автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электромагнитная совместимость электрооборудования информационных технологий при воздействии импульсных электромагнитных помех

На правах рукописи

СЛИВКИН Виктор Геннадьевич

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Самара - 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Самарском государственном

кафедре «Автоматизированные электродоктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизированные электроэнергетические системы» Самарского государственного технического университета

Гольдштейн Валерий Геннадьевич

доктор технических наук, профессор кафедры «Электропривод и промышленная автоматика» Самарского государственного технического университета Рассказов Федор Николаевич

кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Тольяттинского государственного университета Вахнина Вера Васильевна

ЗАО Самарский центр «Проект-электро», г. Самара

Защита состоится «27» апреля 2004 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.217.04 при Самарском государственном техническом университете (СамГТУ) по адресу: г. Самара, Первомайская ул. 18, корпус N 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СамГТУ.

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус, Самарский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.217.04, факс (8462) 784-400, e-mail: aees@samgtu.ru.

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 212.217.04,

кандидат технических наук, доцент

техническом университете на энергетические системы».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в различных сферах народного хозяйства широко применяется электрооборудование (ЭО), питание которого осуществляется от системы электроснабжения (СЭС) общего назначения напряжением 0,22 - 0,4 кВ, выполняющее основную функцию, связанную с вводом, хранением, отображением, поиском, передачей и обработкой информации, т.е. электрооборудование информационных технологий (ЭИТ).

ЭИТ используется для построения современных информационных систем, задействованных в выполнении широкого круга ответственных задач в науке, бизнесе, промышленности, энергетике, медицине, железнодорожном и авиатранспорте и т.д. Поэтому в отличие от обычного ЭО, к надежности и качеству функционирования ЭИТ предъявляют повышенные требования, связанные с потребностью получения достоверной информации.

Однако опыт эксплуатации указывает на постоянное возрастание составляющей ущербов, связанной с повреждениями ЭИТ в результате воздействия импульсных электромагнитных помех (ИЭМП), достигающей по некоторым оценкам 35% от общего числа отказов ЭИТ. Экономическая составляющая ущербов от повреждения ЭИТ варьируется от 1000 до 50000 долларов США в час в зависимости от масштабов деятельности предприятия. Ущерб от одного отказа в работе информационных систем крупных коммерческих предприятий в среднем превышает 100 тысяч долларов США.

Увеличение количества повреждений ЭИТ, регистрируемое в последнее десятилетие, связано с явным несоответствием параметров ИЭМП в СЭС и устойчивости ЭИТ, которые являются случайными величинами. Следовательно, необходимо детальное исследование вопроса обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) ЭИТ при воздействии ИЭМП на основе определения и сопоставления вероятностных параметров помехоустойчивости ЭИТ и помехоэмиссии ИЭМП в СЭС, что и определяет научную актуальность диссертационной работы.

Значительные экономические ущербы указывают на необходимость разработки комплекса научно-обоснованных технических, методологических и организационных мероприятий для обеспечения помехозащищенности ЭИТ, с учетом требуемой надежности и экономической целесообразности, что обуславливает практическую актуальность диссертационной работы.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является обеспечение ЭМС электрооборудования информационных технологий, питание которого осуществляется от СЭС 0,22 - 0,4 кВ общего назначения, при воздействии ИЭМП.

Исходя из поставленной цели, в работе решаются следующие научные и практические задачи:

1. Исследование и определение параметров ИЭМП, возникающих в СЭС

0,22 - 0,4 кВ.

2. Исследование и определение уровней помехоустойчивости ЭИТ при ногдсПивии ИЭМП.

3. Рафабшка правил построения системы заземления ЭИТ на основе щебоваиий ЭМС.

4. Разработка методики обеспечения помехозащищенности ЭИТ при ВОЗДСИС1ВНН кондукгнвиых ИЭМП.

Основные методы научных исследований. При проведении работы использованы методы математического анализа, физического и кшсмашчсского моделирования ИЭМП. Обработка результатов измерений ИЭМП проводилась с применением теории вероятностей и математической сгашсгпки. Теоретические' исследования сопровождались разработкой моделей и методик. Экспериментальные исследования проводились в реальных ' условиях эксплуатации действующих СЭС предприятий.

Научная новизна.

1. Получены вероятностные модели амплитуд ИЭМП, возникающих в СЭС 0,22 - 0,4 кВ.

2. Предложен метод анализа помехоустойчивости ЭИТ при воздействии ИЭМП, учитывающий основные отличия в оценке устойчивости ЭИТ

по сравнению с другими типами ЭО, не связанными с информационными процессами.

3. учет многослойной электрической структуры земли при расмос сочрошвлепия заземляющих устройств (ЗУ) ЭИТ и предложена меюдика, реализующая это положение.

4. 1'афабо1ана методика обеспечения помехозащищенности ЭИТ при вощеПавин ИЭМП.

Практическая ценность.

1. Определены нормально и предельно допустимые нормы показателя качсс I ва электроэнергии (ПКЭ) - импульсного напряжения для СЭС 0,22 - 0,4 кВ общего назначения.

2. Экспсримсшалыю определены коэффициенты импульсной передачи фаисформаторов ТМ-400 напряжением 6-10/0,4 кВ при воздействии

на обмотку высокого напряжения.

3. дискретные уровни помехоустойчивости ЭИТ при стандартных ИЭМП с учетом заданных критериев качества

функционирования оборудования.

4. способы выполнения систем заземления и уравнивания ||01сш1иалов, сущес1венно повышающие эффективность защиты ЭИТ и снижающие вероятность возникновения опасных ИЭМП. Для

расчета сопротивления ЗУ электроустановок (ЭУ) учитывающая многослойную электрическую

ар)К1уру земли.

5. Определены схемные и аппаратные способы обеспечения помехозащищенности ЭИТ от ИЭМП, с применением современных защитных аппаратов - ограничителей перенапряжения нелинейных. Достоверность полученных результатов. Обоснованность и достоверность научных положений, теоретических выводов, основных результатов и рекомендаций диссертации подтверждены:

экспериментальными исследованиями ИЭМП в действующих СЭС 0,4кВ, с последующей обработкой данных методами теории вероятностей и математической статистики;

удовлетворительным совпадением результатов математического и физического моделирования с результатами экспериментов и измерений; опытом эксплуатации систем защиты ЭИТ от ИЭМП, спроектированных с применением основных положений диссертационной работы. Реализация результатов работы.

Результаты диссертации внедрены в практику проектирования ЗАО «Самарский Электропроект» (г. Самара) и ООО «Спецэнергомонтаж» (г. Самара). Использованы Самарским отделением № 28 Сбербанка РФ при создании информационной системы автоматизации банковских работ. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Автоматизированные электроэнергетические системы» Самарского государственного технического университета.

Основные положения выносимые на защиту.

1. Вероятностные модели амплитуд ИЭМП в СЭС 0,22 - 0,4 кВ.

2. Нормально и предельно допустимые нормы ПКЭ - импульсного напряжения для СЭС 0,4 кВ.

3. Уровни помехоустойчивости ЭИТ при воздействии ИЭМП.

4. Рекомендации по построению систем заземления и уравнивания потенциалов, разработанные с учетом ЭМС ЭИТ.

5. Рекомендации по повышению точности расчета ЗУ ЭИТ за счет учета многослойной электрической структуры земли.

6. Методика обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии ИЭМП.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза, 1999 г.), на седьмой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2000» (г. Москва, 2000 г.), на третьей Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» (г. Благовещенск, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 152 наименований, 4 приложений и содержит 152 стр. основного текста.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится анализ современного состояния вопроса обеспечения ЭМС ЭИТ при воздействии ИЭМП. Обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы и основные задачи исследований. Показана научная новизна и практическая значимость работы, приводятся основные положения выносимые на защиту.

Первая глава посвящена изучению ИЭМП, возникающих в СЭС 0,220,4 кВ. ИЭМП возникают в СЭС в результате внешних или внутренних источников помех (ИП), параметрически проявляясь в виде кратковременных (импульсных) повышениях напряжения и определяются термином -«импульсы напряжения». Внешние ИП связаны с грозовыми атмосферными процессами и создают в СЭС ИЭМП определяемые термином - грозовые импульсные помехи (ГИП). Внутренние ИП связаны с коммутациями на различных уровнях СЭС (на стороне 6-10 кВ или 0,4 кВ), короткими замыканиями в СЭС или ЭУ потребителей, а также замыканиями между системами различного напряжения и создают в СЭС ИЭМП, определяемые термином - коммутационные импульсные помехи (КИП).

По результатам математических расчетов, физического моделирования и измерений российских и зарубежных ученых проведен анализ параметров ГИП и КИП возникающих в СЭС 0,4 кВ. На основе анализа установлены и систематизированы наиболее вероятные причины появления ИЭМП в цепях электропитания ЭИТ. Самые опасные из них: прямые удары молнии (ПУМ) в ЭУ или линии электропередач (ЛЭП), удары молнии вблизи ЛЭП, однофазные короткие замыкания в СЭС или на силовом трансформаторе 6(10)/0,4 кВ, переход ИЭМП из СЭС высокого напряжения в СЭС 0,22-0,4 кВ через силовой трансформатор, проанализированы более детально.

Одной из основных причин, вызывающих появление значительных ИЭМП в СЭС 0,22-0,4 кВ, является переход ИЭМП из СЭС 6(10) кВ через

ГИ - юнсраюр импульсов. Л, В, С - выводы

обчогки высокою напряжения, а. Ь, с - выводы обмен ки низкою напряжения; N - нейфгыь прансформаюра.

Рис. 1. Схема определения импульсного коэффициента передачи силовых трансформаторов.

