Методы оценки параметров импульсных помех при распространении в судовых электроэнергетических системах

Фам Тхань Хьет

Электротехнические комплексы и системы

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Методы оценки параметров импульсных помех при распространении в судовых электроэнергетических системах

кандидата технических наук: Фам Тхань Хьет
город: Санкт-Петербург
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.09.03

Диссертация по электротехнике на тему «Методы оценки параметров импульсных помех при распространении в судовых электроэнергетических системах»

Автореферат диссертации по теме "Методы оценки параметров импульсных помех при распространении в судовых электроэнергетических системах"

На правах рукописи

ФАМ ТХАНЬ ХЬЕТ

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ В СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт- Петербург 2006

Работа выполнена на кафедре Электротехники и электрооборудования судов Санкт-Петербургского Государственного морского технического университета.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, доцент

Воршевский Александр Алексеевич

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Глухов Олег Африканович

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник Хромов Вячеслав Васильевич

Ведущая организация: ФГУП ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова.

Защита состоится «» _2006 г. в ч. на засе-

дании диссертационного совета Д 212.228.03 при Санкт-Петербургском Государственном морском техническом университете по адресу: 190008, Санкт-Петербург, Лоцманская, дом 3,актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Государственного морского технического университета.

Автореферат разослан « » ^т/э^^Я 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета д.т.н., профессор

7-М 5"

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное судно является сложной системой включающей в себя многие технические средства с различными функциями и принципами действия. При этом характерно широкое использование в них электротехнических и электронных элементов. Электромагнитные процессы, происходящие при работе каждого такого элемента, в той или иной мере влияют на процессы, протекающие в других элементах, и, в свою очередь оказываются подверженными влиянию с их стороны. Подчас это взаимное электромагнитное влияние может приводить к сбоям в работе отдельных технических средств и серьезным нарушениям нормального функционирования судна в целом. В электроэнергетических системах возникают наиболее сильные электромагнитные возмущения, распространяющиеся кондуктивно и пространственно. Непрерывно происходящие рост мощности судовых электротехнических устройств, повышение чувствительности устройств судовой радиоэлектроники и расширение использования бортовых средств вычислительной техники остро ставят проблему электромагнитной совместимости (ЭМС) судовых технических средств.

Резолюция И МО А813 (19), правило 17 новой главы 5 СОЛАС, стандарты МЭК 60533 и МЭК 60955 требуют обеспечения электромагнитной совместимости судового электронного и электротехнического оборудования, как необходимого условия обеспечения безопасности судна. Электромагнитная совместимость судовых систем зависит от помехоустойчивости отдельного оборудования, уровней создаваемых помех и путей их распространения от источников к оборудованию.

Для обеспечения электромагнитной совместимости необходимо принимать во внимание не только параметры помех в месте возникновения, но и изменение параметров при распространении до восприимчивой к помехам аппаратуры. Вопросы распространения импульсных помех по судоцым кабелям и через средства защиты на судне требуют детального исследования.

Цепь работы. Целью работы является определение изменения параметров импульсных помех (ИП) при распространении в судовых электроэнергетических системах.

С учетом поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- Разработка методов оценки параметров ИП при распространении в судовых кабелях.

- Определение значения параметров судовых кабелей, необходимых для расчета распространения импульсных помех.

- Определение изменения параметров ИП при распространении через кабели, трансформаторы, фильтры и гальванические развязки.

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены с использованием следующих методов исследования:

- Метод распространяющихся (бегущих) волн.

- Моделирование распространения ИП в частотной и временной областях

- Использование пакетов МаШсас), МаАаЬ при решении уравнений, моделировании процессов и математической обработке результатов экспериментов.

- Генетический алгоритм для определения макс " пульса на нагрузке неоднородной линии.

- Использование SPICE моделей элементов ЭЭС.

- Импульсный метод для измерения параметров трансформаторов, параметров электромагнитной связи кабелей и проверки эффективности экранирования помехоподавляющего покрытия кабелей.

- Натурные эксперименты для проверки разработанных математических моделей.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты, которые выносятся на защиту:

- Разработана математическая модель распространения наносекундных ИП в судовых электротехнических кабелях с учетом затухания и неоднородностей.

- Впервые получено значение параметров судовых кабелей, необходимых для расчета распространения наносекундных ИП.

- Определено влияние параметров кабелей, их прокладки на распространение. Впервые получены зависимости параметров помех от разделки кабелей, неоднородностей кабельной трассы.

- Определены максимально возможные амплитуды ИП на судовом электронном оборудовании с учетом эффектов распространения.

- Определена эффективность экранирования помехоподавляющего покрытия кабеля.

- Получены зависимости коэффициента вносимого затухания фильтра для наносекундных ИП от паразитных параметров элементов фильтра.

Практическая ценность и реализация работы.

- Полученные теоретически и экспериментально значения параметров кабелей используются для расчета распространения ИП в кабельной трассе.

- Методика проверки эффективности экранирования помехоподавляющего покрытия и результаты измерений используются при разработке новых видов покрытий кабелей в ФГУП РФ ЦНИИ КН " Прометей".

- Измеренные параметры трансформаторов позволяют рассчитывать распространение ИП через них.

- Зависимости коэффициента вносимого затухания фильтров от параметров элементов предлагается использовать при проектировании средств помехо-защиты.

- Результаты исследования распространения импульсных помех через гальванические развязки ABA 6ТА00В и WAS5 WC HF использованы при выборе средств защиты в ФГУП НПО" Аврора".

Апробация работы. Представленные в диссертации материалы были апробированы в докладах на восьмой российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости (Санкт-Петербург, 2004), международных конференциях по электромагнитной совместимости в Санкт-Петербурге (06.2005) и в Таиланде (08.2005), на заседании секции ЭМС Дома Ученых имени М. Горького (03. 2006).

Публикации по работе. По теме диссертация опубликовано 4 научные работы в трудах российских и международных научно-технических конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литература, включающего 88 наименований Объем работы - 165 страниц, в том числе 18 таблиц и 125 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформированы цели и задачи работы, определены направления их решения и характеризовано содержание глав.

В первой главе излагаются сведения о возникновении, распространении помех на судне, о стандартах к судовому оборудованию по ЭМС. При работе судовых электроэнергетических системах (СЭЭС) в переходных режимах возникают импульсы напряжения, отличающиеся формой и значениями описывающих их параметров. Данные о возможных параметрах ИП необходимо учесть при рассмотрении их распространения.

Анализ международных документов и Российского Морского Регистра судоходства показывает, что наблюдается сближение требований МЭК, МАКО и Российского Морского Регистра судоходства к судовому оборудованию по электромагнитной совместимости. Специальные рекомендации по защите от ИП по путям распространения не сформулированы.

Необходимо рассмотреть распространение наносекундных ИП 5/50 не по ГОСТ Р 51317-4-4 и микросекундных ИП 1/50 мке по ГОСТ Р 51317-4-5 в судовых ЭЭС.

Во второй главе дан обзор методов для расчета распространения ИП по кабелю: супер модель распространения, метод распространяющихся волн, частотный метод, метод конечной разности. Рассмотрены математические модели распространения ИП по однородному кабелю, неоднородному кабелю и математическая модель для расчета наведенных напряжений.

Математическая модель распространения ИП по однородному кабелю. Физическая цепь линии может быть охарактеризована частотными или временными характеристиками. Частотные свойства цепи определяются ее передаточной функцией K(ia>), а временные - переходной функцией h(t)

ч dh(t)

или импульсной переходной функцией g(t) =-.

Математической моделью цепи линии в частотной области является ее передаточная функция. Для регулярной цепи при условии отсутствия внешних помех электромагнитных полей и слабой электромагнитной связи соседними кабелями, передаточная функция длиной цепи имеет следующий вид:

2 ZZ

к(р) =-í-A-ехр(-Г/). (1)

(Z.+ZJ^+Z,)

где: Z0, Z( - сопротивление источника сигнала и нагрузки;

ZB - волновое сопротивление кабеля; у - коэффициент распространения;

/ - длина цепи; exp{-yl) - передаточная функция согласованной цепи.

После подстановки в выражение (1) коэффициента распространения

у = — ^JttJp + pt3 и интегрирования, получаем переходную и импульсную функцию цепи во временной области:

(Л +2в)(21 +2в) у]я>

£й,) =-—--(3)

Нормализованные переходные и импульсные характеристики для согласованной цепи при Лц = = 2В:

А(^) = ег/с(-^); = (4)

лМ 7

где: р~1а> - оператор Лапласа; а> - круговая частота;

-2 1 , Г ' У

ЧЧ?,) = <7, 1 ехР(--<7, = =Ч-Ч3'

т т т

т - т012 = б2/2 / 4 - конструктивная постоянная цепи длиной /, с;

т0 =Ь2 / 4 - конструктивная постоянная цепи, с / км2.

Переходная и импульсная характеристики цепей с учетом потерь только в диэлектрике получается в следующем виде:

, ч 2т/ , , ч „ Ч,т1

я(1 + т I ) яг

где: т = гоя / ; - постоянная времени цепи, имеющей потери только в проводнике, с / тем2;

Т0д - постоянная времени цепи, имеющей потери только в диэлектрике, с/км.

Рассмотренные переходная и импульсная функции позволяют с учетом затухания оценить изменение амплитуды напряжения и длительности фронта помех при распространении по кабелям.

Математическая модель распространения ИП по неоднородному кабелю. Изменение волнового сопротивления из-за высоты прокладки кабелей приводит к многократному отражению волны вдоль цепи распространения.

Длина кабеля на судне может достигать 100 м. Для упрощения расчета многократных отражений от точек изменения волнового сопротивления, разделяем длину кабель на п равных частей. Каждые части вдоль кабеля от 1 до

п имеют волновые сопротивления Тг..... 2п. Многократные отражения и

прохождения волн по неоднородному кабелю могут быть оценены с помощью схемы на рис. 1, где: ив - источник помехи;

ив - начальная волна на входе линия, и = и -— = — (1 + а );

2. + Я 2

Rs - сопротивление источника;

2ь 7.1, , 2п - волновые сопротивления п частей неоднородного кабеля, соответственно;

2« - сопротивление нагрузки;

¿г = = ... = и - временные задержки распространения волны напряжения в каждых частях.

