автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка методологической базы для исследования и обеспечения помехоустойчивости управляющих систем и устройств на информационных объектах

На правах рукописи

Вербин Владимир Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ НА ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБЪЕКТАХ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

2005

Работа выполнена на кафедре «Управления и Информатики» Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель: доктор ¡ехнических наук, профессор

Беседин Валерий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузовкин Владимир Александрович

кандидат технических наук, доцент Кривошапко Владимир Михайлович

Ведущая организация: Федеральное государсхвенное унитарно;

предприятие «Научно-инженерный центр «СНИИГ1»

Защита состоится 7 апреля 2006 г. в 18 час. в ауд. Г-306 МЭИ (ТУ) на заседании диссертационного совета Д212.157.01 при Московском энергетическом институте (техническом университете), адрес: г. Москва, ул. Красноказарменная д. 17, МЭИ

С диссертацией можно ознакомиться в библио1еке МЭИ. Отзывы об автореферате в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим отправлять по адресу: ] 1250, г Москва, ул. Красноказарменная д. 14. МЭИ.

Автореферат разослан 7 марта 2006 I.

Ученый секретарь диссертационного совета И.И Ладыгин

¿оое> А

Шг

Общая характеристика работы

Актуальность задачи. Концепция создания информационного объекта (ИО) подразумевает комплексное оснащение современными управляющими системами и устройствами (УСУ), которые включают в себя системы управления электроснабжением, климатом, безопасностью и другие. Практически все современные УСУ ИО построены ка микроэлектронной базе, и обладают рядом существенных недостатков, одним из которых является чувствительность к воздействию электромагнитных помех (ЭМП).

Данные социологических опросов, проводимых автором работы в течение последних 3 лет среди посетителей специально созданного Интернет портала Ь11р:/М'ш\у.ргоЫетаетс.паго(}.ш. публикации в нашей стране и за рубежом свидетельствуют об актуальности проблемы помехоустойчивости.

Согласно действующим Российским и международным стандартам микроэлектронная аппаратура (МЭА) должна проходить испытания на электромагнитную совместимость (ЭМС), которые включают в себя в том числе и испытания на устойчивость к воздействию стандартизованных ЭМП.

В то же время накопленный опыт показывает, что на многих существующих объектах стандартизованные уровни устойчивости МЭА к воздействию ЭМП оказываются превышенными, в том числе по следующим причинам:

- большая часть объектов в России проектировалась и строилась до появления отечественных нормативных документов в области ЭМС;

- ухудшение ЭМО на объекте вследствие естественного старения;

- недокументированные модификации систем электроснабжения, заземления, молниезащиты и пр.

Решение проблемы помехоустойчивости МЭА может быть достигнуто двумя путями:

- использование МЭА, удовлетворяющей более жестким требованиям по

ЭМС;

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ библиотека

- улучшение ЭМО на объекте до уровня устойчивости МЭА.

Первый подход не является удовлетворительным, т.к. приводит к удорожанию и невозможности использовать типовую МЭА отечественных и зарубежных производителей, а в некоторых случаях и физически не реализуем. Поэтому на многих объектах при внедрении УСУ на базе МЭА возникает задача улучшения ЭМО, которая включает в себя исследование ЭМО на объекте и уменьшение уровня опасных ЭМП до допустимого для УСУ уровня.

Особенно актуальна задача обеспечения помехоустойчивости МЭА в энергонасыщенных областях деятельности. В последние годы з электроэнергетике и железнодорожном транспорте стала активно выпускаться соответствующая нормативно-техническая документация (НТД), хотя ее объем и качество вряд ли можно считать достаточным. В то же время в других областях отсутствует НТД, позволяющая комплексно решать эту проблему. Рост скорости обработки информации, уменьшение энергетической мощности полезных сигналов, увеличение плотности МЭА придают проблеме обеспечения устойчивости УСУ к воздействию ЭМП все большую актуальность

Таким образом, задача обеспечения помехоустойчивости УСУ в условиях ИО, является актуальной и современной, требующей для своего решения особых, нетрадиционных подходов.