Траисфорчлор 1М6 0,4кВ

силовой трансформатор. Изучение параметров ИЭМП в СЭС 6 кВ проведено по данным исследований российских ученых, в результате чего получено годовое количество ИЭМП в СЭС 6 кВ в зависимости от амплитуды. Коэффициент импульсной передачи силовых трансформаторов определен по данным эксперимента на четырех трансформаторах марки ТМ 400 кВА, У/Ун-0, напряжением 6/0,4 кВ. Схема проведения эксперимента представлена на рис. 1.

На обмотку высокого напряжения трансформаторов (рис. 1) подавались прямоугольные импульсы с генератора импульсов Г5-54 длительностью 50 мкс и амплитудой 8 В. На обмотке низкого напряжения осциллографом С1-112 регистрировались параметры импульсного напряжения, переданного из обмотки высокого напряжения. Импульсы напряжения подавались на одну (вариант 1), две (вариант 2), и три (вариант 3) фазы обмотки высокого напряжения. Обмотки низкого напряжения находились в разомкнутом состоянии (холостой ход) или нагружались сопротивлением 500 Ом. Импульсный коэффициент передачи определен по выражению:

где С/| - амплитуда напряжения, воздействующего на обмотку высокого напряжения; - амплитуда напряжения, переданного в обмотку низкого напряжения (измеренное между фазой и нейтралью).

По результатам экспериментов определен средний коэффициент импульсной передачи наиболее распространенных силовых трансформаторов ТМ, мощностью 400 кВА, равный ктт = 0,031.

Это позволило определить годовое количество ИЭМП (Л^год)» в зависимости от их амплитуды (£/цмп)> возникающих в СЭС 0,4 кВ в результате перехода через силовой трансформатор из СЭС 6 кВ (табл. 1).

Таблица 1

Годовое количество ИЭМП, в зависимости от амплитуды, возникающих в СЭС 0,4 кВ в результате перехода через силовой трансформатор из СЭС 6 кВ

^имп, В 410-880 880-950 950-1020 1020-1080 1080-1170 1170-1280 > 1280

Л'год-шт. 293 11 10 7 6 2 0

Во второй главе разработаны вероятностные модели амплитуд ИЭМП (£/цмп) в СЭС 0,22-0,4 кВ с целью определения нормы ПКЭ - импульсного напряжения, значения которой в действующем стандарте ГОСТ 13109-97 для СЭС 0,22-0,4 кВ общего назначения не установлены.

Измерение параметров ИЭМП проведено российскими учеными в 6 различных точках электрических сетей коммунально-бытовых потребителей в течение 447 часов. Регистрация (Дшп проведена с помощью автоматизированной измерительной системы (АИС), блок-схема которой представлена на рис. 2. Результаты измерения ИЭМП в электрических сетях коммунально-бытовых потребителей сведены в табл. 2.

3.1 4 5.1

б

3.2 4 5.2

Рис. 2. Блок-схема АИС.

1 - СЭС 0,4 кВ, 2 - входной фильтр, 3 1 - отсеивающий фильтр № 1 (/1 = 12 200 кГц), 3 2 - о 1сеиваюший фильтр № 2 (Л =0,2 -20 МГц), 4 - логарифмический усилитель;

5 2 - записывающее устройство № 2 (г2 = 20 мкс), 6 - персональный компьютер

Определение законов распределения случайной величины Ц\ проведено для данных табл. 1,2.

Таблица 2

Результаты измерений ИЭМП в электрических сетях 0,22-0,4 кВ

имп

{/имп. В 100-230 230-300 300-390 390-500 500-650 >650

Л'изм, шт. 253 21 10 2 1 0

Анализ гистограмм, построенных по данным табл. 1, 2 (рис. 3) позволяет

Рис. 3. Гистограммы параметров ИЭМП в СЭС 0,4 кВ.

а) параметры ИЭМП, возникающих в СЭС 0,4 кВ в результате перехода через силовой трансформатор из СЭС 6 кВ; б) параметры ИЭМП в сетях коммунально-бытовых потребителей

предположить, что случайная величина {/имп подчинена экспоненциальному закону, с плотностью распределения вида: -А X

/(*) = Л.е-

и функцией распределения вида:

(2) (3)

где Я = ]/ш* , т х - статистическое среднее измеренных параметров.

Плотность вероятности ДС/имп) и функция распределения /\({Уимп) теоретического экспоненциального закона- распределения, описывающего статистические данные (табл. 1) определены с учетом (2) и (3) в виде:

№ишУ= 0,003 Ье-"-0031 "'<»'', (4)

а данных табл. 2 в виде:

Мишп) = 0,0093-е-°-0№"'. (6)

где «/„,=321,05 В; Я, = 0,0031 для (4,5); т\2 = 107,04 В; - 0,0093 для (6,7).

Проверка правдоподобия гипотезы о согласованности статистических (табл. 1, 2) и теоретических (4, 5) и (6, 7) распределений амплидуд ИЭМП проведена на основе критерия согласия Пирсона (критерия Условием правдоподобия гипотезы о согласованности статистического и теоретического распределения является:

Р(х1<х19{Р^г})>Рт (8)

где - вероятность, - величина, определенная для соответствующего теоретического распределения, - критическая величина, опреде-

ленная для соответствующего уровня значимости (принят равным 0,01) и числа степеней свободы г.

Для статистического распределения (табл. 1) величина = 5,2, />(4,) = 0,27, =7,78, /44,) = 0,01. Для статистического распределения (табл. 2) величина

^(4)2) = 0,01. Проверка полученных данных по (8) подтверждает гипотезу об экспоненциальном законе распределения статистических данных (табл. 1) и (табл. 2).

Для определения нормы ПКЭ - импульсного напряжения необходимо получить закон распределения параметров ИЭМП в СЭС 0,4 кВ в точке общего присоединения потребителей. Указанный закон складывается из совместного распределения амплитуд ИЭМП, возникающих в СЭС электро-снабжающей организации (4, 5) и эл. сетях потребителей эл. энергии (5, 6).

Суммарный закон распределения независимых случайных величин подчиненных экспоненциальному закону (4, 5) и (5, 6) определяется законом Эрланга п-ого порядка с плотностью распределения:

и функцией распределения вида:

и ^п-к ун-к к= 1

(л-А)!

где X > 0 - случайная величина, п - количество суммируемых законов распределения случайной величины, Л - параметр распределения равный

(П)

Аналитические выражения для определения плотности вероятности f ^ (X) и интегральной функции распределения Р ^ (X) закона Эрланга при и = 2 приняты в виде:

(12)

(13)

Для суммарного закона распределений (4, 5) и (6, 7) параметров ИЭМП в точке общего присоединения потребителей плотность вероятности /сум(^Лшя)и функция распределения ^ сум (С/ИЛ.Ш) получены по (12) и (13) с учетом (11) в виде:

/ сум (Уимп) = 0,00175 ■ С/

НМЛ

„-0.00418 и„ш

Р ом (Уимл) ~ 1 ~~ с"0,00418(;'ш" (1 + 0,00418 • ишп)

(14)

(15)

На рис. 4 представлены функции распределения (5), (7) и их суммарная функция распределения (15).

Рис. 4. Функции распределения амплитуд ИЭМП 1 - для СЭС 0,22-0,4 кВ в виде (5), 2 - для электрических сетях коммунально-бытовых потребителей в виде (7), 3 - для суммарного закона в точки общего присоединения потребителей электроэнергии в виде (15)

Нормы качества электрической энергии являются уровнями ЭМС для СЭС общего назначения. В соответствии со стандартом ГОСТ 29280-92 (МЭК 1000-4-91) уровень ЭМС выбирается из условия, его превышения амплитудой помехи с граничной вероятностью Ех, равной 0,05; 0,02; 0,01.

Уровень ЭМС (величина ¿/имп) определена из численного решения уравнения:

1 - (1 + 0,00418 • и иш) = \-Ех (16)

и составляет £/имп = И40 В; 1400 В; 1600 В соответственно, для Ех = 0,05; 0,02; 0,01 (рис. 4). Величины Vтп =11405 и Vтп =1400/? предлагается принять за нормально допустимую и предельно допустимую норму импульсного напряжения для СЭС 0,4 кВ общего назначения. Величина ит1Л = 1400£ выбрана в качестве предельно допустимой нормы из технико-экономических соображений.

В третьей главе анализируется устойчивость ЭИТ при воздействии ИЭМП. Установлено, что собственная устойчивость ЭИТ при воздействии ИЭМП характеризуется двумя уровнями.

Первый уровень устойчивости определяется импульсной прочностью внутренней изоляции оборудования и характеризуется амплитудой импульса напряжения заданной формы, которую должна выдерживать электрическая изоляция ЭИТ без повреждений. В соответствии, со стандартом ГОСТ Р 50571.19-2000, импульсная прочность внутренней изоляции ЭИТ устанавливается на уровне 1,5 кВ. Превышение этого уровня приводит к необратимому нарушению функционирования ЭИТ, связанному с пробоем внутренней изоляции оборудования.

Второй уровень определяется помехоустойчивостью ЭИТ и связан с возможностью появления под действием ИЭМП, временных обратимых нарушений функционирования ЭИТ. Возможность появления временных обратимых нарушений функционирования связанно с физической сущностью ЭИТ, которое предназначено для преобразования информационных входных величин в выходные по определенному

закону 5 =Ор[е] (рис. 5).

порт »ясхтротгмп кмт »стг поыгхя ^ тфоришпммм порта вед» поавм ^^ ЭИТ жчи прсовриаи—гая 1 | | ! з = Ор[е] { т^тготи порт «ми да

МХФЦМ ^

1»«ф»ум1»т*м идти е = (е,,е„...е,) | Я = (в ,, 8,, ... Б ,)

Рис. 5. Функциональная схема ЭИТ для определения помехоустойчивости

Оператор обозначает закон преобразования входной величины е

в выходную величину и зависит от предусмотренных разработчиками алгоритмов, обеспечиваемых схемой и топологией устройства Р, а так же математическими и программными способами которые определяют заданную взаимосвязь входных и выходных величин, поэтому может быть представлен в виде

В идеальных условиях эксплуатации ЭИТ, характеризуемых полным отсутствием ИЭМП, оператор определяется выражением:

*,=Ор'[е\, (17)

где - идеальный оператор.