и, г, г, г^ ^ ^

? » ТГ

3 8

1 I

ив

п-1

п+1

■♦1

п-1 волн

»=0 1=21, 1=ЧЦ

Рис. 1. Схема для расчета напряжения импульса при распространении по неоднородной линии, имеющей п точек изменений волнового сопротивления вдоль пути распространения.

Коэффициенты отражений волны в точках изменения волнового сопротивления (1 - п+1), соответственно равны:

В точке 1: а, = ^ - + В точке 2: а2=22- 2^ 12х + 2г\ В точкеЗ: аъ= 2ъ-2г! 2г+2ъ\В точке(дМ): а = 2^ - 2п2 / 2п_г + 2^; В точке л: а =2 -2 12 + 2 ; В точке (п+1): а„ = Л„ -2 12 + Я .

п п и-1 в-1 и ' х ' И Я я я Н

На рис. 1 показано распространение импульса в неоднородном кабеле, который имеет п части равными длинами с сопротивлениями 2ь 22,.., 2„. По методу бегущих волн, напряжение на нагрузке может быть оценено суммированием волн, приходящих на нагрузку через каждые время 213 Цз - временное задержки распространения волны в каждых частях).

В случае, когда кабель имеет п участков одинаковой длины, получаем первый приход волны на нагрузку Ян (время / = 0):

ит = "Д1 + «2 XI + аз)-(1 + + ая).

Второй приход волны на нагрузку через 2и дает следующее напряжение:

иН2 = "».О - - а2«з - аэ<*4 - •••• - «Ы« - аан). Третий приход волны на нагрузку через дает следующее напряжение:

м*э («я )2 « Х-«) +

+а (-« ,)[«„(-а ) + а (-а ,)] + а (1 -Х-«_2) + (-а„_2)[ая(-а ) +

+«("«-.) + «-.(-О] + «-Д1 - «-Д-«-,) + +................................................................................................+

+«,(-«,)[«,(-«.) + «(-«.,) + ••• + <*4(-®,) + а3(-а2)] + а}(1 -аД-а,) + +а2(-а1)[ан(-а) + а (-«_,) +... + а3(-а2) + а2 (-«,)]}■

(6)

Полученные выражения позволяют оценить изменение амплитуды напряжения импульса при распространении по кабелю с изменением волнового сопротивления вдоль пути распространения.

Математическая модель для расчета наведенных напряжений. Из-за дефицита места на судах для размещения оборудования и кабельных коммуникаций, информационные кабели нередко прокладывают совместно с силовыми кабелями. Поэтому в силовых кабелях возникающие ИП наводят напряжение в цепях информационных кабелей.

На рис. 2 показаны схемы влияния между цепями источника и рецептора помех, где: У/^) - напряжение источник помехи; - сопротивление источника; /?!. - сопротивление нагрузки. Вторая цепь - рецептор помех с сопротивлениями Яые на ближнем конце и Яре на дальнем конце, \/ые и \Zfe- наведенные напряжения на ближнем конце и в дальнем конце цепи рецептора помех.

г»О г 2=1 * Рис. 2. Схема влияния между цепями источника и рецептора помех и эквивалентная

схема влияния на единицу длины линии. Наведенные напряжения на ближнем и дальнем конце цепи рецептора в частотной области определяются в следующем виде:

я.

(А + ГгеВе~рТ" )Р0 (р)Рк (р)

2-со J

Я.

(В + Г^Ае^О^даО))

Ч(Р); (П Ч(р). (8)

где: А = В = Г

к+

(Т0+Тк)

к+

[1-е

,-р<т0+т„)

КГ

1(Т0+ТЖ)

-рт0

[1-е

-Р(ТВ+Т,)

Сг0-та)

К"

Рто Ге.-РТо

[е-р,° -е рТ" ];

"в

ств-тж) 1

Ртк 1.

-2рТ, '

2св, 2ся - волновое сопротивление цепи источника и рецептора помех;

уо , - скорость распространения волны в цепи источника и рецептора помех;

Т0,Т - время задержки цепи источника и рецептора помех;

Г^Г^Г^, Г № ! коэффициенты отражения на входе и выходе цепей источника и рецептора помех.

Временные характеристики линии передачи получены с помощью обратного преобразования Лапласа по формуле:

Р(р)е"" <^(1-Т). Наведенные напряжения на ближнем и дальнем конце цепи рецептора помех во временной области в виде:

уме (0 = 1 + (ГцеГД; X 'МЕ (I - 2ТК) +

(9)

уга(1) = 1 + (ГшГРЕ)Г,ге0-2Тк) +

(10)

+(ГНЕГга)2Г'га(1-4Т11) + (ГМЕГге)3Г'га(1-6Т11) + ....

где:

^ ые = ^+ Кю ~ 2Т0) + (Г5Г\)2 ^ (1 - 4Т0) + (Г5ГЬ)э (I - 6Т0) +...

Г (I) = 1 + (Г5ГС(I - 2Т0) + (Г8ГЬ)2Ъ (1 - 4Та) + (Г,1\ У ^ а - 6Т0 ) +...

Математическая модель учитывает факторы, влияющие на наведенные напряжения между цепями источника и рецептора помех: параметры индуктивности и емкости цепей, длины цепей и расстояние между линиями. Мате-

матическая модель дает возможность прогнозировать формы и параметры наведенных импульсов.

В третьей главе представлены результаты расчета параметров распространения судовых кабелей, необходимых для расчета ИП и значения параметров ИП при распространении по судовым кабелям.

Расчет вторичных параметров и коэффициентов конструктивных постоянных времени судовых кабелей. Электромагнитная энергия, распространяясь вдоль кабели, уменьшается по величине от начала к концу линии С ростом частоты потери увеличиваются. Коэффициент распространения у является комплексной величиной:

у = а + )Р = л/(Л + У®£)(<? + у соС).

где а- коэффициент затухания; ¡3-коэффициент фазы.

При высоких частотах коэффициенты затухания и фазы могут быть определенны по формулам:

Я ¡С в [I , Л г— туЦ

а =—<1—+—Л/—, неп/км; р = со^ЬС =-, рад/км.

2 V £ 2 \С С

Результаты расчета коэффициента затухания а судовых кабелей КНР показывают, что его максимальное значение равно 0,001747 (неп/км) для кабеля КНР сечением 3*1 мм2 и минимальное значение равно 0,000364 (неп/км) сечением 3*240мм2 (рис. 3).

0.0018

0.0014 0,0010 0.0006 0Л002

О 50 100 150 200 в(мм2)

Рис. 3. Результат расчета коэффициента затухания от судовых кабелей КНР разных сечений.

Для электротехнических кабелей параметры распространения в наносе-кундном диапазоне изучены не достаточно. Обычно не определены постоянные времени (гол и год) и не известно влияние каждой составляющей потерь на параметры распространяющегося импульса.

Затухание в кабеле обусловлено потерями в жилах и в изоляции. Коэффициент затухания имеет три составляющие:

а = Ау]/ +В/ + а0,

где первая составляющая характеризует потери в металле, вторая - потери в диэлектрике, а последняя - потери при постоянном токе.

Для двух параметров топ и год, не зависящих от частоты характеристических времен, справедливы выражения:

А1 , Л В г-

гоп =—, для В/ = 0; тщ =—, для лЦ// = 0.

ТС п

где топ - постоянная времени цепи, имеющей потери только в металле (с/км2);

год - постоянная времени цепи, имеющей потери только в диэлектрике (с/км2).

В таблице 1 приведены результаты расчета параметров топ , год и т для судового кабеля КНР разных сечений. Таблица 1.

Результаты расчета коэффициентов т0п , гол и т судовых кабелей КНР с разными сечениями жилы._ _

Б(мм;г) топ (с/кмЛ тол (с/км2) т

1 3*1 9,7186.10 3,9071.10'* 248,7404

2 3*1,5 8,0989.10" 3,9180.10 й 206,7082

3 3x2,5 5,3649.10"' 3,9236.10 м 135,7471

4 3x4 4,3431.10"' 3,9290.10"* 110,6917

5 3x6 3,7180.10"' 3,9521.10" 94,6280

6 ЗхЮ 2,5788.10"' 3,9648.10"" 65,0417

7 3x16 2,1842.10"' 3,9666.10 й 54,9956

8 3x25 1,5983.10"' 3,9716.10 й 39,8864

9 3x35 1,4247.10" 4,0019.10 й 35,5088

10 3x50 1,2600.10" 4,0036.10'" 31,3686

11 3x70 1,0894.10" 4,0072.10" 27,4630

12 3x95 8,5408.10" 4,0122.10" 21,3417

13 3x120 7,8377.10" 4,0166.10'" 19,5765

14 3x150 6,4174.10"° 4,0347.10" 15,9054

15 3x185 5,3370.10"° 4,0620.10" 13,1387

16 3x240 4,3928.10"" 4,0869.10" 10,7486

Результат расчета показывает, что при увеличении сечения кабелей от 1 мм2 до 240мм , изменение коэффициента год менее, по сравнению с изменением коэффициента топ- Коэффициенты топ = 9,7186.10"7(с/км2), год = 3,9071.10"9(с/км2) ит= 248,7404 для кабеля КНР 3x1 мм2, а топ = 4,3928.10"® (с/км2), год = 4,0869.10"® (с/км2) и т = 10,7486 для кабеля КНР 3x240мм2.

Графики зависимости топ и т от сечения кабеля, построенные по результатам таблицы 1 показывает, что для разных типов судового кабеля КНР, при увеличении сечения от 3x1 мм2 до 3x240 мм2 коэффициент топ и коэффициент т уменьшаются (рис. 4).

1.104 8.10"7 6.10'1 4.10' 2.10 7

а)

Рис. 4. Результат расчета коэффициента гоп (а) и я? (б) судовых кабелей КНР с разными

сечениями.

Расчет изменения параметров ИП при распространении по однородным судовым кабелям. При распространении в однородном кабеле, изменение параметров ИП зависит от потери в металле и в диэлектрике. Для оценки изменения параметров импульсных помех из-за потери в кабелях, необходимо знать временные характеристики при воздействии на его вход единичного

скачка напряжения ивх{г) = 1(0. Временные характеристики кабеля при учете

потери в металле и в диэлектрике и при отсутствии отражения от источника и нагрузки могут быть выражены по (3) и (5).