Целью диссертационной работы является разработка методологической базы для исследования и обеспечения помехоустойчивости управляющих систем и устройств на информационных объектах.

В соответствии с указанной целью были определены следующие задачи исследования-

1. Провести классификацию и систематизацию электромагнитных помех, которые определяют электромагнитную обстановку на информационном объекте. Исследовать электромагнитные помехи, а также механизмы их распространения и воздействия на узлы управляющих систем и устройств.

2. Разработать методологическая базу для экспериментально-расчетного исследования электромагнитной обстановки и обеспечения помехоустойчивости управляющих систем и устройств, включающая совокупность способов, отражающих специфику информационных объектов

3. Разработать способ применения вейвлет-преобразования для анализа электромагнитных помех

4. Выполнить исследования электромагнитной обстановки на информационных объектах, сравнить полученные экспериментальные данные с известными данными

5. Осуществить анализ эффективности применения существующих технических средств обеспечения помехоустойчивости управляющих систем и устройств в условиях информационного объекта, а также путей снижения уровня опасных электромагнитных помех. Разработать рекомендации по обеспечению помехоустойчивости управляющих систем и устройств в условиях информационного объекта.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались теории электрических цепей, экранирования, электромагнитной совместимости, радиотехники, электрофизики и электроники. Математическое моделирование и анализ временных рядов проводились с помощью математического аппарата Фурье и вейвлет-преобразований реализованных на ЭВМ. В работе широко применяются экспериментальные исследования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Исследованы и систематизированы опасные для управляющих систем и устройств электромагнитные помехи на информационных объектах. Показано, что более чем на 80 % объектов присутствует опасность для управляющих систем и устройств.

2. Разработана методологическая база для экспериментально-расчетного исследования электромагнитной обстановки, включающая совокупность способов, отражающих специфику информационных объектов.

3. Разработан способ применения вейвлет-преобразования для анализа электромагнитных помех. Из наиболее распространенных материнских вейвлетов выделены вейвлеты, наиболее подходящие для анализа электромагнитных помех. Проведены исследования типовых электромагнитных помех с помощью вейвлет-преобразования, получены их вейвлет-спектрограммы.

4. Исследована эффективность применения существующих средств обеспечения помехоустойчивости управляющих систем и устройств в условиях информационного объекта.

Реализация результатов работ, практическая ценность.

Полученные в работе материалы используются в деятельности НПО АСУ-Интеграция, направленной на развитие научно-методической и нормативно-методической базы обеспечения помехоустойчивости МЭА АСУ ТП, в частности: классификация и систематизация ЭМП опасных для МЭА, теоретический анализ электромагнитных процессов и путей проникновения ЭМП в УСУ ИО.

Предложенные в работе способы обеспечения ЭМС МЭА УСУ ИО используются в деятельности ПО ТЕХКОМПЛЕКТЭНЕРГО для доработки оборудования, поставляемого на АЭС «Бушер» и АЭС «Куданкулам» под требования помехоустойчивости.

Разработанные в работе практические рекомендации по снижению уровней потенциально опасных ЭМП позволило ЗАО «Информтехника и Промсвязь» обеспечить устойчивость коммутационного оборудования систем связи к воздействию электромагнитных помех группы 4 по ГОСТ 50746-2000 с критерием функционирования А.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования электромагнитной обстановки на 30 действующих информационных объектах, анализ полученных результатов.

2. Методологическая база экспериментально-расчетного исследования электромагнитной обстановки на информационном объекте, включающая совокупность способов, отражающих специфику информационных объектов.

3. Способ применения вейвлет-преобразования для анализа электромагнитных помех.

4. Принцип выделения из всею комплекса электромагнитных воздействий электромагнитных помех потенциально опасных для управляющих систем и устройств в условиях информационного объекта.