В реальных условиях эксплуатации, при воздействии на ЭИТ ИЭМП оператор будет определяться выражением:

s^Op'^e],

импульсных помех г.

(18)

реальный оператор, подверженный влиянию

Обратимое нарушение функционирования ЭИТ наступит, если из-за отклонение между реальной и идеальной выходными

влияния

величинами достигнет или превысит значения допустимой величины погрешности е, задаваемой в виде критериев качества функционирования оборудования A, B,C и D по ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95)

При каком значении наступит недопустимое отклонение

функционирования ЭИТ, описываемое выражением (19), зависит от помехоустойчивости данного конкретного вида ЭИТ. Помехоустойчивость ЭИТ характеризуется понятием уровня помехоустойчивости, который количественно задается значением амплитуды стандартного испытательного воздействия импульса напряжения форхмой 1/50 мкс.

На основе проведенного исследования, предлагается для гарантированного обеспечения высокого качества работы ЭИТ (критерий качества функционирования «А») ограничивать амплитуду ИЭМП в цепях электропитания ЭИТ до уровня минимальной амплитуды испытательных импульсных воздействий по ГОСТ Р 51317.4.5-99 (табл. 3). Указанные уровни являются уровнями гарантированной помехоустойчивости ЭИТ при соблюдении производителями требований стандарта ГОСТ Р 51318.24-99.

Реальные уровни устойчивости ЭИТ являются случайными величинами и могут отличаться JOT данных приведенных выше. Однако с достаточной для инженерной практики точностью, за уровень импульсной прочности

внутренней изоляции ЭИТ можно принять 1,5 кВ, а за допустимые уровни помехоустойчивости ЭИТ 0,5 кВ и 1,0 кВ (табл. 3).

Таблица 3

Схема воздействия ИЭМП Уровень помехоустойчивости. кВ Критерий качества функционирования

Провод-провод (симметричная помеха) 0,5 А

Провод-земля (Несимметричная помеха) 1

В четвертой главе приводятся рекомендации по выполнению систем заземления (СЗ) электроустановок (ЭУ) с учетом требований ЭМС ЭИТ. Для уменьшения отрицательного эффекта при воздействии ИЭМП и повышения эффективности защиты от них следует:

обеспечить эквипотенциальное соединение всех металлических элементов здания и ЭУ;

выполнить ЗУ ЭУ мало индуктивным и низкоомным (низко-импедансным).

Наиболее трудно реализуемо на практике требование к выполнению ЗУ ЭУ низкоимпедансным. Это связано с зависимостью электрических характеристик сложных заземлителей (состоящих из различных комбинаций горизонтальных и вертикальных электродов) от параметров электрической структуры земли, которая является многослойной. Для облегчения расчетов сложных заземлителей, при проектировании ЗУ ЭУ, многослойную электрическую структуру земли представляют упрощенной математической моделью в виде однородного проводящего полупространства «однородная земля», что приводит к значительным (до сотен процентов) расхождениям расчетных и найденных экспериментальным путем значений сопротивлений ЗУ.

С целью определения основных факторов, влияющих на точность расчета сопротивления заземления простых заземлителей, в среде Microsoft Excel программно реализован расчет сопротивления простого ЗУ ЭУ в виде вертикального электрода без учета (20) и с учетом (21) многослойности земли. В ходе проведения исследований изменялись различные параметры, входящие в расчетные выражения (20) и (21):

R, =_4_1П it в" 2 я1в d

(20)

где р - удельное сопротивление грунта, й - диаметр электрода, /в - длинна электрода;

Rr =

и и

2 я 1Я

.2JjL

г

In-^ + ^X, In

2nh+ltt

2(n-\)h + lB

(21)

где ^2,1 =———, с, =—^ -Л' Р1 и - удельное сопротивление

первого и второго слоя многослойной электрической структуры земли соответственно, г - радиус электрода, /в - длина электрода, к - толщина первого слоя грунта, п - количество слоев грунта.

Относительная погрешность в расчете сопротивления /?Вм и /?Во определялась по выражению:

Из анализа полученных данных следует, что максимальные погрешности (до 400%) в расчетах сопротивления простого ЗУ ЭУ в виде вертикального электрода, возникают при значительных изменениях удельного сопротивления первого р\ (рис. 6а) и второго р1 слоев (рис. 66) земли. Значительные (до 500%) погрешности возникают, если длина заземлителя /в становится меньше или равной толщине первого слоя многослойной электрической структуры земли Л, т.е (рис. 6в). Остальные

рассмотренные параметры расчетных характеристик не оказывают существенного влияния на точность расчетов сопротивления ЗУ ЭУ.

11» 200 300 4«0 300 100 2Ц0 300 41)0 500 1 2 3 4 5

Рис. 6. Зависимости величины относительной погрешности в расчете сопротивления простого заземляющего устройства от расчетных параметров

заземлителя

а) удельного сопротивления первого слоя земли р\,

б) удельного сопротивления второго слоя земли (V,

в) длинны заземлителя

Для повышения точности расчета сопротивления рассматриваемых ЭУ предложена методика расчета сложных эквипотенциальных заземлителей, которая учитывает многослойную электрическую структуру земли и позволяет уже на стадии проектирования и математического моделирования правильно определить параметры ЗУ ЭУ. При этом погрешность между расчетным и найденным экспериментально значениями сопротивления ЗУ ЭУ, не превышает 10 %. В методике используется метод наведенного потенциала и допущение о двухслойной электрической структуре реальной

многослойной земли, а также решение задачи об электрическом поле точечного источника тока в земле с названной выше двухслойной структурой.

Расчет сопротивления сложного заземлителя, состоящего из п элементов проводят на основе решения системы уравнений:

(22)

где /з, щ - ток и потенциал сложного заземлителя; /р - токи, выходящие из п - элементов сложного заземлителя; а^р - коэффициенты, учитывающие многослойность и взаимное расположение элементов сложного заземлителя. Расчеты проводятся для наиболее часто встречаемых комбинаций

основных элементов сложных заземлителей (рис. 7) по выражениям (23-26).

Для горизонтальных параллельных элементов (рис. 7. а) по выражению:

а"'р ~ Ал1т 1р

А{ + Аг+^кпг}{7А, + А,+Аь)

(23)

где ) - аналогично (21);

Ар=аАг511(а/В^-Ъ'АпИф! В„)+аАг$И(а/Вй)~р АпИ^р! Вр)~

-^аг + в1 +<]ЬЛ+В1 + В* при ¡1 = 1, ...

5

& — I Хт, Х/х

а - х„,„ —х

рх »

й,=с/; В2 =^с12 +(2/)2 ; В3 +(2пИ)г ;

В4 =^2+(2иЛ + 2О2 ;55 +{2пИ-21)2 ; =

Для горизонтальных перпендикулярных элементов (рис. 7. б.) по выражению:

Л

(24)

где, = Л + (2/4,

Ь+^92+С2м 9 9

А„ =51п--+ЬАгз11——аАгзИ—-+

■V

а+Л 5"+Г.

агсф

/ - огс^

V

а а

в) г)

Рис. 7. К определению атр наиболее часто встречающихся элементов сложного заземлителя а) горизонтальные параллельные элементы (вил сбоку и в плане); б) горизонтальные перпендикулярные элементы (вид сбоку и в плане); в) вертикальный и горизонтальный элементы (вид сбоку и в плане); г) вертикальные параллельные элементы (вид сбоку и в плане)

где С„=^+А1 ; Р^^В2а + а2 /1 = 0,...,4; 5о=0; Д,=2*; й2=2иА; В3 = 2«А + 2/; б„=2ий-2/; а = Ах-0,5/т; 6 = Дх+0,5/т; а = Л>-0,5/р; /? = Ду + 0,5/,; Лг = 0,5 (*„,„+*„,„)-*„; 4у = 0,5(урп + хрк)~хт,

Для горизонтальных и вертикальных элементов (рис. 7. в.) по выражению:

(* „„ = ■ " 4 */„/,

[Ф(5 = уЗ)-Ф(5 = а)],

(25)

где

Ф(5) = + Л2 - А3 -Д, + (1 -к2Х)(А5 + А6~А7) + ^[Л-Л+4о-

- 41 ■+ Ап ~ Аз + 0 - ) (Л|4 + - Л - 4о)];

в

" + АпИ-

: + 2Ь агс^

№

[С,

С, =р1+Ь2 ; при ¿/ = 1,...,15; 6 = <* = хт-хр; Р = хш-хр\

в,=| + А; Я2=0; В3=2/; Д4=/-А; В^21 + 1р; В6=1р; Я7 = А-/;

= 2«А + Л + /; В9=2пН + 2с, Я,0^2пй+А-Г, = 2иА-А + Г;

й13 =2иА-2Г; Я13 =2иА-А-* ; В„=2пИ + 21 + 1р; В15=2пИ+1р.