На рис. 5 показаны переходные характеристики судовых кабелей КНР сечений 3x1 мм2 и 3x70мм2 с длинами 10м, 50м и 100м при подаче на их вход единичного скачка напряжения.

Результат моделирования показывает, что для судовых электротехнических кабелей потери в металле намного больше потерь в диэлектрике, особенно в кабелях с малыми сечениями.

Рис. 5. Переходные характеристики Лл и Ьа судового кабеля КНРЗх1 мм2 (а) и 3x70мм2 (б)

с длинами 10м, 50м и 100м.

Сравнение расчетных кривых изменения напряжения на конце кабелей из-за потери в металле и в диэлектрике позволяет сделать вывод, что для судовых электротехнических кабелей КНР при соотношении 1 / т.1 <0,5 , можно не учитывать потерь в диэлектрике. Например, для кабелей КНР 3x1 мм2 длиной свыше 10м и для кабелей КНР 3x70мм2 длиной свыше 100м необходимо рассматривать только потерь в металле.

На рис. 6 представлены переходные характеристики судовых кабелей КНР разных сечений при учете потери только в металле и результат испытания распространения ИП в кабеле КНР с сечением 10мм2 и длиной 50 м. Результаты расчета показывает, что чем больше сечения жилы кабеля, тем меньше потери в проводниках.

нении в однородных судовых кабелях КНР длиной 50 м с разными сечениями (а) и импульсное напряжение между жилами на ближнем (иЕ) и дальнем (ид) конце кабеля КНР 3x10 мм2 длиной 50 м при подаче между жилами на ближнем конце импульса с фронтом

длительностью 1 не (б). Сравнение результатов расчета и эксперимента распространения ИП по кабелю КНР 3x10 мм2 длиной 50 показывает, что погрешность расчета не превышает 10 %.

о 20 40 so «о I (и) 20 40 <ю <0 1(и)

а) б)

Рис. 7. Соотношение амплитуды и длительности фронта между входным и выходным напряжением импульса при распространении в судовых кабелях КНР 3x1; 3x10 и

3x70мм2 с длинами от 1 до 100м. На рис. 7 показано изменение амплитуды и длительности фронта ИП при распространении в кабелях КНР сечениями 3x1мм2, 3x10мм2 и 3x70мм2 длиной от 1м до 100м. Увеличение длины кабеля приводит к уменьшению амплитуды напряжения импульса. При увеличении сечения кабеля, изменение напряжения из-за потери в металле уменьшается. Для кабеля КНР длиной 100м сечением 3x1 мм2 амплитуда напряжения уменьшается до 61,6%, с сечением 3x10мм2 - 43,3% , а с сечением 3x70мм только 32,6%. Длительность фронта импульса может увеличиваться до 2,36 при длине кабеля 50м и до 4 раза при длине 100м для кабеля КНР сечением 3x1 мм2. Для кабелей КНР с сечениями 3x10мм2 и 3x70мм2 длиной 100м длительность фронта увеличивается в 2,4 и 1,88 раза, соответственно.

Влияние разделки кабелей на распространение импульсных помех в кабеле. Разделка в начале или в конце кабеля приводит к многократному отражению волны на участке разделки. Многократные отражения и прохождения волн по кабелю могут быть оценены с помощью схемы на рис. 8, где Е - источник помехи; R - сопротивление источника; Zi,Z2 - волновые сопротивления цепей 1 и 2; tdi,td2 - временные задержки распространения волны напряжения в цепях.

R а01 а12,а21 ан

2,. 1«1

Рис. 8. Цепь для расчета импульсных помех в кабеле с разделкой. • Разделка в конце кабеля:

В случае разделка у нагрузки Zz >Zf, цепь с волновым сопротивлением Z? - кабель, а цепь с Zz - участок его разделки. Напряжение на нагрузке может быть оценено суммированием волн, приходящих на нагрузку через каждые 2td2.

<х>

ин (0 = «1(1 + ап )(1 + аИ (а21 .аИ )к h(t - lktd2),

Jt=0

где: u1 - распространяющаяся по кабелю волна, h(t-2ktd2) - единичная функ-

ция, а коэффициенты отражения равны: ап - (21 -2^)1(2х + 2,),

аг, = {2^-21)1(21+21), ан = {Ян-2,}!{КН +2г).

Результат расчета (рис. 9) показывает, что наличие участка с разделкой кабеля у нагрузки с высоким сопротивлением Ян может дать увеличение амплитуды помехи до 4 амплитуд падающей волны и1 на время При уменьшении сопротивления нагрузки амплитуда напряжения уменьшается, а при Ян<12 наблюдается увеличение длительности фронта импульса на нагрузке.

uiH

72-900 Ом 230 он .150 ок

100 От

Um VI

J R.«lMht -~ llta

г-------" >. j

f -

а) о 5 "> и«« 6) "о 700 «о «о та,Ом

Рис. 9. Результат расчета напряжения u^t) при разделке кабеля у нагрузки и зависимость амплитуды напряжения от волнового сопротивления участка разделки Z2 при различных сопротивлениях нагрузки. • Разделка в начале кабеля:

Разделка в начале кабеля также приводит к многократному отражению волны на участке разделки. Для этого случая цепь с волновым сопротивлением Zj - участок разделки, цепь с Z2- кабель, Z1 > Z2. Напряжение на нагрузке может быть оценено суммированием волн, порожденных отражением от кабеля и от источника, и приходящих на нагрузку через каждые 2t<n. Напряжение на нагрузке определяется по следующим формулам:

ин (0 = Е^-^ (1 + а12 )(1 + ан)£ (а]0.а12 )kh(t- 2 ktdi),

*=о

Z +R

где: а10=(Д-2,)/(Л + 7з).

Последующие отражения от нагрузки формулой не учитываются с целью выделения только эффектов разделки в начале кабеля.

ЙЛ1

уд и,

Шарк ■ ---'

200 ¡0« ... 1 _1

900 On

а)

8 t/2tdl

б) 0

/ /

«OZL.Ok

Рис. 10. Результат расчета напряжения и„ при наличии участка разделки в начале кабеля и зависимость длительности фронта напряжения на нагрузке от волнового сопротивления участка разделки 2,.

Результат расчета (рис. 10) показывает, что наличие разделки в начале

кабеля увеличивает длительность фронта ¿ф напряжения на нагрузке. Нарастание напряжения до 90% от амплитуды инм происходит за несколько отражений волн от источника и точки разделки кабеля. При увеличении волнового сопротивления участка разделки (увеличение расстояния между жилами) возрастает длительность фронта. Следует отметить, что это увеличение фронта не связано с потерями кабеля, но при снятии осциллограмм может быть ошибочно принято за эффект затухания.

Влияние высоты прокладки кабелей на распространение импульсных помех в судовом кабеле. На рис. 11 показана схема распространения импульса в неоднородном кабеле, имеющим волновые сопротивления 2и 2г, 2з, 2.4 и 25, которые изменяются вдоль длины кабеля, из - источник помехи; ив

- начальная волна на входе линия; Яв = 50 Ом - сопротивление источника; 2Н

- сопротивление нагрузки; и = 6 = ■ • ■ - Ь- временные задержки распространения волны напряжения в каждых частях.

«1 -Ф-

«j

«5

<*u

Рис. 11. Цепь для расчета импульсных помех в неоднородном кабеле.

Результаты расчета максимальных амплитуд напряжения импульса Umh в случае п = 5 на нагрузке RH - 10000 Ом, RH = 500 Ом и RH = 50 Ом для кабеля с возрастающими волновыми сопротивлениями Zi( 2г, 2з, Z4, Zs, показывают, что для высоких сопротивлений нагрузки, увеличение волнового сопротивления от 50 Ом до 1000 Ом вдоль кабеля вызывает увеличение максимальной амплитуды напряжения импульса (Лш до 4us (рис. 12).

ÜL.

«V

Z (Ом)

Rh-10000 ОН . -Rh-500 Ом.

Н»)

а)

в)

850 Z5|Ou|

Рис. 12. Зависимость максимальной амплитуды напряжения импульса иин на разных сопротивлениях нагрузки при возрастании волнового сопротивления кабеля от 50

Ом до 1000 Ом.

Результаты расчета максимального напряжения на нагрузке кабеля Ян = 10000 Ом, Ян = 500 Ом и Ян = 50 Ом для 21, 23, 25 = 50 Ом и 22, 24, изменяющихся от 50 Ом до 500 Ом (рис. 13), показывают, что изменение волнового сопротивления кабеля по ступенчатому периодическому закону из-за прокладки кабелей через системы шпангоутов судна не вызывает увеличение амплитуды напряжения импульса 1)мн на нагрузке. Чем больше изменение волнового сопротивления кабеля, тем меньше максимальная амплитуда напряжения импульса.

г <он)

ТА

г\

12 13

* '5 1(ч)

150 250 350 22,24(0н) Рис. 13. Зависимость максимальной амплитуды напряжения импульса (Уин на разных сопротивлениях нагрузки Ян от значений волнового сопротивления кабеля, изменяющего по ступенчатому периодическому закону (21, 23, 25 = 50 Ом и 2& 24 = 50 - 500 Ом).

Перенапряжения на удаленном электронном оборудовании при коммутации конденсаторов в электрической сети.

Судовая электроэнергетическая система имеет радиальную структуру. Аппаратура А, расположенная на ходовом мостике, получает электропитание от источника питания Г через распределительный щит и длинный кабель (рис. 14). Конденсатор С создает импульсное изменение напряжения при включении на распределительном щите.

Параметры Я, Се, /., Яв моделируют волновые свойства сети. Источники электроэнергии, кабели между генераторами и щитом определяют индуктивность I и сопротивление Яя. Генераторы большей мощности имеют меньшее значение к и Индуктивность С имеет порядок 10° ~ 101 мкГн, а сопротивление меньше 100 мОм. Волновые сопротивления кабелей, генераторов, нагрузок определяют параметр Я. Емкость Се нужна для расчета коммутации конденсаторов малой емкости. Сопротивление имеет порядок 10° — 101 Ом, а Се обычно не превышает 10 нФ. Е - это синусоидальное напряжение электропитания с амплитудой ит.