5. Технические решения, используемые для реализации предложенных способов, а также для обеспечения помехоустойчивости.

Апробация работы. Результаты работы и основные положения докладывались и обсуждались на семинарах и конференциях, в том числе:

1. Конференция СИГРЭ Группа 36-103, Париж, 2002.

2. III научно-техническом семинаре «Современные средства телемеханики, организация рабочих мест и щитов управления», Москва. 2002 г.

3. IV научно-практической конференции «Современные средства телемеханики, организация рабочих мест оперативного персонала и щитов управления в электроэнер1етике», Москва, 2003 г.

4 Научно-технической конференции «Информационные средства и технологии», Москва, 2004 г.

5. X, XI научно-технических конференциях «Радиоэлектроника, Электротехника и Энер! етика». Москва, 2003 и 2004 г.

6. X, XII. XIV научно-технических семинарах «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Алушта, 2001, 2004 и 2005 г.

Публикации. По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 15 печатных работ, в том числе 1 монография, 6 статьей, 8 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы. Объем работы составляет 143 страницы и содержит 110 рисунков и 12 таблиц. Список литературы содержит 96 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи, научная новизна и практическая ценность результатов проведенных исследований.

Первая глава диссертации посвящена обзору состояния проблемы обеспечения помехоустойчивости. Показано, что наиболее остро задача стоит в энергонасыщенных отраслях деятельносги, в первую очередь это электроэнергетика и железнодорожный транспорт. Большая часть российской НТД в этих областях была разработана после принятия закона «Об обеспечении электромагнитной совместимости» в 1997 года, а также ввода серии стандартов по Электромагнитной совместимости в 2000 году (ГОСТР 51317 и ГОСТ Р 51318).

В первой главе выделены вопросы, составляющие основу научных исследований диссертационной работы. Состояние любого технического изделия может быть определено на основе его математической модели Г = где Г - выходные параметры изделия; V- внутренние параметры

изделия; X - параметры режима эксплуатации и внешних воздействий; / -время наработки. При этом, в случае нарушения области допустимых значений Бу, Ох. и П>\-, заданных в технических условиях по параметрам У,Х и V, изделие может переходить в состояния, отличные от исправного. Таким образом, для того, «тобы изделие функционировало с заданными в технических условиях показателями надежности, необходимо, чтобы климатическое исполнение, сейсмостойкость и помехоустойчивость изделия удовлетворяли условиям эксплуатации.

Рассмотрены способы решения проблемы обеспечения помехоустойчивости. Показано, что для решения проблемы обеспечения помехоустойчивости УСУ ИО основной задачей является оценка реальной ЭМО и осуществление разработки, изготовления и установки УСУ таким образом, чтобы исключить воздействие опасных ЭМП, либо свести эти воздействия к допустимому для УСУ уровню. Для решения этой задачи в работе разработана методика, структура которой показана на Рис.1.

1 Анализ уровней устойчивости МЭА к воздействию ЭМП

2 Анализ проекта ИО и? соответствие силем элек-ро; итани?, заземления и модниезахциты требованиям НТД

3 Выявление потенциально опасных ЭМП для МЭЛ

4 Эпнеримек-ально аначнтическое I сспеюпзпие ЭМО на икфорыаиионьоу объекте

| I Разработка проекта реконструкции ИО с уче ом зеинтных

Нет

устойчивости ко_оро1' выие уровня опасной Э*/П

' р„Л1Л агаемого !ина МЭА на тип \ОА ^р нс^ь ус гоР1 и но с 1 и которой ьыые уровня опасных ЭМП

т"хог& илаМ_)А на тин МЭ

Рис 1 Структура чет сдики обеспечения помехо>стойчивости УСУ ИО

Во второй главе исследуются причины возникновения электромагнитных помех на ИО, а также механизмы распространения и воздействия электромагнитных помех на типовой элемент УСУ ИО.