Для вертикальных параллельных элементов (рис. 7. г.) по выражению: {(/о',)2 (2-4, - Л - 2Л, - Л " 2а) + (/ш)2 [2Л, + 2а + ¿и(2Л5 - Л, + а)1 +

+ £ ^21 [(/.',)2 + Л + 2Л, - 2Л10 + 2Ап - 2Аа + Аа + Л14 - 4Л„) + 2/„', /о2 * (26)

где АМ=ВМ АпИ^-^В^+а2 при ц = 1...20; Я, = А + *; Д2=А;

Я3 = А-Г; = 2/; 2?5=*-А+/в; Д6 = 2(*-А+/„); Д7=2(и + 1)А;

Д8=2(и-1)А; #9=2ИА+А-*; Д10 =2ИА+А+*; Вп =2«А-А + <;

Д12=2ИА-А-Г; Д|3=2лА+2г; Я14=2пй-2/; Я15 =2ЛА;

В]6=2пИ+И + {+1„; Вп - 2пк+1в; В|8 =2иА-А+Г+/в; В>9-2пИ+Ъ+1В\

В20 = 2 + 2г + 2/я.

Применение расчетной методики дает расхождение между расчетным и определенным экспериментально сопротивлением ЗУ ЭУ не более 10%.

Пятая глава посвящена разработке методики обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии ИЭМП. Она основана на применении

комплекса технических мероприятий, направленных на ограничение до приемлемого уровня (с учетом требуемой надежности и экономической целесообразности) параметров ИЭМП. В качестве основного аппарата защиты (ЗА) ЭИТ от ИЭМП, по результатам анализа параметров ЗА различных типов, выбраны нелинейные ограничители перенапряжения (ОПН).

Оценка необходимости установки ЗА и определение их параметров проводится с учетом важности защищаемого оборудования и последствий от его повреждения в результате воздействия ИЭМП. Указанная оценка осуществляется на основе дискретной эмпирической многофакторной оценки ряда параметров функционалов Е и Р. При этом функционал Е учитывает вероятность возникновения опасных ИЭМП в месте расположения защищаемого оборудования. Функционал Л учитывает ущерб от повреждения защищаемого оборудования в результате воздействия ИЭМП.

Функционал Е зависит от нескольких параметров и определяется выражением:

£ = N(1 + ^2^+^+8), (27)

где

N - интенсивность грозовой деятельности для данной области (количество ударов молнии за один год в один квадратный километр земной поверхности);

п - количество линий низкого напряжения, входящих в здание;

кнн - коэффициент длины линии низкого напряжения. Для практических

расчетов значение принимается равным длине линий низкого

напряжения выраженной в километрах. Если длина линий низкого напряжения превышает 500 м, то значение коэффициента кнн принимается равным 0,5;

квн - параметр, зависящий от сети высокого напряжения питающей трансформатор 6-10/0,4 кВ. Для практических расчетов принимается равным 1, если питание ТП осуществляется по воздушной линии и 0 - если питание ТП осуществляется кабельной линией;

8- коэффициент, учитывающий рельеф в месте расположение защищаемого здания с ЭИТ. Принимается равным 8=0 если строение хорошо экранировано; 8 = 0,5 если вблизи есть другие строения; 8 = 0,75 если здание расположено на открытой местности; 8 = 1 если здание расположено в горах или вблизи есть молниеотвод.

Функционал Л определяется выражением:

/? = 5ЧС + /, (28)

где

5- дискретная величина, учитывающая устойчивости оборудования. Для практических расчетов принимается равной: Б = А, если уровень помехоустойчивости меньше ЦС1 < 0,5 кВ; 5 = 3, если уровень помехоустойчивости 0,5 < Ц с г <; 1,0 кВ;

5 = 2, если уровень помехоустойчивости 1,0 < Цст < 2 кВ; 5 = 1, если уровень помехоустойчивости 2,0 < (Ууст < 4.

С - дискретная величина, учитывающая ущерб от повреждения оборудования в результате воздействия ИЭМП. Для проведения практических расчетов принимается равной:

С- 1, при низкой стоимости оборудования (стоимость оборудования меньше 1500 долларов США);

С = 2," при средней стоимости оборудования (при стоимости оборудования от 1500 до 15000 долларов США);

С = 3, при высокой стоимости оборудования (свыше 15000 долларов США).

- дискретная величина, учитывающая ущерб, возникающий при невозможности использовать оборудование, пострадавшее в результате . воздействия ИЭМП. Для проведения практических расчетов принимается равной:

/ = 1, при отсутствии нарушений в работе ЭИТ; / = 2, при частичном нарушении работоспособности ЭИТ; I = 3, при полном повреждении оборудования или очень серьезном, с последствиями экономического ущерба.

После оценки значений функционалов Е (27) и Я (28) можно делать выводы о необходимости установки защиты от в соответствии с

данными таблицы 4.

Таблица 4

Рекомендации но необходимости установки ОНИ , ____

Е-й 1 \<Е<2 Е> 4

Л = 8+9 Рекомендуется Рекомендуется 1 1собхолимо Необходимо

« = 6+7 1 le обязательно Рекомендует ея Рекомендуется 11соб\одпмо

П<5 Не обязательно Ile обязательно Необязательно Рекомендует ся

Далее определяются схемы установки в зависимости от

применяемого типа СЗ (табл. 5)

Таблица 5

_Схемы подключения ОПН в зависимости от типа С3_

Схема установки Тин системы заземления

Olli! ¡Г 77' 7/Y-C /Д-.S

Между фазой и нейтралью — 1'скомсндустся — Рекомендуй ich

Между фаюй и землей Необходимо 11собходнмо Необходимо 11еоб\одп.\ш

Между нейтралью и землей 11еобходимо* 11собходичо — 11соб\о;шмо

* - при наличии выведенной ней гралн

В работе даются подробные рекомендации по выбору параметров OIIII, по защите ОПН от перегрузок и сверхтоков (табл. 6), а так же по координации аппаратов защиты ОПН.

Таблица 6

Hi.ióop аппаратов защшы ОНИ_

П.фпмсфы OII1I Аппарат защшы

NlaKciiM л.п.пыи р.ирялиый IOK /....... кД Лншмашчсский иыключлель 11лапкая вставка

Поминальный юк /„.А 'Гин кринои 01ключсния (1) /,, (А) в зависимости от габаритов (мм) -

14x51 22x58 '

65 50 • С - 80

30-40 20 С 50 40

8-15 20 С 25 32

(1) - mu кршши oíkjiio'iciiim определяет шковрсмспные харак!еристики авюмашческого иык.иочаи'ля

Для обеспечения низкого остающегося напряжения при защите оборудования, такого как ЭИТ, рекомендованы каскадные схемы шцшы ЗИТ (рис. 8).

подробные рекомендации по обеспечению координации между 01111 при их каскадном подключении (таблица .7), а так же правила и монтажа

Таблица 7

Рекомснлчсчые минимальные расстояния между ОНИ для обеспечения координации

ОП111 ОГ1112 Минимальная

/„i. AuikcI* ".«ril- /„2. J мйкс2» '-'ос с 2, дистанция между

кЛ кД • КЛ кЛ кЛ кЛ ОНИ, м

!"" 20 40 2.5 5 10 1,5 20

20 40 2.0 5 10 1,5 10

К) 20 1.8 5 10 1,5 5

5 К) 2.5 2 4 1.5 10

Па результатов исследования

выполнения снаемы защиты ЭИТ от ИЭМП.

разработана методика

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Определены вероятностные модели амплитуд ИЭМП в СЭС 0,22-0,4 кВ. Установлено, что с вероятностью 0,05 величина амплитуды ИЭМП в СЭС 0,4 кВ общего назначения, в точке общего присоединения потребителей, не превысит 1140 В, а с вероятностью 0,02 - 1400 В. Указанные величины амплитуд ИЭМП рекомендуются в качестве нормально допустимой 11икш =1140 В и

предельно допустимой UllMn =1400 В нормы ПКЭ - импульсного

напряжения для СЭС 0,22-0,4 кВ общего назначения.

2. Предложены дискретные уровни устойчивости- ЭИТ при воздействии стандартных ИЭМП. Уровень импульсной прочности внутренней изоляции ЭИТ, превышение которого приводит к необратимому повреждению ЭИТ, принимается равным 1500 В. Уровень гарантированной помехоустойчивости ЭИТ, превышение которого приводит к временным нарушениям функционирования ЭИТ, принимается равным 500 В при воздействии симметричной помехи и 1000 В при воздействии несимметричной помехи.

3. Рекомендованы правила выполнения систем заземления и уравнивания потенциалов, увеличивающие эффективность защиты ЭИТ от ИЭМП. Обоснован, учет многослойной электрической структуры земли при проведении расчетов сопротивления ЗУ ЭУ. Рекомендована методика расчета ЗУ ЭУ с учетом многослойной электрической структуры земли. Применение рекомендованной, методики дает расхождение между измеренным и рассчитанным, значением сопротивления ЗУ ЭУ не более 10%.

4. Разработана методика обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии кондуктивных ИЭМП. Методика основана на комплексном применении ограничителей перенапряжения нелинейных в различных схемах защиты ЭИТ и позволяет обеспечить заданное качество функционирования ЭИТ с учетом экономической целесообразности.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

I. Сливкин В.Г. Защита технических средств компьютерной сети с

помощью источников бесперебойного питания. // Надежность и

качество: Тр. междунар. симпоз. 24 - 31 мая 1999 г. - Пенза: ПГУ, 1999. -

С. 298- 300.

2. Сливкин В.Г. О необходимости защиты источников бесперебойного питания от импульсных перенапряжений. // Тр. мол одеж. науч. общ. -Самара: СамГТУ, 1999. - С. 69-74.

3. Сливкин В.Г. Влияние помех в заземляющем устройстве на.работу технических средств компьютерной сети и способы защиты от них. // Надежность и качество: Тр. междунар. симпоз. 24-3 1 мая 1999 г. -Пенза: ПГУ, 1999. - С. 300 - 302.

4. Сливкии В. Г. Допустимые кратности перенапряжений для электронного оборудования. // Тез. докл. 7-ой Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. «Микроэлектроника и информатика-2000». - М.:, 2000. - С. 67-68.