а)

1 —г I я, /-чК-ЮОон 35 / * тГ г _ ..... „____у

-ЛЛЛ- «.(.) [Iй* -Ш © 1 "7ГГ 5 =с,Пн I 5 "<») 0 V Тс

10 20

Рис 14. Схема части электроэнергетической системы и упрощенная эквивалентная схема для расчета микросекундных изменений напряжения в точке коммутации конденсатора (а) и изменение напряжения в сети при включении заряженного конденсатора для различных значений параметра /?. Напряжение в точке подключения конденсатора С, заряженного до напряжения С1с, изменяется в соответствии с выражением:

С I 1 Л 1

и(0 = Е ~(Е - II с)-ехр(-— )[со8(йЛ) +-(— --

С+С т 2со £ ЛС

График изменения напряжения для £ =10 мкГн, С = 1 мкФ, Е = + (У/л, 11с = -ит приведен на рис. 146. Колебания напряжения при включении конденсатора дают перенапряжение до 3 ит.

Импульсное напряжение на удаленной нагрузке ив(1) рассчитывается методом распространяющихся волн на основе схемы на рис. 15.

Л-Г ит{ в

х Гг Г««¡==Га~

Ф У ^П—1

а)

Рис. 15. Эквивалентная схема для расчета напряжения на удаленной нафузке (аппаратуре) и результат расчета для кабеля длиной 280 м при включении заряженного конденсатора емкостью 0,08 мкФ.

Первая ступенька напряжения на графике соответствует приходу первой волны на удаленную нагрузку с высоким сопротивлением. Вторая ступенька соответствует второму приходу волны после отражения от нагрузки и конденсатора. Эта волна имеет ту же полярность, что и следующий полупериод колебаний от первой волны, если двойное время пробега волны в кабеле близко к половине периода колебаний напряжения. Сложение первой и второй волн дают перенапряжение 7ит.

С=0,08 икФ, 1-280и 1_-10икГн. г-50 Ом

С. икФ

Рис. 16. Перенапряжение на удаленной высокоомной нагрузке для различных значений длин кабеля I, емкости С и параметра Я Ступенька напряжения на удаленной нагрузке может достигать 4ит, если сопротивление аппаратуры Иа много больше волнового сопротивления кабеля 2. Перенапряжение зависит от параметров сети и нагрузки (рис. 16). Теоретический максимум перенапряжения при приходе второй волны равен 9ит. Последующие сложения волн могут дать и большее значение напряжения, но при каждом пробеге волн, их отражении и преломлении, наблюдается уменьшение их величины. Практический максимум перенапряжения не превышает 7,5 ит.

Расчет наведенных напряжений.

На рис. 17 показаны результаты моделирования наведенных напряжений на ближнем и дальнем конце цепи рецептора помех с источником помех амплитудой напряжения us = 1 В и фронтом 5 не. Индексы 1 и 2 принадлежат соответственно цепи источника и цепи рецептора помех. Участок их совместной прокладки обозначен Лг = 5м; цепь источника и рецептора помех имеют жилы диаметром соответственно сЛ = 10 мм и d¿ = 2 мм; среднее расстояние между осями жил D = 30 мм; высоты прокладки кабелей над корпусом судна hi=h2 = 150 мм.

Тогда, значения собственных параметров емкости и индуктивности цепей 1 и 2 равны:

С, = 9.921.1СГ11 Ф; Li = 2,996.10Гн, С2 = 6,044. т11 Ф; L2 = 4,605.1СУ6 Гн.

Величины взаимной индуктивности и емкости между проводниками цепей 1 и 2 равны:

С12 = 2,836.1(Г11 Ф; L12 = 4,809.10е Гн.

Результаты расчета показывают, что при отсутствии отражений в цепях источника и рецептора помех, амплитуда импульсного напряжения une на ближнем конце цепи рецептора может достигать 0,3 амплитуд источника помех us, длительность импульса равна двум временным задержкам распространения волны напряжения в цепи, а фронт равен фронту импульса источника. Амплитуда напряжения импульса Ufe в дальнем конце достигает 0,07us-

u^B

u„mm

0,3

ni-

U„(4

чж(ч ик<1И")

0.2

I- -1

Гг L----j 4г - —i-1—

] д__

0 20 40 » W t(Hí) о 20 40 60 80 100 120 Цнс)

а) б)

Рис. 17. Графики наведенных напряжений имена ближнем и ufe дальнем конце цепи рецептора помех при Rs = ZCG = Rl. Rnb = Zcr= Rfe (а) и при Rs = Zee; Rl = Rue = Zcr;

Rfb = ~ (6). f

При высоких сопротивлениях нагрузки в цепях, амплитуды напряжений импульсов une на ближнем и дальнем конце цепи рецептора помех могут достигать 0,14 и 0,3 амплитуд импульса источника us, соответственно. Длительность импульса ufe на дальнем конце равна двум временным задержкам распространения волны напряжения в цепи.

Испытание эффективности экранирования помехоподавляющего покрытия кабеля. Проверку эффективности экранирования помехоподавляющего покрытия кабеля предлагается выполнять по схеме на рис. 18, где ИИП -имитатор импульсных помех; TDS 2024 - цифровой осциллограф; испытуемые кабели - кабель без экрана и кабель с помехоподавляющим покрытием Испытуемый кабель подключается к имитатору импульсных помех и в нем создается импульсный ток до 1900 А Форма и величина тока контролируются с помощью токосъемника и цифрового осциллографа TDS 2024. Создаваемое кабе-

лем внешнее магнитное поле контролируется по осциллограмме напряжения, наводимого в измерительной катушке.

Рис. 18. Схема испытания для проверки эффективности экранирования специального покрытия кабеля. Наведенные напряжения в измерительной катушке, создаваемые кабелем без экрана и кабелем с помехоподавляющим покрытием приведены на рис. 19.

и ¿У ' i у

•л \

; >-bi*rr 1 мА ч Гг. '.А UiA^rSL^

а) 0 ® « «о ао и»и| б) Рис. 19. Осциллограмма испытательного тока / в жилах кабеля без экрана (а) и в жилах кабеля с помехоподавляющим покрытием (б), а также максимальное наведенное напряжение и в измерительной катушке. Амплитуда тока 1900 А. Амплитуда наведенного напряжения 2300 мВ и 600 мВ, соответственно.

Коэффициент экранирования Кэ помехоподавляющего покрытия равно отношению амплитуд наведенных напряжений, создаваемых кабелем без экрана и кабелем с помехоподавляющим покрытием, при подаче одинакового импульсного тока. На рис. 20 приведен график зависимости коэффициента экранирования помехоподавляющего покрытия от значения тока в жилах кабелей. Результат испытаний показывает, что значение коэффициента экранирования быстро уменьшается при увеличении тока от 500 А до 960 А.

250 ■

200 400 600 В00 1000 1200 1400 1600 1800 Та« (А|

Рис. 20. Зависимость коэффициента экранирования помехоподавляющего покрытия от значения тока в жилах кабеля.

Методику и результаты испытания образца кабеля предлагается использовать для разработки новых видов кабелей.

В четвертой главе представлены результаты расчета и испытания распространения ИП через фильтры, трансформаторы и гальванические развязки.

Распространение ИП через фильтры. Помехоподавляющие фильтры представляют собой элементы для обеспечения затухания поступающей по пр020,цам помехи. Коэффициент вносимого затухания К импульсных помех определяется как отношение амплитуды импульсного напряжения на нагрузке при отсутствии фильтра к амплитуде импульсного напряжения при наличии фильтра. Коэффициент затухания фильтра или средств защиты может быть определен расчетом и с помощью эксперимента импульсным методом.

Стандарт ГОСТ Р 50745 предусматривают проверку систем бесперебойного питания и устройств для подавления сетевых импульсных помех на устойчивость к микросекундным импульсным помехам по ГОСТ Р 51317.4.5, к наносекундным импульсным помехам по ГОСТ Р 51317.4.4. Устанавливаются требования к системам бесперебойного питания по ослаблению импульсных помех амплитудой 4 кВ в 10 и 100 раз, а также к средствам помехозащиты по ослаблению сетевых микросекундных импульсных помех амплитудой 4 кВ в 5 и 10 раз, ослаблению наносекундных импульсных помех в 10 и 50 раз.

Графики зависимости коэффициента затухания от параметров емкости и индуктивности ¿.С-фильтра показывают, что ¿С - фильтры мало эффективны для защиты от микросекундных помех. Затухание импульсных помех превышает 5 раз только при индуктивности £ более 10 мГн и емкости С близкой к 10 мкФ. Амплитуда выходного напряжения импульса может быть больше чем входное напряжение при емкости С = 0,01 мкФ или С < 0,3 мкФ, индуктивности 1-<3 мГн (рис. 21)

Рис. 21. Схема для моделирования генератора импульсных напряжений, /_С-фильтра при несимметричных помехах и зависимость коэффициента вносимого затухания несимметричных микросекундных импульсных помех от параметров С-фильтра.

Для симметричного пути распространения помех практически всегда имеется нагрузка на выходе фильтра. При уменьшении сопротивления нагрузки коэффициент вносимого затухания возрастает, а минимальное значение вносимого затухания фильтра достигается при отсутствии нагрузки (рис. 22).

а) ю

40 30

Ц-МыТи 1>1вяГн НиГ» 1-1иГи

б) 104

10'

С.Ф

Рис. 22. Зависимость коэффициента вносимого затухания симметричных импульсных помех от параметров /.С-фильтра при нагрузке Ян = ■» и при нафузке 50 Ом.

Результаты моделирования распространения симметричных микросекундных ИП через /.С-фильтр показывают, что при нафузке 50 Ом, значение вносимого затухания лучше, чем при отсутствии нагрузки. Затухание достигает 5 раз для ¿С-фильтра с индуктивностью 10 мГн и любыми значениями емкости.

Распространение наносекундных импульсных помех через фильтр в значительной степени определяется паразитными параметрами элементов фильтра.

На рис. 23 показан результат моделирования распространения наносекундных импульсных помех через индуктивный фильтр с паразитной емкостью Ср. Затухание наносекундных импульсных помех для индуктивного фильтра превышает 10 раз только при индуктивности /. фильтра больше 0,1 мГн и паразитной емкости меньшей 3 пФ.

индуктивности ¿.-фильтра и паразитной емкости Ср.

Результаты моделирования распространения импульсных помех через фильтры предлагается использовать для выбора фильтров для защиты электрооборудования.