На примере типового элемента УСУ ИО, показанного на Рис 2, проведен анализ следующих механизмов воздействия электромагнитных помех:

- искажение сигналов в сигнальных цепях;

- попадание помех на входы питания аппаратуры;

- воздействие электромагнитного поля.

- протекание токов помех по металлическим корпусам, экранам кабелей и цепям заземления.

Результаты анализа позволили классифицировать электромагнитные помехи в зависимости от места их воздействия:

- Сигнальные порты _

Порты питания Порты

Порты заземления электоопитания

Корпус

Порт корпуса МЭА УС ИО

Порты сигнальные

Порты заземления

Рис 2 Схема воздействия ЭМП на типовой элемент УСУ ИО

Показано, что на ИО можно выделить следующие факторы, которые определяют электромагнитную обстановку:

- организация и топология прокладки сигнальных и силовых цепей;

- организация и состояние заземляющего устройства;

- местоположение и параметры информационного объекта

Во второй главе проведен обзор источников ЭМП на ИО, иллюстрированный комплексом осциллограмм электромагнитных помех. Показано, что:

- амплитуда электромагнитных помех может достигать нескольких киловольт, при этом помехи лежат в широком диапазоне частот, что ставит серьезные проблемы при их измерениях.

- при разряде молнии возможно повреждение УСУ при воздействии электромагнитного импульса а также при воздейагвии молниевых перенапряжений на порты питания, ввода-вывода и заземления УСУ

- при аварийных ситуациях в сети электропитания, возможно возникновение помех, воздействие которых на порты питания МЭА УСУ ИО может приводить к повреждениям и сбоям в работе;

- разности потенциалов между заземляющими проводниками (ЗП) различных зданий или помещений ИО могут представлять существенную опасность для МЭА УСУ, особенно когда ИО имеет несколько гальванически не связанных между собой контуров заземления;

- при расположении ИО вблизи энергообъекта в цепях УС могут индуцироваться значительные помехи.

- при коммутациях низковольтных индуктивных и емкостных нагрузок внутри ИО в цепях УС ИО могут индуцироваться помехи, амплитуда которых превышает уровни устойчивости МЭА

- при работе офисной техники внутри ИО в цепях УСУ могут индуцироваться помехи, способные приводить к сбоям в работе.

Особое внимание уделено помехам в цепи питания УСУ ИО. Показано, что при выполнении одного из следующих условий в цепях питания ИО могут возникать элек!ромагнитпые помехи опасные для МЭА' при расположении энергообъекта вблизи или на территории ИО, коммутациях питающего трансформатора, работе выпрямителей, коммутациях емкостных или индуктивных нагрузок ИО, работе мощных электродвигателей, аварийных ситуациях в сети электропитания, самоустраняющихся коротких замыканиях, молниевых разрядах вблизи или на территории ИО.

В третьей главе разработана методологическая база для проведения исследования электромагнитной обстановки на ИО, алгоритм которой показан на Рис. ЗА и которая включает:

1. Способ экспериментального исследования параметров заземляющего устройства информационного объекта, расположенного в городских условиях.

2. Способ экспериментального исследования уровня импульсных помех в сигнальных и силовых цепях, включающий алгоритм проведения измерений с последующей цифровой обработкой в пакете Matlab.

3 Способ проведения экспериментального мониторинга помех в сигнальных и силовых цепях, включающий алгоритм проведения измерений и обработки с использованием специализированоного программного обеспечения Wavestar фирмы Tektronix.

4. Способ определения опасности для УСУ ИО электромагнитных помех, возникающих при разряде молнии вблизи или на территории ИО.

5. Способ определения опасности для УСУ ИО электромагнитных полей.

6. Способ исследования электромагнитных помех с применением вейвлет-преобразования.

7. Способ локализации источников электромагнитных помех в сигнальных и силовых цепях информационного объекта, основанный на анализе фронта помех по току и напряжению.

Схемы способов 2 и 3, согласно вышеприведенному списку, представлены на рис. ЗБ.