5. В.Г. Гольдштейн, В.Г. Сливкин. Анализ электромагнитной совместимости электроприемников низкого напряжения при несимметричных режимах работы высоковольтных электрических сетей. // Вестник СамГТУ №16,2002. - Самара, 2002. - С. 205 - 208.

6. Гольдштейн В.Г., Калабин А.Г., Сливкин В.Г. Анализ электромагнитной совместимости электрооборудования 0,4 кВ при выносе потенциала с заземляющего устройства электроустановки. // Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов: Тр. 3-ей Всерос. науч.-техн. конф. Благовещенск, 2003. - С. 435 - 438. Личный вклад автора. Все основные положения диссертации

разработаны автором лично. В работах, написанных в соавторстве, автору

принадлежат разработка математических моделей [6], расчетная часть [5] и

обработка результатов исследований [5, 6].

Разрешено к печати диссертационным советом Д 212.217.04 Протокол № 11 от 29.12.03

Заказ № /^У . Формат 60x84 1/16. Бумага тип. №1. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Самарский государственный технический университет. Типография СамГТУ. 443100, г. Самара, Молодогвардейская ул. 244, Главный корпус

•-8ОО0

ВВЕДЕНИЕ.

4 1. АНАЛИЗ КОНДУКТИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 0,22 - 0,4 кВ

1.1. Общая характеристика кондуктивных импульсных электромагнитных помех.

1.2. Грозовые импульсные помехи .:.

1.3. Коммутационные импульсные помехи.

1.3.1. Импульсные помехи, возникающие при несимметричных режимах работы сетей с заземленной нейтралью.

1.3.2. Импульсные помехи, возникающие в системах электроснабжения 0,4 кВ в результате перехода через силовой трансформатор из систем электроснабжения 6-10кВ.

1.3.3. Импульсные помехи, возникающие при однофазном коротком замыкании на силовом трансформаторе.

1.3.4. Импульсные помехи, возникающие в результате различных процессов в электрических сетях 0,22 - 0,4 кВ.

1.4. Выводы по первой главе.

2. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МОДЕЛИ КОНДУКТИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ. 2.1. Статистическая оценка параметров импульсных помех в системах электроснабжения 0,22 - 0,4 кВ.

2.2. Определение законов распределения амплитуд импульсных электромагнитных помех.

2.3. Выводы по второй главе.

3. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

3.1. Уровни импульсной прочности внутренней изоляции электрооборудования 0,22 - 0,4 кВ.

3.2. Уровни помехоустойчивости электрооборудования информационных технологий.

3.3. Выводы по третьей главе.

4. ОСОБЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

4.1. Типы систем заземления электроустановок 0,22 - 0,4 кВ.

4.2. Требования к заземляющим устройствам электроустановок при выполнении защиты от импульсных помех.

4.2.1. Обеспечение эквипотенциального соединения в системах заземления.

4.2.2. Повышение точности расчета сопротивления заземляющих устройств электроустановок за счет учета многослойной электрической структуры земли.

4.3. Выводы по четвертой главе.

5. МЕТОДИКА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОНДУКТИВНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ.

5.1. Анализ современных защитных аппаратов.

5.2. Оценка необходимости установки защиты от импульсных помех

5.3. Схемы установки ограничителей- перенапряжения нелинейных в зависимости от типа системы заземления.

5.4. Правила выбора параметров ограничителей перенапряжения нелинейных.

5.5. Выбор аппаратов защиты ограничителей перенапряжения нелинейных

5.6. Рекомендации по применению каскадных схем защиты электрооборудования информационных технологий.

5.7. Правила подключения ограничителей перенапряжения нелинейных.

5.8. Алгоритм обеспечения помехозащищенности электрооборудования информационных технологий.

5.9. Выводы по пятой главе.

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность темы работы

В настоящее время в различных сферах народного хозяйства широко применяется электрооборудование (ЭО), питание которого осуществляется от системы электроснабжения общего назначения напряжением 0,22 - 0,4 кВ (СЭС), выполняющее основную функцию, связанную с вводом, хранением^ отображением, поиском, передачей и обработкой информации, т.е. электрооборудование информационных технологий (ЭИТ).

ЭИТ используется для построения современных информационных систем, задействованных в выполнении широкого круга ответственных задач в науке, бизнесе, промышленности, энергетике, медицине, железнодорожном и авиатранспорте и т.д. Поэтому, в отличие от обычного ЭО, к надежности и качеству функционирования ЭИТ зачастую предъявляются чрезвычайно жесткие требования, связанные с потребностью получения достоверной информации.

Однако анализ литературных источников [1-11] указывает на постоянное возрастание составляющей ущербов, связанной с повреждениями ЭИТ в результате воздействия импульсных электромагнитных помех (ИЭМП). Так, согласно данным российских и зарубежных ученых, на долю ИЭМП приходится до 18 % от общего числа всех типов ЭМП, возникающих в СЭС 0,4 кВ [9], а воздействие ИЭМП на ЭИТ, по некоторым оценкам [11], в 35% случаях становится причиной нарушений в работе оборудования информационных технологий (рис. B.l, В.2).

При этом экономическая составляющая ущербов от повреждения ЭИТ варьируется, в зависимости от масштабов деятельности предприятия, от 1000 до 50000 долларов США в час [10]. По данным Британского департамента торговли и промышленности, ущерб от одного отказа в работе информационных систем крупных коммерческих предприятий в среднем составляет 166

Импульсные ЭМГ 18°/

Пропадания напряжения 12%

Импульсные ЭМП 34,6'М

Халатность персонала 23,5%

Провалы напряжения 45%

Воздействие воды 6.5%

Прочие ЭМП 25%

Прочие случаи 31,4%

4,0%

Рис. В.1. Распределение электромагнитных помех в СЭС 0,4 кВ

Рис. В. 2. Распределение причин повреждения ЭИТ тысяч долларов США [12]. Официальные систематизированные данные по России отсутствуют. По данным автора средний ущерб от одного отказа в работе информационных систем составляет от 1000 до 30000 долларов США

Следует отметить,. что особенность работы ЭИТ такова, что ущербы, связанные с нарушением информационных процессов, многократно превышают ущербы от физического повреждения технических компонентов ЭИТ. Данная особенность хорошо иллюстрируется случаем поражения молнией высотного административного здания в городе Кельне (Германия). В результате воздействия грозовых ИЭМП вышло из строя оборудование на сумму 1,1 млн. долларов США, а ущерб от потери информации на нескольких ЭВМ составил 2,25 млн. долларов США [1].

Увеличение количества случаев повреждений ЭИТ, регистрируемое в последнее десятилетие, связано с явным несоответствием параметров ИЭМП в СЭС и устойчивости ЭИТ, которые являются случайными величинами. Следовательно, необходимо детальное исследование вопроса обеспечения ЭМС ЭИТ при воздействии ИЭМП на основе определения и сопоставления вероятностных параметров помехоустойчивости ЭИТ и помехоэмиссии ИЭМП в СЭС, что и определяет научную актуальность диссертационной работы.

Значительные экономические ущербы указывают на необходимость разработки комплекса научно-обоснованных технических, методологических и организационных мероприятий для обеспечения помехозащищенности ЭИТ с учетом требуемой надежности и экономической целесообразности, что обуславливает практическую актуальность диссертационной работы. Цель работы и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является обеспечение электромагнитной совместимости электрооборудования информационных технологий, питание которого осуществляется от СЭС 0,22 - 0,4 кВ общего назначения при воздействии ИЭМП.

Исходя из поставленной цели, в работе решаются следующие научные и практические задачи:

1. Исследование и определение параметров ИЭМП, возникающих в СЭС 0,22 — 0,4 кВ.

2. Исследование и определение уровней помехоустойчивости ЭИТ при воздействии ИЭМП.

3. Разработка правил построения системы заземления ЭИТ на основе требований ЭМС.

4. Разработка методики обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии кондуктивных ИЭМП.

Основные методы научных исследований.

При проведении работы использованы методы математического анализа, физического и математического моделирования ИЭМП. Обработка результатов измерений ИЭМП проводилась с применением теории вероятностей и математической статистики. Теоретические исследования сопровождались разработкой математических моделей и методик. Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации действующих СЭС предприятий.

Так, при исследовании ИЭМП широко использовались методы математического моделирования, а обработка материалов экспериментов проводилась методами математической статистики. При проведении анализа устойчивости ЭИТ широко применялись методы теории множеств, а оценка физических процессов в заземляющих устройствах проводилась с применением метода наведенных потенциалов.

Научная новизна.

1. Получены вероятностные модели амплитуд ИЭМП, возникающих в СЭС 0,22 - 0,4 кВ.

2. Предложен метод анализа помехоустойчивости ЭИТ при воздействии ИЭМП, учитывающий основные отличия в оценке устойчивости ЭИТ при воздействии ИЭМП по сравнению с другими типами ЭО, не связанными с информационными процессами.

3. Обоснован учет многослойной электрической структуры земли при расчете сопротивления заземляющих устройств (ЗУ) ЭИТ, и предложена методика, реализующая это положение.

4. Разработана методика обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии ИЭМП.

Практическая ценность.

1. Определены нормально и предельно допустимые нормы показателя качества электроэнергии (ПКЭ) — импульсного напряжения для СЭС 0,22 - 0,4 кВ общего назначения.

2. Экспериментально определены коэффициенты импульсной передачи трансформаторов ТМ напряжением 6-10/0,4 кВ при воздействии ИЭМП на обмотку высокого напряжения.

3. Определены дискретные уровни помехоустойчивости ЭИТ при воздействии стандартизированных ИЭМП с учетом заданных критериев качества функционирования оборудования.