Распространение ИП через трансформаторы. В трансформаторах возможны два пути проникновения импульсных напряжений: через магнитную связь между обмотками (для симметричных помех); через межобмоточную емкость (для несимметричных помех).

Механизм прохождения несимметричной составляющей импульсных помех может быть пояснен схемой замещения, показанной на рис. 24а. Импульс напряжения между фазой и корпусом судна проходит через межобмоточную

емкость С12, уменьшаясь по амплитуде из-за наличия емкости Сг, которая определяется в основном емкостью обмотки трансформатора относительно корпуса. Пиковое значение напряжения на емкости можно определить по формуле:

Сп+С2

и,№ С2

а)

б)

Рис. 24. Схемы замещения трансформатора для расчета несимметричной (а) и симметричной (б) составляющих импульсных помех.

Для оценки прохождения симметричной составляющей импульсных помех через трансформатор воспользуемся схемой замещения (рис. 246). В этой схеме и - индуктивность рассеяния, С8 - емкость обмотки. Согласно схеме замещения, трансформатор играет роль ¿.С-фильтр для симметричных импульсных помех.

В технической документации на трансформаторы вторичного источника питания отсутствуют данные о величинах межобмоточной емкости С«, емкости обмотки трансформатора относительно корпуса Сг, индуктивности рассеяния и и емкости обмотки С5, необходимые для расчета распространения импульсных помех через трансформатор. Параметры трансформаторов предлагаются определять импульсным методом на основе результатов измерений в схемах на рис. 25 по следующим формулам:

С.-> = — —, С2 =С12.(- 1) — СИ,

и; с/,

г/.

со, Со.,

а>1С5

ГИ

да

о//////////////

Рис. 25.Схема включения приборов для определения параметров трансформатора

С«. Сг, 1-5 и Ся.

На рис. 26 показаны результаты испытания измерения параметров силового трансформатора ТСВМ-4-74 импульсным методом. .............

а)

И"

"и1 1 ^.и2(Си-0) |

,и2^Сн-$40п<»|

80 ((икс)

40 Цшсс)

Рис. 26. Осциллограмма напряжения импульса на первичной обмотке и, и напряжения на вторичной обмотке иг, и г при отключенном и подключенном конденсаторе 540 пФ (а) и осциллограмма колебаний напряжения и2г на вторичной обмотке трансформатора ТСВМ-4-74 при отключенном и подключенном конденсаторе 12 нФ (б).

В результате экспериментов определено, что для трансформаторов питания электронных средств Сг = 4 - 60 пФ, Си = 35 - 1200 пФ, Ц » 10'5 - 10'7 Гн и Сл = 60 - 300 пФ. Значения параметров Сг, Си, Сб и для силовых трансформаторов больше, чем для трансформаторов питания радиоэлектронных устройств. Для судового силового трансформатора ТСВМ-4-74, 4кВА значения параметров составляют С(2 =1,2 нФ, Сг - 0,43 нФ, Се = 121 пФ и ^ = 0,535 мГн. Измеренные параметры средств защиты и трансформаторов предлагается использовать для расчета распространения импульсных помех через элементы судовой электроэнергетической системы.

Распространения ИП через гальванические развязки. Устройство гальванической развязки применяется в контрольных, измерительных и различных электронных системах для изоляции входа от выхода цепи. Гальванические развязки должны передать постоянный сипнал без изменения.

Испытываемое изделие Входиый сигнал I Выходный сигнал 1г ---3-

Экранированные кабели

Ш771ТГПШПТП7Т77Т7ТПТ

Рис. 27. Схема для испытания гальванической развязки в частотной области. Эффективность использования средств гальванических развязок предпа-

гается определять экспериментально в соответствии с разработанной методикой. Испытание устойчивости и исследование распространения помех через гальваническую развязку может быть выполнены по схеме на рис 27, где ИИ -испытываемое изделие; И - источник питания напряжения 24В; Г - импульсный генератор; TDS 2024 - цифровой осциллограф.

Сигнал постоянного тока напряжением 0 - 10 В создается гальваническими элементами и подается на вход изделия. Напряжения от 1 до 10 В в диапазоне частот 0,15-51 МГц и ИП подаются на экран входного кабеля и на экран кабеля питания. Четыре канала (1, 2, 3, 4) осциллографа TDS 2024 контролируют напряжения на входных и выходных зажимах относительно листа заземления, а выходное напряжение определяется как разность напряжений на выходных зажимах (3) и (4).

Результаты испытания гальванические развязки АВА 6ТА00В и WAS5 WC HF приведены на рис. 28 и рис. 29

u2.l* Гг-" rr^r^rirr-j-r*,

u34(B

а)

Рис. 28. Осциллограмма напряжений на входных и2 и выходных и4 зажимах и выходного напряжения (и34 = иЗ- и4) при подаче испытательного напряжения 2,64 В на частоте 21 МГц (а) и при подаче испытательного напряжения 3,17 В на частоте 21,8 МГц на входе

изделия (б).

На рис. 28 показан сбой работы гальванической развязки при воздействии помехи. Напряжения несимметричных помех с уровнем больше 2,5 В могут вызывать недопустимое изменение выходного напряжения и даже изменение полярности выходного напряжения.

Распространение наносекундных ИП и микросекундных ИП через гальваническую развязку УУАЭ5 УУС НР (рис. 29). ш.

uwi.

tf. . II . ,..'•.). , .тт-,., . . и1(вход) . 1200В : \ U2{BMXOJ - ,v у **» ""И T'TTVM"" >

f ty J ' ~JJ \ * ; ItfTMfC** M«W*M* X^r чкгахм лее ж ж«1.,---- v__ >.. 1 J, ..i >. ................

200 1(мс)

0 —«

iimtefi Hiw Ad 1ГГЯТД it.H ДЙ

50 100

а)

Рис. 29. Устойчивости изделия к наносекундным импульсным помехам (а) по ГОСТ Р 51317.4.4-99 и к микросекундным импульсным помехам (б) по ГОСТ Р 51317.4.5-99.

Результаты экспериментов позволят выбрать устойчивую гальваническую развязку для установки в электронном оборудовании.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. В судовой электроэнергетической системе в переходных режимах возникают импульсные помехи, отличающиеся формой и значениями описывающих их параметров. При проведении работ по ЭМС необходимо принимать в внимание особенности распространения ИП в судовой сети.

2. Анализ международных документов и Российского Морского Регистра судоходства показывает, что наблюдается сближение требований МЭК, МАКО и Российского Регистра судоходства к судовому оборудованию по электромагнитной совместимости. Специальные рекомендации по защите от импульсных помех по путям распространения не сформулированы. Необходимо учитывать распространение наносекундных импульсных помех 5/50 не по ГОСТ Р 513174-4 и микросекундных импульсных помех 1/50 мке по ГОСТ Р 51317-4-5.

3. Отсутствующие в технической документации вторичные параметры кабелей, коэффициенты конструктивных постоянных времени распространения импульсных напряжений и токов определяются методом расчета или измерения. Коэффициент затухания а судовых кабелей КНР достигает максимального значения 0,001747 (неп/км) для кабеля КНР сечением 3x1 мм2 и минимального значения 0,000364 (неп/км) для сечения 3*240мм2. Результат расчета постоянных времени топ и т0д показывает, что при увеличении сечений кабелей с 1мм2 до 240мм2 изменение коэффициента год меньше чем изменение коэффициента гол- Коэффициенты гол = 9,7186.10 (с/км2), год = 3.9071.10"9 (с/км2) для кабеля КНР 3x1 мм2, a ton = 4,3928.10"® (с/км2), год = 4,0869.10"9 (с/км2) для кабеля КНР 3x240мм2. Полученные параметры электротехнических судовых кабелей могут применяться для расчетов распространения импульсных помех по судовым кабелям.

4 Разработанные математические модели позволяют определить значения параметров импульсных помех при распространении по судовым кабелям.

Параметры импульсных помех при распространении в судовых кабелях зависят от потери в кабеле, отражения от нагрузки и многократных отражений от точек изменений волнового сопротивления вдоль цепи распространения. Многократные отражения волн на пути распространения из-за разделки кабелей дают увеличение амплитуды помехи до 4 амплитуд падающей волн.

Результат моделирования распространения импульсных помех по кабелям с неоднородностями показывает, что увеличение волнового сопротивления вдоль пути распространения может дать увеличение амплитуды помехи до 4 амплитуд падающей волн при сопротивлении источника 50 Ом и до 6 амплитуд при сопротивлении источника 5 Ом. Изменение волнового сопротивления кабеля по ступенчатому периодическому закону из-за прокладки кабелей через системы шпангоутов судна не вызывает увеличение амплитуды помехи на нагрузке.

5. Математическая модель расчета наведенных напряжений позволяет оценивать параметры наведенных напряжений импульсов и прогнозировать их форму. Амплитуда наведенного напряжения в цепи рецептора помех может достигать 0,3 амплитуд напряжения импульса в цепи источника помех.

6. На судне амплитуда напряжения на удаленной нагрузке может достигать 4 амплитуд напряжения электропитания. Многократные отражения в кабеле могут дать увеличение перенапряжения до 7,5 амплитуд напряжения электропитания. Необходимо увеличить требования к устойчивости судового оборудования к микросекундным импульсным помехам до 2 кВ

7. Результаты моделирования распространения импульсных помех через фильтры предлагается использовать для выбора 1С - фильтров для защиты электрооборудования. ¿.С - фильтры мало эффективны для защиты от микросекундных помех Затухание импульсных помех превышает 5 раз только при индуктивности I более 10 мГн и емкости С близкой к 10 мкФ. Распространение наносекундных импульсных помех через фильтр в значительной степени определяется паразитными параметрами элементов фильтра. Затухание наносекундных импульсных помех для индуктивного фильтра превышает 10 раз только при индуктивности фильтра большей 0,1 мГн и паразитной емкости меньшей 3 пФ.