Проведена сравнительная оценка применения математических методов для моделирования и анализа электромагнитных помех, представленных в виде временного ряда Установлено, что для анализа сосредоточенных по частоте помех целесообразно применение преобразования Фурье и его модификаций, а для анализа импульсных и флуктуационных помех целесообразно применение вейвлег-преобразования Исследованы типовые электромагнитные помехи с помощью вейвлет-преобразования. Анализ особенностей и свойств широко используемых материнских вейвлетов показал, что для целей анализа электромагнитных помех лучше всего подходят вейвлеты семейства Добеши, причем, исходя из свойств

фрактальности форм электромагнитных помех, для низкочастотных помех целесообразно применяв вейвлеты Добеши более низкого порядка, а для анализа высокочастотных помех более высокого.

Осмотр существующим* систем питания, заземления молниезащиты, анализ их гопологии.

Оценка уровня помех в сигнальных н силовых цеиях

измерение уровней помех Jlри коммутационных операциях

долговременный мониториы помех, оценка качества напряжения пнгания

1

Оценка состояния заземляющего устройства

• иэмерение сопротивления растеканию ЗУ ИО, проверка связи с ЗУ объекта заземляющих проводников УС ИО,

• исс!еиование картины растекания тока по элементам системы заземления ИО на промышленной и высокой часто ге

Оченка состояния молниезащиты ИО анализ взаимного расположения элементов УС и средств молниезащиты объекта Опредетение трасс растекания тока молнии и выделение опасных ¿он (при начичии молниеотводов и антенно-мачтовых устройств)

Оиенка уровней элсктромл! ннтных полей | Измерение постоянно действуюших и импульсных |

электромагнитных полей в широком диапазоне 1

частот | Пои расположении вблизи эь^ргообъектов -

измерение помех и полей при 1 симутаииях |

высоковольтного оборудования 1

1 Определение ожидаемого уровня помех е сигнальных и силовых цепях

2 Выяв-тения наиболее подверженных воздействию ЭМП цепей УГ

1 Настройка измерительного комплекса на диапазон прове^енля измерений | 2 Измерение токов и напряжений помехи в I сигнальных и силовых цепях

1 Пергдчча данных на персональный компьютер с помощью специализированного nporpawHoro обеспечения Wavestar for Tektronix

2 Первичная обработка данных

Корректировка

уС Г4ВОК

измерительного комплекса

Импорт осциллограмм помех в Matlab

X

Обработка ! узкополосных помех ' в пакете Signa) Processing Tools

Обработка флуктационных и ими\льсных помех ы пакете Wavelet 1 оо lb ох

Рис 3. (А) - Схема проведения исследования электромагнитной обстановки на ИО, (Б) - Схема способа оценки помех в сигнальных и силовых цепях

По результатам анализа расчетных методов прогнозирования параметров электромагнитной обстановки на информационных объектах, показано, что прямые расчеты уровней ЭМП являются сложной и трудоемкой задачей, а известные методы не могут обеспечить точность необходимую для обеспечения помехоустойчивости МЭА.

В четвертой главе приведены результаты исследования ЭМО на 30 ИО, полученные на основе разработанной в Главе 3 методологической базы .

Набор измерений на каждом ИО выбирался согласно Главе 2 так, чтобы иметь возможность оценить параметры опасных ЭМП. Выбор предельно допустимых значений ЭМП делался на основе требований действующих стандартов на «оборудование информационных технологий».

В Таблице 1 приведены результаты анализа помех, воздействие которых может привести к сбоям в работе или физическому повреждению узлов УСУ.

