуговуючого персоналу. Цей критерій найчастіше використовується для апаратури, що виконує задачі високої важливості, однак не в реальному масштабі часу. Досить специфічним моментом при визначенні відповідності апаратури критерію В є допустимий час відновлення функціональних характеристик після впливу завад. Це актуально, наприклад, коли мова йде про цифрову апаратуру, вплив ЕМЗ на яку приводить до перезавантаження.

Критерій С

Аналогічний критерію В, але, на відміну від нього, допускає втручання персоналу для відновлення працездатності апаратури (наприклад, перезавантаження цифрової системи, яка "зависла", повторного набору номера і т. п.). Зазвичай використовується для апаратури, не призначеної для виконання відповідальних задач.

Критерій D

Фізичне ушкодження апаратури під дією завади. По зрозумілих причинах, цей критерій не може використовуватися для формулювання вимог до стійкості апаратури.

Незважаючи на високий рівень формалізації, застосування цих критеріїв часто вимагає додаткової інформації. Така конкретизація зазвичай виконується в стандартах на види продукції, технічних умовах і програмах іспитів.

1.3 Основні джерела ЕМЗ

В цьому розділі розглянуті основні джерела ЕМЗ, здатні являти собою загрозу для електронної апаратури або працівників офісу. Деякі з них характерні лише для офісів, які знаходяться поряд з об'єктами з високою енергооснащеністю (енергетика, транспорт, важка промисловість і т.п.), інші ж можуть виявитися в будь-якому місці, як-то офіси, машинні зали ЕОМ або житлові приміщення.

1.3.1 Аварійні потенціали на елементах заземлювального пристрою

Насамперед, розглянути поняття заземлення та його функції [2]. Заземлення ( навмисне електричне з'єднання елементів схем, корпусів апаратури, екранів кабелів та інших провідникових елементів з точкою, потенціал якої приймається за опорний (нульовий). Зазвичай за таку точку приймається фізична земля.

Заземлення забезпечує виконання двох основних задач. По-перше, воно слугує для забезпечення електробезпечності. Дійсно, хороший електричний зв'язок на низькій частоті між усіма наявними на об'єкті провідними конструкціями, до яких може доторкатися людині, забезпечує вирівнювання їхнього потенціалу. В результаті різниця потенціалів між будь-якими доступними точками дотику суттєво знижується.

У випадку короткого замикання фази на землю по колах заземлення можуть протікати дуже великі струми. Оскільки елементи системи заземлення мають деякий опір (активний і реактивний), то, за законом Ома, на них можуть створюватися значні потенціали, що представляють небезпеку для людини. Але й у цьому випадку заземлення усе-таки виконує свою захисну функцію: протікання великого струму "нульової послідовності" змушує спрацювати систему захисту (у найпростішому випадку ( звичайний запобіжник). Існують чіткі обмеження на час спрацьовування захисних пристроїв (зазвичай – частки секунди).

Другою задачею заземлення є завдання єдиного опорного потенціалу для всіх елементів електричного чи електронного устаткування.

Як приклад можна розглянути два електронних пристрої, розташованих у різних приміщеннях одного будинку (рис. 1.3). Нехай між ними проходять кола обміну інформацією (як, наприклад, в локальній обчислювальній мережі). Якщо корпус одного з пристроїв отримує високий потенціал (в результаті, наприклад, електростатичного розряду), то цей потенціал виявляється прикладеним до інтерфейсних елементів зв'язку між пристроями. Це може викликати появу завад або навіть фізичне ушкодження інтерфейсних елементів. При заземленні обох пристроїв відбувається дуже швидке вирівнювання потенціалу, і як результат, знижується ймовірність фізичного ушкодження інтерфейсних елементів (хоча поява короткочасних завад при електростатичному розряді виключити як і раніше не можна).

Рисунок 1.3 ( Вирівнювання потенціалів при електростатичному розряді.

U, Z ( відповідно напруга й еквівалентний внутрішній опір

джерела електростатичного розряду (ЕСР).

Іноді заземлення використовують для організації кола повернення струму до джерела. Деякі силові й інформаційні кола будуються по так званій несиметричній схемі, коли від джерела до приймача йде лише один провід, а зворотним проводом є земля. При цьому досягається деяка економія, однак такий підхід часто знижує завадостійкість системи і призводить до виникнення паразитних перехресних зв'язків через загальний для різних кіл опір заземлення.

При оцінці небезпеки аварійних потенціалів необхідно враховувати таке явище, як винос потенціалу. Його суть полягає в поширенні високого потенціалу по екранах кабелів, трубопроводам і т. і. далеко від місця короткого замикання.

Наприклад, нехай заземлення екранів кабелів, як і зв'язують два об'єкти А і Б, здійснюється з боку об'єкта А. Тоді з появою аварійного потенціалу на об'єкті А можливий винос потенціалу на об'єкт Б по екранах кабелів.

Аварійні потенціали впливають на апаратуру як низькочастотні кондуктивні завади по інформаційним колам і колам електроживлення (найчастіше за схемою "провід ( провід"). Оскільки частота 50 Гц дуже низька порівняно з робочими частотами практично будь-якої сучасної інформаційної апаратури, основну загрозу складає фізичне руйнування елементів апаратури, а також самих кабелів (критерій якості функціонування D відповідно до класифікації п.1.2). Іноді вбудовані схеми моніторингу електроживлення розпізнають аварійні потенціали як відмову і відключають або перезавантажують апаратуру (критерій якості функціонування ( В чи С).

На жаль, поки немає єдиної стандартизованої процедури випробувань, що моделює вплив аварійних потенціалів на працюючу апаратуру. Застосовувані зазвичай стандартні виміри опору ізоляції не можна вважати цілком задовільними, оскільки, по-перше, вони проводяться лише для відключеної апаратури і, у других, тільки за схемою "провід-земля".

1.3.2 Електромагнітні завади, які створюються електропроводкою

1.3.2.1 Низькочастотні збудження напруги живлення в електропроводці

Першим розглянемо вплив різких коливань навантаження на інших споживачів. Умовна схема мережі електроживлення із споживачами зображена на рис. 1.4.

Рисунок 1.4 ( Вплив різкої зміни навантаження на інших споживачів

На рис. 1.4 споживачі Z1…Zn живляться від джерела з ЕРС е і внутрішнім опором Zвн. Вочевидь, що включення, наприклад, першого джерела призведе до зменшення напруги живлення U на величину \x0394U=I1Zвн за рахунок збільшення падіння напруги на внутрішньому опорі джерела. При наявності в мережі великої кількості потужних споживачів, які часто комутируються, (наприклад, нагрівальних пристроїв з терморегуляторами), будуть відбуватися постійні коливання напруги мережі живлення (так званий флікер ( flicker).