8. В технической документации на трансформаторы вторичного источника питания отсутствуют данные о величинах межобмоточной емкости С12, емкости обмотки трансформатора относительно корпуса Сг, индуктивности рассеяния Ц и емкости обмотки С8, необходимые для расчета распространения импульсных помех через трансформатор. Параметры средств помехозащиты и трансформаторов предлагается определять импульсным методом. В результат экспериментов определено, что для трансформаторов питания электронных средств С2 = 4-60 пФ, С12 = 35 - 1200 пФ, и » 10"5 - 10"7 Гн и С5 = 60 -300 пФ. Значения параметров С2, С12, Сэ и ¡.э для силовых трансформаторов больше, чем для трансформаторов питания радиоэлектронных устройств. Для судового силового трансформатора ТСВМ-4-74, 4кВА значения параметров составляют С;2 =1,2 нФ, Сг = 0,43 нФ, Св = 121 пФ и ¿в = 0,535 мГн. Методика определения и измеренные параметры средств защиты и трансформаторов предлагается использовать для расчета распространения импульсных помех через элементы судовой электроэнергетической системы и выбора средств помехозащиты.

9. Эффективность использования средств гальванических развязок предлагается определять экспериментально в соответствии с разработанной методикой. Результаты испытания средств защиты подтверждают работоспособность методики. В частотности определено, что гальваническая развязка АВА 6ТА00В не соответствует требованиям по эмиссии и устойчивости к помехам. Зарегистрированы изменения напряжения от +9 В до -9 В

Гальваническая развязка УУАЭб \Л/С НР соответствует требованиям испытаний по эмиссии и устойчивости.

Исследованные гальванические развязки не обеспечивают эффективной защиты оборудования от помех. Вносимое затухание несимметричных помех, распространяющихся через устройство развязки, составляет только 1,1-3 раза в диапазоне частот 18-50 МГц.

10. Разработанная методика испытания эффективности экранирования помехоподавляющего покрытия кабелей импульсным методом и результаты испытания образца кабеля предлагается использовать для разработки новых видов кабелей.

11. Дальнейшие исследования по распространению импульсных помех в СЭЭС предлагается развивать в направлении разработки системных методов проектирования судов, учитывающих полученные в работе результаты. Предлагается также ввести в Правила Морского Регистра судоходства требования по испытанию устойчивости к ИП судового оборудования и систем после установки на судне в ходе швартовных испытаний.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Фам Т. X., Воршевский А. А. Факторы, определяющие изменение параметров импульсных помех, при распространении по кабелю. Восьмая российская научно-техническая конференция по ЭМС. 2004, Ст.129-133.

2. Pham Т. К., A. A. Worshevsky. Nanosecond pulse propagation in shipboard electrical cables. The 2nd International Conference on Electromagnetic Compatibility, pp. 51-55, Phuket, Thailand, 2005.

3. Pham Т. K., A. A. Worshevsky. Electrical decoupling effectiveness for radiofrequency noise protection. 6th international symposium on electromagnetic compatibility and electromagnetic ecology, pp 222-224, Saint-Petersburg 2005.

4. Pham Т. K., A. A. Worshevsky. Calculation of cable parameters for pulse propagation model. 6th international symposium on electromagnetic compatibility and electromagnetic ecology, pp 332-334, Saint-Petersburg 2005.

ИЦ СПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 18.03.2006. Зак. 3159. Тир. 100.1,5 печ. л.

goofed -7115

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Фам Тхань Хьет

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

Ф ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИМПУЛЬСНЫЕ ПОМЕХИ В ПРОБЛЕМЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ СУДОВОГО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

1.1. Характеристики помех.

1.1.1. Помехи на судах.

1.1.2. Виды электромагнитной помехи.

1.1.3. Причины возникновения электромагнитных помех в судовых электроэнергетических системах.

1.1.4. Пути распространения электромагнитных помех в судовых кабелях.

1.2. Цели и основные задачи работ в области электромагнитной совмесф тимости.

1.3. Нормы и рекомендации по электромагнитной совместимости.

1. 4. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ В СУДОВЫХ КАБЕЛЯХ.

2.1. Обзор методов расчета распространения импульсных помех в кабелях и постановка задач исследования.

2.1.1. Обзор методов расчета распространения импульсных помех в кабелях.

Ф 2.1.2. Постановка задач исследования.

2.2. Математическая модель распространения импульсных помех в однородной линии.

2.3. Математическая модель для расчета распространения импульсных помех в неоднородной линии.

2.3.1. Метод бегущих волн для расчета напряжения импульса в неоднородной линии.

2.3.2. Метод конечной разности для расчета напряжения импульса в неоднородной линии. ч 2.4. Математическая модель для расчета наведенных напряжений.

2.5. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КАБЕЛЕЙ И ПАРАМЕТРОВ ф ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ В СУДОВЫХ

КАБЕЛЯХ.

3.1. Расчет параметров судовых электротехнических кабелей, влияющих на распространение импульсных помех.

3.1.1. Расчет первичных и вторичных параметров судовых электротехнических кабелей. ф 3.1.2. Расчет коэффициентов конструктивных постоянных времени топ и ход судовых электротехнических кабелей.

3.1.3. Расчет параметров судовых электротехнических кабелей с разными высотами прокладки над конструкционными сталями.

3.1.4. Расчет параметров электромагнитной связи судовых электротехнических кабелей.

3.2. Расчет изменения импульсных помех при распространении в судовых электротехнических кабелях.

3.2.1. Расчет изменения импульсных помех при распространении в однородных судовых электротехнических кабелях.

3.2.2. Расчет изменения импульсных помех при распространении в неоднородных судовых электротехнических кабелях.

3.2.2.1. Влияние разделки кабелей на распространение импульсных помех в кабеле.

• 3.2.2.2. Влияние высоты прокладки кабелей на распространение импульсных помех в судовом кабеле.

3.2.2.3. Перенапряжения на удаленном электронном оборудовании при коммутации конденсаторов в электрической сети.

3.2.3. Расчет наведенных напряжений.

3.3. Результаты испытания распространения импульсных помех по судовым кабелям.

3.4. Выводы по главеЗ.

ГЛАВА 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ ЧЕРЕЗ ЭЛЕМЕНТЫ СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Распространение импульсных помех через фильтры.

4.1.1. Моделирование распространения импульсных помех через сетевой фильтр.

4.1.2. Расчет коэффициента вносимого затухания импульсных помех для фильтров.

4.1.2.1. Распространение микросекундных помех через фильтр.

4.1.2.2. Распространение наносекундных помех через фильтр.

4.2. Распространение импульсных помех через трансформатор.

4.2.1. Математическая модель распространения импульсных помех через трансформатор.

4.2.2. Методика измерения параметров распространения трансформатора.

• 4.2.3. Результаты измерения параметров распространения через трансформатор.

4.3. Распространение импульсных помех через гальваническую развяз

4.3.1. Метод испытания.

4.3.2. Результаты испытания гальванической развязки ABA ф 6ТАООВ.

4.3.3. Результаты испытания гальванической развязки WAS5 VVC

4.4. Выводы по главе 4.

Введение 2006 год, диссертация по электротехнике, Фам Тхань Хьет

• Современное судно является сложной системой включающей в себя многие технические средства с различными функциями и принципами действия. При этом характерно широкое использование в них электротехнических и электронных элементов. Электромагнитные процессы, происходящие при работе каждого такого элемента, в той или иной мере влияют на процессы, протекающие в других элементах, и, в свою очередь оказываются подверженными влиянию с их стороны. Подчас это взаимное электромагнитное влияние может приводить к сбоям в работе отдельных технических средств и серьезным нарушениям нормального функционирования судна в целом. В электроэнергетических системах возникают наиболее сильные электромагнитные возмущения распространяющиеся кондуктивно и пространственно. Непрерывно происходящие рост мощности судовых электротехнических устройств, повышение чувствительности устройств судовой радиоэлектроники и расширение использования бортовых средств вычислительной техники остро ставят проблему электромагнитной совместимости (ЭМС) судовых технических средств.

Резолюция ИМО А813 (19), правило 17 новой главы 5 COJIAC, и стандарты МЭК 60533 и МЭК 60955 требуют обеспечения электромагнитной совместимости судового электронного и электротехнического оборудования, как необходимого условия обеспечения безопасности судна. Электромагнитная совместимость судовых систем зависит от помехоустойчивости отдельного оборудования, уровней создаваемых помех и путей их распространения от источ-ф ников к оборудованию.

Для обеспечения электромагнитной совместимости необходимо принимать во внимание не только параметры помех в месте возникновения, но и изменение параметров при распространении до восприимчивой к помехам аппаратуры. Вопросы распространения импульсных помех по судовым кабелям и через средства защиты на судне требуют детального исследования.

Большой вклад в развитие и решение проблемы ЭМС внесли также отечественные ученые Гурвич И.С., Глухов О.А., Вилесов А.А., Воршевский А.А., Паршин В.Г., Сухоруков С.А., Благинин В.А., Князев А.Д. и др.

В работе Гурвича И.С. [37] было создание и научно-техническое обеспечение внедрения в инженерную практику научно обоснованных стандартных норм и методов испытаний на допускаемую восприимчивость средств народнохозяйственного назначения к опасным видам внешних импульсных помех, а также на допускаемое образование внешних импульсных помех. Работа Глухова О.А. [28, 29, 30] создала целостную теорию коммутационных переходных процессов, направленную на решение проблемы перенапряжений и импульсных помех при коммутациях электроэнергетической системы. Разработанные принципиально новые коммутационные аппараты, формирующие заданную коммутационную функцию с целью минимизации амплитуды перенапряжений при относительно малой длительности коммутации. Возникновение импульсных искажений напряжения рассмотрено в работе Воршевского А.А [25], которая позволяет определить параметры импульсных искажений напряжения при коммутационных процессах в СЭЭС. В работе Сухорукова С.А. было определение закономерностей возникновения и распространения наведенных импульсных напряжений в судовых информационных кабелях. Проблеме ЭМС судовых системах посвящено большое число исследований, но задачи распространения ИП через кабели и через средства зашиты на судне, недостаточно изучены.

Цель работы. Целью работы является определение изменения параметров импульсных помех при распространении в судовых электроэнергетических системах.

С учетом поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- Разработка методов оценки параметров ИП при распространении судовых кабелях.

- Метод распространяющихся (бегущих) волн.

- Моделирование распространения ИП в частотной и временной областях.

- Использование пакетов Mathcad, Matlab при решении уравнений, моделировании процессов и математической обработке результатов экспериментов.

- Генетический алгоритм для определения максимальной амплитуды импульса на нагрузке неоднородной линии.