Таблица 1 Результаты аналнза потенциально опасных помех

Параметр % объектов, величина помехи на которых превышает уровень допусков МЭА

Частота питания 20

Коэффициент гармонического искажения 5

Амплитуда напряжения 8

Потенциал на заземляющем устройстве ИО (при КЗ на энергообъекте вблизи ИО) 52

Проблемы молниезащиты 43

Импульсные помехи в цепи питания (нормальный режим) <1

Импульсные помехи в сигнальных цепях (нормальный режим) <1

Импульсные помехи в цепях питания (при коммутации на энер! ообъекте вблизи ИО) 2

Импульсные помехи в сигнальных цепях (при | 2 коммутации на энергообьекте вблизи ИО) ;

Сопротивление растеканию заземляющего! 31 устройства 1

Сопротивление связи между заземляющими проводниками УСУ и заземляющим устройством лС

Объекты, на которых присутствует не менее одного опасного влияния группы I 83

В Таблице 2 приведены результаты анализа помех, воздействие которых снижает качество предоставляемых сервисов или заметно ухудшает условия работы УСУ (мешающие влияния).

Таблица 2. Мешающие влияния

Параметр % объектов, величина помехи на которых превышает уровень допусков МЭА

Потенциал на ЗУ ИО в нормальном режиме 98

Величина магнитно1 о поля в диапазоне 2кГц - 400 кГц 18

Величина магнитного поля в диапазоне 5 Гц - 2кГц. Допустимое значение 1 А/м 54

Величина магнитного поля в диапазоне 5Гц - 2кГц. Допустимое значение 250 пТл 81

НЧ помехи в сигнальных цепях 98

Объекты, на которых присутствует 98

не менее одного опасного влияния |

тт 1

| группы II______|______1

Таким образом, установлено, что опасность для работы узлов УСУ присутствует более чем на 80% информационных объектов, причем большая часть проблем связана с неправильной организацией систем питания, заземления и молниезащиты, а также близким расположением информационного объекта с энергонасыщенными объектами.

Выявлено, что электромагнитная обстановка на однотипных информационных объектах значительно отличается, и ее исследование является индивидуальной задачей для каждого конкретного случая.

В пятой главе разработаны основы применения способов и средств обеспечения ЭМС в условиях информационного объекта.

В работе для решения проблемы помехоустойчивости УСУ применяется комбинированный подход, который подразумевает исследование ЭМО на информационном объекте и уменьшении уровня опасных помех до допустимого для МЭА уровня

Данные мероприяшя дополняют друг друга, позволяя реализовать надежное и экономически эффективное решение проблемы.

Анализ возможных мероприятий по снижению уровня ЭМП. опасных для УСУ, показал, что в условиях информационного объекта наиболее эффективными являются- увеличение расстояния между источниками помех и элементами УСУ, подверженными их влиянию;

- снижение части энергии помехи за счет отвода большей части энергии помехи по альтернативному пути;

- уменьшение коэффициентов емкостной и (или) индуктивной связи между источником помехи и подверженными ее влиянию цепями и узлам УСУ;

- изоляция между проводящими частями, связанными с источником помехи, и проводящими частями, связанными с цепями и узлам УСУ;

- подавление внешних помех, проникших в цепи УСУ, путем использования защитных устройств.

Анализ способов защиты УСУ ИО от воздействия микросекундных импульсных помех но силовым и сигнальным цепям показал, что наиболее эффективным способом является применение устройств зашиты от импульсных перенапряжений согласно концепции зонной защиты.

Разработаны рекомендации по выбору и установке устройств защиты УСУ ИО при наличии информации о потенциально опасных электромагнитных помс\ах.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Основные результаты диссертации

В процессе решения задач, поставленных в диссертации, получены следующие основные ре (ультаты:

1. Проведен анализ совокупности взаимоувязанных задач обеспечения помехоустйчивости управляющих систем и устройств в условиях информационного объекта.

2. Выполнен детальный анализ показателей электромагнитной обстановки, что позволило провести классификацию и систематизацию электромагнитных помех, которые определяют электромах нитную обстановку на информационном объекте и представляют опасность для цепей и узлов управляющих систем и устройств.