4. Рекомендованы способы выполнения систем заземления и уравнивания потенциалов, существенно повышающие эффективность защиты ЭИТ и снижающие вероятность возникновения опасных ИЭМП. Для повышения точности расчета сопротивления ЗУ ЭУ предложена методика, учитывающая многослойную электрическую структуру земли.

5. Определены схемные и аппаратные способы обеспечения помехозащищенности ЭИТ от ИЭМП с применением современных защитных аппаратов — ограничителей перенапряжения нелинейных.

Реализация результатов работы.

Результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования ЗАО «Самарский Электропроект» (г. Самара) и ООО «Спецэнергомонтаж» (г. Самара). Использованы Самарским отделением № 28 Сбербанка РФ при создании информационной системы автоматизации банковских работ. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Автоматизированные электроэнергетические системы» Самарского государственного технического университета.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Вероятностные модели амплитуд импульсных ЭМП в СЭС 0,22 - 0,4 кВ.

2. Нормально и предельно допустимые нормы ПКЭ - импульсного напряжения для СЭС 0,4 кВ.

3. Уровни помехоустойчивости ЭИТ при воздействии ИЭМП.

4. Рекомендации по построению систем заземления и уравнивания потенциалов, разработанные с учетом ЭМС ЭИТ.

5. Рекомендации по повышению точности расчета ЗУ ЭИТ за счет учета многослойной электрической структуры земли.

6. Методика обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии ИЭМП.

Достоверность полученных результатов.

Обоснованность и, достоверность научных положений, теоретических выводов, основных результатов и рекомендаций диссертации подтверждены:

- экспериментальными исследованиями ИЭМП в действующих СЭС 0,4 кВ с последующей обработкой данных методами теории вероятностей и математической статистики;

- удовлетворительным совпадением результатов математического и физического моделирования с результатами натурных экспериментов и измерений;

- опытом эксплуатации систем защиты ЭИТ от ИЭМП, спроектированных с применением основных положений диссертационной работы.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международном симпозиуме «Надежность и качество» (г. Пенза, 1999 г.), на седьмой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-2000» (г. Москва, 2000 г.), на третьей Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» (г. Благовещенск, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, 4 приложений и содержит 152 стр. основного текста, включая 42 рисунка и 24 таблицы, 15 стр. списка использованной литературы из 152 наименований, 14 стр. приложений.

5.9. Выводы по пятой главе

Всесторонний анализ задач ЭМС ЭИТ позволил определить комплекс технических мероприятий для обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии импульсных помех. Комплекс технических мероприятий, направленных на ограничения импульсных ЭМП, в значительной степени опирается на широкое использование ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН), отличающихся лучшими показателями применения и являющихся одним из наиболее эффективных средств защиты чувствительного оборудования.

На основании подробного анализа типов систем заземления СЗ), применительно к практике защиты ЭИТ от ИЭМП, определены необходимые схемы установки ОПН в зависимости от применяемого типа СЗ.

Даны подробные рекомендации по выбору параметров ОПН. Определены

Рис.

5.10. Блок-схема обеспечения помехозащищенности ЭИТ правила подключения ОПН и выполнения их защиты от сверхтоков и перегрузок.

Для обеспечения низкого остающегося напряжения при защите ЭИТ рекомендовано применять каскадные схемы подключения ОПН с различными параметрами. Даны рекомендации по обеспечению координации между ОПН, при их каскадном подключении.

На основании результатов исследований разработана методика и алгоритм обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии кондук-тивных импульсных помех, учитывающие все последовательные этапы технических мероприятий ограничения ИЭМП.

137

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Определены вероятностные модели амплитуд ИЭМП в СЭС 0,22-0,4 кВ. Установлено, что с вероятностью 0,05 величина амплитуды ИЭМП в СЭС 0,4 кВ общего назначения, в точке общего присоединения потребителей, не превысит 1140 В, ас вероятностью 0,02 — 1400 В. Указанные величины амплитуд ИЭМП рекомендуются в качестве нормально допустимой иимп=\\Л0В и предельно допустимой Uимп = 1400 В нормы ПКЭ — импульсного напряжения для СЭС 0,22-0,4 кВ общего назначения.

2. Предложены дискретные уровни устойчивости ЭИТ при воздействии стандартных ИЭМП. Уровень импульсной прочности внутренней изоляции ЭИТ, превышение которого приводит к необратимому повреждению ЭИТ, принимается равным 1500 В. Уровень гарантированной помехоустойчивости ЭИТ, превышение которого приводит к временным нарушениям функционирования ЭИТ, принимается равным 500 В при воздействии симметричной помехи и 1000 В при воздействии несимметричной помехи.

3. Рекомендованы правила выполнения систем заземления и уравнивания потенциалов, увеличивающие эффективность зашиты ЭИТ от ИЭМП. Обоснован учет многослойной электрической структуры земли при проведении расчетов сопротивления ЗУ ЭУ. Рекомендована методика расчета ЗУ ЭУ с учетом многослойной электрической структуры земли. Применение рекомендованной методики дает расхождение между измеренным и рассчитанным значением сопротивления ЗУ ЭУ не более 10%.

4. Разработана методика обеспечения помехозащищенности ЭИТ при воздействии кондуктивных ИЭМП. Методика основана на комплексном применении ограничителей перенапряжения нелинейных в различных схемах защиты ЭИТ и позволяет обеспечить заданное качество функционирования ЭИТ с учетом экономической целесообразности.

1. Альбокринов В. С., Гольдштейн В. Г., Халилов Ф. X. Перенапряжения и защита от них в электроустановках нефтяной промышленности.— Самара: Самарский университет, 1997.-324 с.

2. Кравченко В. И. Грозозащита радиоэлектронных средств: Справочник. -М.: Радио и связь, 1991.-264 с.

3. Барнс Дж. Электронное конструирование: Методы борьбы с помехами: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 228 с.

4. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи: Пер. в англ. Под ред. А. И. Сапгира. — М.: Советское радио, 1977. -Вып. 1. — 352 с.

5. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. — М.: Энергоатомиздат, 1995.-293 с.

6. Шваб А. Электромагнитная совместимость: Пер. с нем. В. Д. Мазина и С. А. Спектора. 2-е изд., перераб. и доп / Под ред. Кужекина. М.: Энергоатомиздат, 1998. — 480 с.

7. Черепанов В. П., Хрулев А. К., Блудов И. П. Электронные приборы для защиты радиоэлектронной аппаратуры от электрических перегрузок: Справочник. М.: Радио и связь, 1994. - 224с.

8. Цапенко Е. Ф. Перенапряжения в сети 0,4 кВ при однофазном замыкании на корпус трансформатора на стороне 6-10 кВ. // Промышленная энергетика. 1974. №3.- С. 14-17.

9. Гамазин С. И., Цырук С.А., Зинчук Д. Е. Импульсные напряжения в низковольтных распределительных сетях, вызванные молниеразрядами. // Промышленная энергетика. 2000. № 2. С. 27 - 31.

10. Гамазин С. И., Цырук С.А., Зинчук Д. Е. Импульсные напряжения в низковольтных распределительных сетях, вызванные коммутационными процессами. // Промышленная энергетика. 2000. №3. — С. 28 — 33.

11. Гарбаняти Э., Баттиста Б., Пипаро JL Защита от перенапряжений. ABB Electroconductor, 1999. 16 с.

12. Игнатушенко В. Отказоустойчивость компьютеров и банки. // Банковские технологии. 1997. № 10. С. 104 - 107.

13. Гольдштейн В. Г. Электромагнитная совместимость систем электроснабжения нефтяной промышленности при внешних и внутренних импульсных электромагнитных воздействиях: Автореф. дис. докт. техн. наук. Самара, 2002. 43 с.

14. Электромагнитная совместимость электроприемников промышленных предприятий // А. К. Шидловский, Б. П. Борисов, Г. Я. Вагин и др. — Киев: Наукова думка, 1992. 121 с.

15. Вагин Г. Я. Электромагнитные помехи и электромагнитная совместимость электроприемников промышленных предприятий. // Промышленная энергетика. 1994. №7. — С. 37 — 40.

16. Вагин. Г. Я. О необходимости разработки нормативных документов по электромагнитной совместимости электроприемников. // Промышленная энергетика. 1996. № 11. С. 47 - 48.

17. Дульзон А. А., Гиндулин Ф. А., Гольдштейн В. Г., Халилов Ф. X. Перенапряжения в сетях 6-35 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 192 с.

18. Богатенков И. М., Гольдштейн В. Г., Халилов Ф. X. Перенапряжения и защита от них в распределительных сетях. — М.: Электричество, 1980.

19. Гольдштейн В. Г. и др. Учет характеристик подхода в расчете грозозащиты подстанций. В кн.: Грозозащита в районах с высоким удельным сопротивлением грунта. - Апатиты: Изд-во Кольск. ф-ла АН СССР, 1982.-С. 33-36.

20. Гольдштейн В. Г. О проблемах электромагнитной совместимости в электроснабжении, электротехнических комплексах и системах. //Вестн. СамГТУ. Сер. «Технич. науки». Вып. 13. Самара, 2001. - С. 219 - 224.

21. Гольдштейн В. Г. Статистические методы исследования электромагнитной совместимости электроустановок в электроснабжении от внешнихатмосферных грозовых воздействиях. // Вестн. СамГТУ. Сер. «Технич. науки». Вып. 14. Самара, 2002. - С. 159 - 171.

22. Жежеленко И. В., Шиманский О. Б. Электромагнитные помехи в системах электроснабжения промышленных предприятий.- Киев: Вигца школа, 1986.

23. Жежеленко И. В., Саенко Ю. JI. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 3 изд.,перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 2000. - 252 с.

24. Железко Ю. С. Работы СИГРЭ в области электромагнитной совместимости // Электричество. 1995. № 10. — С. 73-78.