- Использование SPICE моделей элементов ЭЭС.

- Импульсный метод для измерения параметров трансформаторов, параметров электромагнитной связи кабелей и проверки эффективности экранирования по® мехоподавляющего покрытия кабелей.

- Натурные эксперименты для проверки разработанных математических моде> лей.

Содержание глав работы:

Первая глава посвящена проблеме помехи на судне: причины возникновения и пути распространения электромагнитных помех в СЭЭС. Провести анализ требований Российского Морского Регистра судоходства, стандартов и международных документов к судовому оборудованию по ЭМС.

Во второй главе разрабатываются математические модели для оценочного расчета изменения параметров импульсов напряжения при распространении по однородным и неоднородным судовым кабелям, и также для расчета наве-Ф денного напряжения в информационных кабелях, прокладывающих совместно с силовыми кабелями.

В третьей главе представлены результаты расчета параметров судовых кабелей, необходимых для расчета распространения импульсных помех. Определено влияние параметров кабелей, их прокладки на распространение. Рассчитано изменение параметров импульсов напряжения при распространении по однородным и неоднородным судовым кабелям, и параметров наведенного напряжения. В этой главе даются результаты испытаний распространения импульсных помех в разных судовых кабелях и методика испытания эффективности экранирования помехоподавляющего покрытия кабеля, ф В четвертой главе представлены результаты расчета паразитных параметров катушек индуктивности, конденсаторов и коэффициента вносимого затухания микросекундных, наносекундных помех через фильтры. Измерены параметры распространения импульсных помех через трансформаторы. Привеле-ны методики испытания и результатов исследования распространения импульсных помех через гальванические развязки ABA 6ТА00В и WAS5 VVC HF.

В заключении сформулированы основные результаты исследований, представленных в диссертации.

Научная новизна. В ходе проведенного в диссертационной работе исследования получены следующие новые научные результаты:

- Разработана математическая модель распространения наносекундных ИП в # судовых электротехнических кабелях с учетом затухания и неоднородностей.

- Впервые получены значения параметров судовых кабелей, необходимые для расчета распространения наносекундных ИП.

- Определено влияние параметров кабелей, их прокладки на распространение. Впервые получены зависимости параметров помех от разделки кабелей, неод-нородностей кабельной трассы.

- Определена эффективность экранирования помехоподавляющего покрытия кабеля.

Практические результаты. Полученные в диссертационной работе результаты представляют практическую ценность:

- Измеренные параметры трансформаторов позволяют рассчитывать распространение ИП через них.

- Зависимости коэффициента вносимого затухания фильтров от параметров элементов предлагается использовать при проектировании средств помехоза-щиты.

- Результаты исследования распространения импульсных помех через гальванические развязки ABA 6ТА00В и WAS5 VVC HF использованы при выборе средств защиты в ФГУП НПО " Аврора".

Заключение диссертация на тему "Методы оценки параметров импульсных помех при распространении в судовых электроэнергетических системах"

Основные результаты диссертации могут быть сформулированы следующим образом:

2. Анализ международных документов и Российского Морского Регистра судоходства показывает, что наблюдается сближение требований МЭК, МАКО и Российского Регистра судоходства к судовому оборудованию по электромагнитной совместимости. Специальные рекомендации по защите от импульсных помех по путям распространения не сформулированы. Необходимо учитывать распространение наносекундных импульсных помех 5/50 не по ГОСТ Р 51317-4-4 и микросекундных импульсных помех 1/50 мкс по ГОСТ Р 51317-4-5.

2 л ний кабелей с 1мм до 240мм изменение коэффициента Год меньше чем изменение коэффициента т0п• Коэффициенты Гоп = 9,7186.10'7(с/км2), тод -3,9071.10"9(с/км2) для кабеля КНР 3x1 мм2, а гоп = 4,3928.10"8 (с/км2), год = 4,0869.10" (с/км ) для кабеля КНР 3x240мм . Полученные параметры электротехнических судовых кабелей могут применяться для расчетов распространения импульсных помех по судовым кабелям.

4. Разработанные математические модели позволяют определить значения параметров импульсных помех при распространении по судовым кабелям.

7. Результаты моделирования распространения импульсных помех через фильтры предлагается использовать для выбора LC - фильтров для защиты электрооборудования. LC - фильтры мало эффективны для защиты от микросекундных помех. Затухание импульсных помех превышает 5 раз только при индуктивности L более 10 мГн и емкости С близкой к 10 мкФ. Распространение наносекундных импульсных помех через фильтр в значительной степени определяется паразитными параметрами элементов фильтра. Затухание наносекундных импульсных помех для индуктивного фильтра превышает 10 раз только при индуктивности L фильтра большей 0,1 мГн и паразитной емкости меньшей 3 пФ.

8. В технической документации на трансформаторы вторичного источника питания отсутствуют данные о величинах межобмоточной емкости С12, емкости обмотки трансформатора относительно корпуса С2, индуктивности рассеяния Ls и емкости обмотки Cs, необходимые для расчета распространения импульсных помех через трансформатор. Параметры средств помехоза-щиты и трансформаторов предлагается определять импульсным методом. В результат экспериментов определено, что для трансформаторов питания электронных средств С2 = 4-60 пФ, Сп = 35 - 1200 пФ, Ls ~ 10'5 - 10'7 Гн и Су = 60 — 300 пФ. Значения параметров С2, Cj2, Cs и Ls для силовых трансформаторов больше, чем для трансформаторов питания радиоэлектронных устройств. Для судового силового трансформатора ТСВМ-4-74, 4кВА значения параметров составляют С12 - 1,2 нФ, С2 = 0,43 нФ, Cs = 121 пФ и L$ = 0,535 мГн. Методика определения и измеренные параметры средств защиты и трансформаторов предлагается использовать для расчета распространения импульсных помех через элементы судовой электроэнергетической системы и выбора средств помехозащиты.

9. Эффективность использования средств гальванических развязок предлагается определять экспериментально в соответствии с разработанной методикой. Результаты испытания средств защиты подтверждают работоспособность методики. В частотности определено, что гальваническая развязка ABA 6ТА00В не соответствует требованиям испытаний по эмиссии и устойчивости. Гальваническая развязка при своей работе создает недопустимые помехи амплитудой до 5 В и частотой около 900 кГц. Приложенные на входные зажимы несимметричные напряжения 1,8 - 3 В в частотном диапазоне 20

- 50 МГц вызывают недопустимые отклонения выходного напряжения. Зарегистрированы изменения напряжения от +9 В до -9 В.

Гальваническая развязка WAS5 VVC HF соответствует требованиям испытаний по эмиссии и устойчивости.

Исследованные гальванические развязки не обеспечивают эффективной защиты оборудования от радиочастотных помех. Вносимое затухание несимметричных помех, распространяющихся через устройство развязки, составляет только 1,1-3 раза в диапазоне частот 18-50 МГц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Фам Тхань Хьет, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Агафонов A.M., Воршевский А.А. Требования к оборудованию по устойчивости к помехам. Тезисы докладов 3 всероссийской научно-технической конференции "Устройства и системы энергетической электроники", Москва. 2001, с.55-56.

2. Адольф Й Шваб. Электромагнитная совместимость. Москва Энергоатомиздат, 1995,421 с.

3. Андреев В. А. Временные характеристики кабельных линий связи. М., "Радио и связь", 1986, 103 с.

4. Базутин В.В., Дмоховская Л.Ф. Расчеты переходных процессов и перенапряжений. Москва энергоатомиздат 1983, 327 с.

5. Безсов Б.Л., Городецкий С.С., Гроднев И.И., Линков А.В. Кабели и провода. Том 1. Государственное энергетическое издательство, 1959, 559с.

6. Белорусов Н.И. Электрические кабели и провода. Энергия, Москва 1971, 512с.

7. Бердичевский Л.В., Марченко А.А. Автоматизированное проектирование судовых кабельных сетей, Судостроение, 1978, 212 с.

8. Благинин В.А. Дуговые перенапряжения в СЭЭС, Сб. Методы и средства повышения эффективности контроля сопротивления изоляции ЭЭС, ВИТО имени А.Н Крылова, Л, 1984, вып. 387, с 18-24.

9. В. Мейлинт, Ф. Стари. Наносекундная импульсная техника, Москва атом-издат 1973,382 с.

10. Взаимное влияние в судовых кабельных линиях при воздействии импульсных напряжений и токов, Отчет, Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт, Ленинград, 1985, 218 с.

11. Вилесов Д.В., Воршевский А.А. Паршин В.Г. Проблема электромагнитной совместимости судовых технических средств. Судостроение 1990, N1, с.28-30.

12. Вилесов Д.В., Воршевский А.А. Сравнительный анализ требований по электромагнитной совместимости для судового оборудования.

13. Вилесов Д.В., Воршевский А.А., Гальперин В.Е., Сухоруков С.А. Возникновение и распространение импульсных помех в судовых электроэнергетических системах. Учебное пособие. Изд. ЛКИ, 1987, 90 с.

14. Вилесов Д.В., Воршевский А.А., Гальперин В.Е., Сухоруков С.А. Измерения и испытания в области электромагнитной совместимости. Учебное пособие. Изд. ЛКИ, 1989, 65 с.

15. Вилесов Д.В., Воршевский А.А., Гальперин В.Е., Сухоруков С.А. Обеспечение электромагнитной совместимости в судовых электроэнергетических системах. Учебное пособие. Изд. ЛКИ, 1988, 64 с.

16. Волин М.И. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре. Радио и связь, 1981, 296 с.

17. Воршевский А.А. Задачи электромагнитной совместимости судового электронного и электротехнического оборудования. Тезисы докладов на ВНТК "Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств". Москва., Радио и связь, 1986, с.116-117.

18. Воршевский А.А. Новые стандарты и нормативные документы по электромагнитной совместимости. Вестник международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. № 3 (39), 2001, с.114-124.

19. Воршевский А.А. Перенапряжения на удаленном электроном оборудовании при коммутации конденсаторов в электрической сети. Восьмая российская научно-техническая конференция по ЭМС. 2004, С.117-120.

20. Воршевский А.А., Фам Тхань Хьет. Факторы, определяющие изменение параметров импульсных помех, при распространении по кабелю. Восьмая российская научно-техническая конференция по ЭМС. 2004, С. 129-133.

21. Воршевский. А. А., Савин. В. И. Электромагнитная совместимость в судовых электроэнергетических системах. Методические указания к лабораторным работам. Санкт-Петербург. 1996, 47 с.

22. Воршевский. А.А. Исследование кратковременных искажений напряжения в судовых электроэнергетических системах. Диссертация на со-иск.уч.стен.канд.техн.наук, 1980, 150с.

23. Г. Отт. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. Издательство « Мир». 1979. 310 с.

24. Глебович Г.В. Исследование объектов с помощью пикосекундных импульсов, Москва «радио и связь» 1984, 254 с.

25. Глухов О.А. Импульсные переходные процессы в автономных электроэнергетических системах. Диссертация на соискание ученой доктора техн.наук, 2000,287 с.

26. Глухов О.А. Качественный анализ перенапряжений фаза-корпус при однофазных замыканиях в судовых электроэнергетических системах двойного рода тока, Тез. докл., 4- ВНТК « Проблемы создания мощных ЭЭС» JI. Судостроение, 1983, с 145-147.

27. Глухов О.А. Оптимальные коммутация электрических цепей. Научное издание Йошкар-Ола, Map ГТУ, 2000.

28. ГОСТ Р 50745-95. Совместимость технических средств электромагнитная. Системы бесперебойного питания. Устройства подавления сетевыхимпульсных помех. Требования и методы испытаний. Требования и методы испытаний. Введ. с 01. 07. 2001.

29. ГОСТ Р 51317.4.2-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний. Введ. с 01. 01. 2001.

30. ГОСТ Р 51317.4.4-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний. Введ. С 01. 01. 2001.

31. ГОСТ Р 51317.4.5-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний. Требования и методы испытаний. Введ. с 01. 01. 2002.

32. ГОСТ Р 51317.4.6-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями. Требования и методы испытаний. Введ. с 01. 01. 2001.

33. Гувич И.С. Защита ЭВМ от внешних помех. Москва. Энергоиздат, 1984, 224с.

34. Гурвич И.С. Принципы и технические средства обеспечения ЭМС устройств цифровой вычисленной техники, автореферат диссертации на соискание ученой доктора техн.наук, Москва, 1990.

35. Дж. Барнс. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами. Издательство « Мир». 1990. 237 с.

36. Импульсные искажения напряжения в судовых кабельных сетях, Отчет, Ленинград, Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт, 1982, 318с.

37. Иоссель Я.Ю., Ночальнов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости, Ленинград. Энергоиздат. 1981, 286 с.

38. Каганов В.Г. Волновые явления в электрических машинах. Новосибирск 1964.369 с.

39. Кармашев B.C. Электромагнитная совместимость технических средств. Справочник 2001 .Москва 2001, 401 с.

40. Карпов Ф.Ф., Козлов В.Н. Справочник по расчету проводов и кабелей, Энергия, 1969, 263 с.

41. Князев А.Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Сов. Радио, 1979, 464с.

42. Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М. Радио и связь, 1984, 336с.

43. Люков А.В. Волновые параметры турбогенераторов. Электричество, 1960, №9, с 49-52.

44. Назаров С.Е., Фоминич Э.Н. Математическая модель воздействия мощных электромагнитных помех на кабельные линии. Сборник докладов шестой российской научно-технической конференции, ЭМС 2000, с. 135141.

45. Орешников В.Н., Романов Д.В. Математическое моделирование и расчет процессов в неоднородных кабельных линиях при внешних электромагнитных воздействиях. Сборник докладов шестой российской научно-технической конференции, ЭМС 2000, с. 146-150.

46. Паршин. В. Г. Электромагнитная совместимость судового оборудования при импульсах напряжения. 1989, диссертация.

47. Пошерстник М.Ю., Салютина М.А. Справочник по судовым кабелям и проводам, Издательство Судостроение 1966, 249 с.

48. Привезенцев В.А., Граднев И.И., Холодный С.Д., Рязанов И.В. Основы кабельной техники. Издательство энергия, 1967,464 с.

49. С. Бернас, 3. Цек, Математические модели элементов энергетических систем, Москва Энергоиздат, 1982, 310 с.

50. Сухорукое С.А. Импульсные напряжения, наведенные в судовых кабеных линиях. Диссертация на соиск.уч.стен.канд.техн.наук, 1983, 256 с.

51. Татур Т.А. Основы теории электромагнитного поля. Москва «высшая школа» 1989, 270 с.

52. Тим Улилльямс. ЭМС для разработчиков продукции. Издательский Дом Технологии, 2003, 540 с.

53. Тим Улилльямс., Кейт Армстронг. ЭМС для систем и установок. Издательский Дом Технологии, 2004, 508 с.

54. Холодный С.Д. Методы испытаний и диагностики кабелей и проводов. Москва энергоатомиздат, 1991, 200 с.

55. Э. Хабигер. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечение в технике. Москва Энергоатомиздат, 1995, 275 с.

56. Ясаков. Г.С. Импульсные перенапряжения в корабельных электроэнергетических системах. Военно-морская Академия имени Адмирала Флота Советского союза Н. Г. Кузнецова, 1999, 102 с.

57. А.А. Worshevsky. Analysis of impulse noise immunity standards. Proceeding of IEEE International Symposium on EMC, pp. 504-506, Washington, 1990.

58. A. A. Worshevsky. Digital simulation of pulse noise in electrical system in time domain, in Proceedings of International Symposium on EMC, Beijing, 1992, pp.140-142.

59. A.A. Worshevsky. Effects of pulse noise propagation in electrical system. Proceedings of International Symposium on Electromagnetic Compatibility, pp 4850, EMC 04 Sendai, Japan, 2004.

60. A.A. Worshevsky. Electromagnetic compatibility requirements for shipboard equipment. Proceedings 2001 of St. Petersburg Chapter, St.Petersburg ETU (LETI) Publishing House, pp. 102-105.

61. A.A. Worshevsky. EMC certification of products in GOST certification system in Russia. Proceeding of International Symposium on EMC, pp. 466-468, Sendai, Japan, 1994.

62. A.A. Worshevsky. Parameters of short time voltage transient in shipboard electrical system. International EMC Symposium, pp. 874-882, Poland, 1986.

63. A.A. Worshevsky., А.А. Worshevsky. Calculation of surge attenuation in filters. Preceedings of International Symposium on Electromagnetic Compatibility, pp 48-50, Japan, May 17-21, 1999.

64. A.A. Worshevsky., D. Wilesov. Impulse technique of measurements of Magnetic and Electric Coupling. Proceeding of 9 International Wroclaw Symposium on EMC, pp. 477-481, Poland, 1988.

65. A.K. Agrawal., H.M. Fowles., L.D. Scott. Experimental characterization of multiconductor transmission lines in inhomogeneous media using time domain techniques. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol.EMC-21, pp. 28-32, 1979.

66. A.K. Agrawal., К. M. Lee., L. D. Scott. Experimental characterization of multiconductor transmission lines in the frequency domain. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol.EMC-21, pp.20-27, 1979.

67. Clayton R . Paul. Incorporation of terminal constrains in the FDTD analysis of transmission lines. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 36, No.2, pp. 85-91, 1994.

68. Clayton R . Paul. Solution of the transmission-line equations under the weak-coupling assumption. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 44, No.3, pp. 413-423, 2002.

69. Clayton R .Paul. Analysis of multiconductor lines. New York, Wiley Inter-science, 1984.

70. Giulio Antonini. Anew approach for closed-form transient analysis of multi-conductor transmission lines. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 46, No.4, pp. 529-543, 2004.

71. H. Haase., J. Nitsch. Full wave transmission line theory for the analysis of three-dimensional wire line structures. Technical exhibition electromagnetic compatibility, Zurich, 2001, pp. 235-240.

72. H. Haase., J. Nitsch., T. Steinmetz. Translation-line super theory: a new approach to an effective calculation of electromagnetic interactions, URSI Radio Sci. Bulletion, no. 307, pp. 33-36, 2003.

73. Heiko Haase., Torsten Steinmetz., Jurgen Nitsch. New propagation models for electromagnetic waves along uniform and nonuniform cables. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 46, No.3, pp. 345-352, 2004.

74. J. P. Pamantier. Numerical coupling models for complex systems and results. IEEE Trans. Electromagnetic compatibility, vol. 46, pp. 360-368, 2004.

75. Joe LoVetri., Tibor Lapohos. Explicit upwind schemes for lossy MTL's with linear terminations, IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 39, No.3, pp. 189-200, 1997.

76. Jonas Lundstedt., Sailing He. Time domain direct and inverse problems for a nouniform LCRG line with internal sources. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 39, No.2, pp. 79-88, 1997.

77. Jurgen Nitsch., Cal E. Baum. Analytical treatment of uniform multiconductor transmission lines. IEEE translation on electromagnetic compatibility, vol. 35, No.2, pp. 285-293, 1993.

78. R. Rudenbeg. Performance of traveling waves in coils and winding. AIEE Trans, v.59. pp. 1031, 1960.

79. S. He., S. Trum. Time domain wave splitting approach to transmission along a nouniform LCRG line. J. Electr.Waves Appl. Vol.6, pp. 994-1014, 1992.

80. Т.К. Pham., A.A. Worshevsky. Calculation of cable parameters for pulse propagation model. 6th international symposium on electromagnetic compatibility and electromagnetic ecology, pp. 332-334, Saint-Petersburg 2005.

81. Т.К. Pham., A.A. Worshevsky. Electrical decoupling effectiveness for radiof-requency noise protection. 6th international symposium on electromagnetic compatibility and electromagnetic ecology, pp. 222-224, Saint-Petersburg 2005.

82. Т.К. Pham., A.A. Worshevsky. Nanosecond pulse propagation in shipboard electrical cables. The 2nd International Conference on electromagnetic compatibility, pp. 51-55, Thailand, 2005.

83. Wilesov D., Worshevsky A. Parameters of short time voltage transients in shipboard electrical systems. Proceeding of International, Wroclaw Symposium on EMC, pp. 874-882, 1986.

84. Санкт-Петербургский государственный морской технический университет Проректору по научной работе Д.т.н. Шаманову Н.П 190008, СПб, ул.Лоцманская, 3i

Похожие работы

Электротехника
05.09.00