25. Железко Ю. С. Стандартизация параметров электромагнитной совместимости в международной и отечественной практике. // Электричество.1. Ю 1996. № 1.-С.2-7.

26. Базуткин В. В., Кадомская К. П., Костенко М. В., Михайлов Ю. А. Перенапряжения в электрических системах и защита от них. — СПб.: Энергоатомиздат, 1995 223 с.

27. Карташев И. И. Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения. // Электротехника. 2001. № 4. — С. 57 — 61.

28. Костенко М. В., Михайлов Ю. А., Халилов Ф. X. Электроэнергетика. Электромагнитная совместимость: Учеб. пособ. Ч. 1. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1997.- 104 с.

29. Ларионов В. П. Молниезащита. Ч. 2 // Электричество. 1999. №7. — С. 64 — 68.

30. Ларионов В. П. Молниезащита Ч. 3 // Электричество. 1999. №9. — С. 61 — 68. ^

31. Лоханин А. К. Вопросы координации изоляции электрооборудования высокого напряжения для сетей переменного тока в мировой практике. // Электричество. 1997. № 5. С. 19-23.

32. Гиндулин Ф. А., Дульзон А. А., Халилов Ф. X. Повышение надежности молниезащиты электрических сетей 6 — 35 кВ. // Энергетическое строительство. 1988. № 9. С. 15 23.

33. Рыбаков Л. М., Халилов Ф. X. Вопросы ограничения перенапряжений в сетях 6 — 35 кВ. Красноярск: Изд-воКраснояр. ун-та, 1991. — 152 с.

34. Зархи И. М., Мешков В. Н., Халилов Ф. X. Внутренние перенапряжения в сетях 6 35 кВ. - Л.: Наука, 1986. - 128 с.

35. ГОСТ 13109-97. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

36. 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.

37. ГОСТ Р 51317.6.2 99 (МЭК 61000-6-2-99). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в промышленных зонах. Требования и методы испытаний.

38. ГОСТ Р 51318.14.2 99 (СИСПР 14-2-97). Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Требования и методы испытаний.

39. ГОСТ Р 51318.24 99 (СИСПР 24-97). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость оборудования информационных технологий к электромагнитным помехам. Требования и методы испытаний.

40. ГОСТ Р 51317.2.5 2000 (МЭК 61000-2-5-95). Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств.

41. Руководящие указания по защите от грозовых и внутренних перенапряжений электрических сетей 6 — 1150 кВ единой энергосистемы СССР. Т.2. Грозозащита линий и подстанций 6 1150 кВ.- СПб.: НИИПТ, 1991.

42. Методические указания по применению ограничителей перенапряжений нелинейных в электрических сетях 6-35 кВ.— М.: Сопротэк-11,2001. — с. 73.

43. Базуткин В. В., Дмоховская JI. Ф. Расчет переходных процессов и перенапряжений. М.: Энергоатомиздат, 1983. — 328 с.

44. Костенко М. В. Техника высоких напряжений. — М.: Высш. шк., 1973. -528 с.

45. Гурвич И. С. Защита ЭВМ от внешних помех.— М.: Радио и связь, 1984. -221 с.

46. Мкртчян Ж. А. Основы построения устройств электропитания ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1990. 208 с.

47. Кравченко В. И., Болотов Е. А., Летунова Н. И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. — М.: Радио и связь, 1987. -256 с.и 48. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания // Векслер

48. Г. С., Недочетов В. С., Пилинский В. В. и др. — Киев: Техника, 1990. — 167с.

49. Носов В. В. Электромагнитная совместимость и функциональная безопасность технических средств. // Приборы и системы управления. 1999. №7.— С. 49-58.

50. Канищев А. В., Кечиев Л. Н., Кузьмин В. И. Обеспечение электромагнитной и биоэлектромагнитной совместимости при интегрировании локальных вычислительных сетей. // Приборы и системы управления 1997.№9.-С. 49-51.

51. Конторович Г. Я., Носов В. И. Электромагнитная совместимостьрадиоэлектронных средств. — М.: Радио и связь, 1993 240с.

52. Цапенко Е. Ф. Причиной пожаров в зданиях могут быть перенапряженияw>в сетях 0,4 кВ. // Промышленная энергетика. 2000. № 1. — С. 34 — 35.

53. Леденеев Ю. П. О перенапряжениях в распределительных сетях 0,4 кВ при аварийных режимах. // Энергетик. № 10, 2001. — с. 23 24.

54. Дьяков А. Ф., Максимов Б. К., Борисов Р. К. и др. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 2003. 768 с.

55. Зинчук Д. Е. Импульсные напряжения в системах электроснабжения и способы ограничения их последствий: Дис. канд. техн. наук. — М., 2000. — 125 с.

56. D. Fulchiron. Surtensions et coordination de l'isolement. // Cahier Technique Merlin Gerin. 1992. № 151.-24 p.

57. РД. 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.-М., 1988.-введ. с 01.07.1988.-50 с.

58. Разевиг Д. В. Техника высоких напряжений. Изд. 2- е, перераб. и доп. — М.: Энергия, 1976. 488 с.

59. NF С 17-102. Protection des structures et des zones ouvertes contre la foudre par paratonnerre a dispositifd'amorcage. Juillet, 1995.

60. NF С 17-100. Protection des structures contre la foudre. Installation de paratonnerres. Decembre, 1997.

61. UTE С 15-900. Protection des installations de communicatione contre les surtentions d'origine atmospherique.

62. Guide de la protection contre les effete de la foudre. UTE, 2000. 127 p.

63. Ефимов Б. В. Садовская Е. Ю. Развитие перенапряжений на подземных кабелях, вызванных близкими разрядами молнии. // Труды ЛИИ. 1980. № 369. С. 63 - 67.

64. Ларионов В. П. Защита жилых домов и производственных сооружений от молнии. Изд. 3. — М.: Энергия, 1974. 56 с.

65. Ara Kouyoumdjian. La foudre et la protection des installations. 1997. 219p.

66. Roland Calvas. Les perturbations electriques en ВТ. // Cahier Technique Schneider Electric. 2001. № 141. -32 p.

67. МЭК 60664-1-92. Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Общие требования и методы испытаний.

68. Christophe Seraudie. Surtention et parafoudres en ВТ. // Cahier Technique Merlin Gerin. 1995. № 179. 19 p.4л

69. Сливкин В.Г. Защита технических средств компьютерной сети с помощью источников бесперебойного питания. // Надежность и качество: Тр. междунар. симпоз. 24 31 мая 1999 г. - Пенза: ПТУ, 1999. - С. 298 - 300.

70. В. Г. Гольдштейн, В. Г. Сливкин. Анализ электромагнитной совместимости электроприемников низкого напряжения при несимметричных режимах работы высоковольтных электрических сетей. //Вестн. СамГТУ.2002. №16.-С. 205-208.

71. Костенко М. В. Взаимные сопротивления между воздушными линиями с учетом поверхностного эффекта в земле. // Электричество. 1955. № 10. — С. 15-18.

72. Иоссель Ю. Я., Каганов Э. С., Струнский М. Г. Расчет электрической емкости. М.: Энергия, 1969. С. 63 - 67.

73. Рыбаков JI. М., Халилов Ф. X. Повышение надежности работы трансформаторов и электродвигателей высокого напряжения.- Иркутск: Изд во Иркут. ун-та, 1991.- 155 с.

74. Пономарев Ю. И. Грозозащита распределительных трансформаторов со ^ стороны обмоток низшего напряжения. // Электрические станции. 1968.6.-С. 56-61.

75. Сиротинский Л. И. Техника высоких напряжений. Ч. 2. Вып. 1. — М.: Госэнрегоиздат, 1959. 365 с.

76. Пономарев Ю. И. Магнитная квазистационарная передача импульсных напряжений в трансформаторах. // Электричество 1971. № 3.— С. 35 — 38.

77. Геллер Б., Веверка А. Импульсные процессы в электрических машинах. Пер. с англ. М.: Энергия, 1973. — 340 с.

78. Люлысо В. А., Мамонова О. М. Перенапряжения в блоках генератор -трансформатор. // Электричество. 1965. № 5. С. 22 — 27.

79. Богословский П. В., Пономарев. Ю. И., Пухов Б. И. Защита распределительных трансформаторов от перенапряжения. // Сб. тр. Ивановского энерг. ин та. Вып. 10. - Иваново, 1962. - С. 89 - 97.

80. Тульчин И. К., Нудлер Г. И. Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий. — М.:Энергоатомиздат, 1990. — 480 с.

81. Глушко В. И., Ямный О. Е. Расчет входного сопротивления кабельных линий и выноса потенциала по ним. // Электрические станции. 1990. №5. — С. 68-71.

82. Бикфорд Дж. П., Мюлине Н., Рид Дж. Р. Основы теории перенапряжений ^ в электрических сетях. М.: Энергоиздат, 1981.

83. Глушко В. И., Ямный О. Е. К вопросу выноса потенциала из электроустановок. В кн.: Теоретические и электрофизические проблемы растекания токов в мощных заземляющих устройствах в многолетнемерзлых грунтах Крайнего Севера. — Норильск, 1982. С. 21 — 24.

84. Стрижевский И. В., Дмитриев В. И. Теория и расчет влияния электрифицированной железной дороги на подземные металлические сооружения. М.: Стройиздат, 1967. - 121 с.

85. Ольховский В. Я., Тихомиров А. Ф. Экспериментальное исследование помех по электропитанию в четырехпроводных сетях до 1000 В. // Электромеханика. 1988. № 9. С. 92 94.

86. Левин Д. 3. Результаты измерения сетевых помех в цепях ряда промышленных предприятий. // Помехи в цифровой технике-74. /Сб. тр. науч.-практич. конф. — Вильнюс, 1974 г. — 232 с.

87. Jasper J. Goedbloed Transients in Low-Voltage Supply Networks. // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 29, № 2, May 1987.

88. Laidley W. H., Harford J. R. Powerline Surge Suppresion: Why You Want (and

89. Need) More Than MOV'S. // Power Quality, October 1989.

90. Справочник по теории вероятности и математической статистике. / В. С. Королюк, Н. И. Портенко, А. В. Скороходов, А. Ф. Турбин. М.: Наука, 1985.-640 с.

91. Гурский Е. И. Теория вероятности с элементами математической статистики. М.: Высшая школа, 1971. - 328 с.

92. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. - 480с.

93. ГОСТ 29280-92. Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Общие положения.

94. Нормы испытания электрооборудования. Под общей редакцией С. Г. Королева. 5-е изд. — М.: Атомиздат, 1978. - 304 с.

95. ГОСТ 1516.1 97. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.

96. Кондратьев Б. В., Попов Б. В. Ограничители для защиты радиоэлектронной аппаратуры от перенапряжений. // Зарубежная электронная техника. 1983. №6.-С. 42-91.

97. Сливкин В. Г. Допустимые кратности перенапряжений для электронного оборудования //Тез. докл. 7 Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. «Микроэлектроника и информатика-2000».— М., 2000 г. — С. 67 — 68.

98. МЭК 60664-1-92. Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Общие требования и методы испытаний.

99. ГОСТ 6433.3-71. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении.

100. ГОСТ 27427-87 (МЭК 343-70). Материалы электроизоляционные. Методы относительного определения сопротивления пробою поверхностными разрядами.

101. ГОСТ 27474-87 (МЭК 585-84). Материалы электроизоляционные. Методы испытания на сопротивление образованию токопроводящих мостиков и эрозии в жестких условиях окружающей среды.

102. ГОСТ Р 50571.19 2000 (МЭК 60364-4-443-95). Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Глава 44. Защита от перенапряжений. Раздел 443. Защита электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений.

103. Сливкин В. Г. О необходимости защиты источников бесперебойного питания от импульсных перенапряжений. // Тр. молодеж. науч. общ. Самара: Изд-во СамГТУ, 1999. С. 69 - 74.

104. Сливкин В.Г. Влияние помех в заземляющем устройстве на работу технических средств компьютерной сети и способы защиты от них. // Надежность и качество: Тр. междунар. симпоз. 24 31 мая 1999 г.- Пенза: ПГУ, 1999.-С. 300-302.

105. ГОСТ Р 50571.20 2000 (МЭК60364-4-444-96). Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Глава 44. Защита от перенапряжений. Раздел 444. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями.

106. Карякин Р. Н. Нормативные основы устройства электроустановок. — М.: Энергосервис, 1998.-273 с.

107. ГОСТ Р 50571.2 1994 (МЭК60364-3-93). Электроустановки зданий. Ч.З. Основные характеристики.

108. ГОСТ Р 50571.10 1996 (МЭК60364-5-54-80). Электроустановки зданий. 4.5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники.

109. Правила устройства электроустановок. Раздел 1,7. — 7-е изд. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. — 176 с.

110. ГОСТ P 50571.21-2000. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации.

111. ГОСТ Р 50571.22-2000. Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации.

112. Якобе А. И. Приведение многослойной электрической структуры земли к эквивалентной двухслойной при расчете сложных заземлителей. // Электричество. 1970. № 8. С. 19 - 23.

113. Якобе А. И., Ослон А. Б., Станкеева И. Н. Метод расчета сложных заземлителей в многослойной земле. // Электричество. 1981. № 5. С. 27 33.

114. Якобе А. И., Коструба С. И., Живаго В. Т. Расчет сложных заземляющих устройства с помощью ЦЭВМ. — Электричество. 1967. № 8. С. 21 — 28.

115. Колечицкий Е. С. Основы расчета заземляющих устройств — М.: Изд-во МЭИ, 2001.-48 с.

116. Бургсдорф В. В., Якобе А. И. Заземляющие устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 400 с.

117. Найфельд Н. Р. Заземление, защитные меры электробезопасности. — М.: Энергия, 1971.-312 с.

118. Якобе А. И. Теоретическое обоснование метода наведенного потенциала и его частных случаев. // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1967. №4.-С.46-52.

119. Overvoltage protector : Заявка 96/2334 Междунар. РСТ, МКИ6 Н 2 Н 3/14, 9/04, В 60 М 5/02 / Gerlach Horst; Elpro AG Berlin Industrieelektronik und Anlagenbau. № 95/00238; Заявл. 24.1.95; Опубл. 1.8.96.

120. Dispositif eclateur pour la protection de lignes electriques et/ou dappareils electriques contre des surtensions temporaires: Заявка 2770939 Франция, МПК6 H 01 T 1/10, H 01 T 4/14, 1/22 / Rousseau Alain, Quentin Nicolas,

121. Hassanzadeh Mehrdad; Soule Materiel Electrique SA. N2 9714153; Заявл. 12.11.99; Опубл. 14.5.99.

122. Sufge suppression system: Пат. 5555150 США, МПК6 H 02 H 9/04 / Newman Robert С.; Lutron Electronics Co., Inc. № 424111; Заявл. 19.4.95; Опубл. 10.9.96; НПК 361/56.

123. Ограничитель перенапряжений. Surge arrester: Заявка 2322487 Великобритания, МПК6 Н 01 С 7/12 / Doone Rodney Meredith, Short Patrick George; Bowthorpe Ind. Ltd. № 98039985; Заявл. 25.2.98; Опубл. 26.8.98; НПКН2Н.

124. Устройство для защиты от перенапряжений: Пат. 2097863 Россия, МКЙ Н 01 С 7/12 / Гусейнов Г. А., Иманов Г. М.; АООТ «НИИ Электрокерамика». -№ 96110276/07;Заявл. 21.5.96; Опубл. 27.11.97,Бюл. № 33.

125. Разрядник с параллельными варисторами. Parallel MOV surge arrester: Пат. 5519564 США, МКИ6 Н 02 Н 9/04 / Carpenter R. В. № 272010; Заявл. 8.7.94; Опубл. 21.5.96; НКИ 361/127; 361/56; 338/2L

126. Устройство защиты от перенапряжения. Dispositif de protection contre des surtensions : Заявка 2714231 Франция , МКИ6 H 02 H 9/04, Н I 05 К 9/00 / Arzur Bernard, Girard Christian; FRANCE TELECOM . № 9315412 ; Заявл. 20.12.93 ; Опубл. 23.6.95.

127. Защита для ЭВМ. Mains protection for computers // Elec. Rev. (Gr. Brit.) Elec. Rev. Int.. 1998. - 231, № 4. - C. 36. - Англ.

128. Устройство и метод защиты от перенапряжений. Power surge protection apparatus and method: Пат. 5617284 США, МКИ6 H 02 Н 9/04 / Paradise Rick — № 286520; Заявл. 5.8.94; Опубл. 1.4.97; НКИ 361-58.

129. Разрядник для защиты от перенапряжений. Uberspannungsleiter //Technics (Suisse) .-1998. 47, № 10. - С. 45.-Нем.

130. Киселев Ю. В., Черепанов В. П. Искровые разрядники. М.: Сов радио, 1976.-72 с.

131. Юриков П. А. Вентильные разрядники для электроустановок. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1975. - 96 с.

132. Максимов В. М., Толиков М. С., О применении ограничителей перенапряжений в электрических сетях. // Энергетик. 1998. № 2. С. 27.

133. Анисимов В. Ф., Киселев Ю. В. Новые разрядники для защиты устройства, автоматики и связи // Электронная промышленность. 1995. № 8.— С. 42 — 43.

134. Гаврилов В. П. Полупроводниковые резисторы- варисторы. // Электронная промышленность. 1993. № 1-2. С. 71.

135. Медведев Ф. К., Олеск А. О. Оксидно-полупроводниковые варисторы -эффективные поглотители импульсных перенапряжений. // Техническая электродинамика. 1987. № 6. — С. 73-79.

136. Зайцев Ю. В., Марченко А. Н., Ващенко И. И. Полупроводниковые резисторы в электротехнике М. — Энергоатомиздат, 1988. — 97 с.

137. Валеев X. С., Квасков В. Б. Нелинейные металлооксидные полупроводники. — М.: Энергоатомиздат, 1983 г.- с. 160.

138. Грязное Ю. В., Медведев Ф. К., Олеск А. О. Низковольтные оксидно-полупроводниковые варисторы для защиты от перенапряжений. // Электронная промышленность. 1985. № 8. С. 15— 18.

139. Зайцев Ю. В. , Марченко А. Н. Полупроводниковые стабилитроны. — М.: Энергия, 1969.-40 с.

140. Правила устройств электроустановок. Раздел 6, 7. — 7-е изд. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 1999. — 80 с.

141. Protection des installations electriques basse tersion contre les surtentions d'origine atmospherique UTE С 15-543, 1996. 43 p.

142. Салтыков В.М., Константинов Б.А., Пиковский А.А., Зайцев Г.З. Качество напряжения в электрических сетях. // Повышение качества энергии иинтенсификация энергетического хозяйства. Межвуз. сбор, научн. тр. — Л.: ЛИЭИ им. П. Тольятти, 1979. С. 80-93.

143. Салтыков В.М., Салтыков А.В. Определение области электромагнитной совместимости для группы параллельных ДСП. // Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона. Межвуз. сб. научн. тр. Вып. 4. Ч. 2. Тольятти: ТолПИ, 2001. - С. 357 - 360.

144. Салтыков В. М. Электромагнитная совместимость и энергосберегающие режимы электротехнического комплекса «система электроснабжения — дуговая сталеплавильная печь». // Дис. докт. техн. наук. Самара, 2003. — 405 с.