3. Разработана методологическая база для экспериментально-расчетного исследования электромагнитной обстановки и обеспечения помехоустойчивости управляющих систем и устройств, включающая совокупность способов, отражающих специфику информационных объектов. Обоснован выбор набора измеряемых параметров электромагнитной обстановки, а также измерительного оборудования.

4. Проведена сравнительная оценка применения математических методов для моделирования и анализа электромагнитных помех, представленных в виде временного ряда. Установлено, что для анализа сосредоточенных помех целесообразно применение преобразования Фурье и его модификаций, а для анализа импульсных и флуктуационных помех целесообразно применение вейвлет-преобразования.

5. Проведенный анализ особенностей и свойств широко используемых материнских вейвлетов показал, что для целей анализа электромагнитных помех лучше всего подходят вейвлеты семейства Добеши, причем для низкочастотных помех целесообразно применять вейвлеты Добеши более низкого порядка, а для анализа высокочастотных помех более высокого.

6. Проведены экспериментальные исследования электромагнитной обстановки на 30 информационных объектах. Установлено, что опасность для работы УСУ присутавует более чем на 80% информационных объектах.

7. Разработан комплекс рекомендаций по обеспечению помехоустойчивости управляющих систем и устройств в условиях информационного объекта.

8. Выполнены работы по внедрению рекомендаций на предприятиях, специализирующихся на интеграции управляющих систем.

Публикации по теме диссертации

1. Вербин B.C. Исследование помех в информационно-измерительных сетях промышленных объектов. // XIV н.-т. сем. «Совр. технологии в задачах упр., автоматики и обработки информации». Тез. докл. - Алушта, 2005. С.223.

7. Вербин B.C. Применение вейвлет - преобразования для оценки качества напряжения питания /' XI Межд. н.-т. конф. «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Тез. докл. - М.: МЭИ, 2005. Том.З С.247.

8. Вербин B.C.. Вербин A.C. Исследование способов подавления электромагнитных помех в информационно-вычислительных сетях. // XI Межд. и.-т. конф. «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Тез. докл. - М.: МЭИ, 2005. Том.З С.136.

9. Вербин B.C. Обеспечение электромагнитной совместимости электронной техники: оценка и улучшение электромагнитной обстановки. -М.:Спутник+, 2004. - 121 с.

10.Вербин B.C., Беседин В.М. Применение вейвлет - преобразования для решения задач помехоустойчивости. // Межд н.-т. конф. «Информационные средства и технологии». Сб. науч. докл. - М.:МЭИ, 2004. Том.4 С.164-166.

П.Вербин B.C., Беседип В.М., Прокофьев H.A. Применение дискретного вейвлет - преобразования для обработки информации. // XIII н.-т. сем. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Тез. докл. - Алушта, 2004. С.310.

12.Вербин B.C. Статистическое исследование уровня магнитных полей на рабочих местах операторов ПЭВМ на энергонасыщенных объектах. // Десятая Межд. н.-г. конф. «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Тез. докл. - М.: МЭИ, 2004. Том.2 С.93.

13.Вербин В. С. Защита от электромагнитных влияний цифровых информационных систем: опыт обследования. / B.C. Вербин, В.Х. Ишкин, М.К. Костин и др. // Энсргешк. - 2003. - № 10. - С.2-6.

14.Вербин В. С., Костин М. К., Матвеев М. В. Электромагнитная обстановка на энергообъектах и ее влияние на качество работы микропроцессорной аппаратуры. // Третья н.-п. конф. «Метрологическое обеспечение

электрических измерений в электроэнергетике». Сб. науч. докл. - М.: ВНИИЭ, 2003. С.184-186.

15.Вербин B.C., Костин М.К., Матвеев М.В. Проблемы ЭМС цифровой аппаратуры щитов управления и АСУ верхнего уровня. // Четвертый н.-т. сем. «Современные средства телемеханики, организация рабочих мест оперативного персонала и щитов управления в электроэнергетике». Тез. докл. - М.: ВНИИЭ, 2003. С.233.

16.Брауде Л.И., Вербил B.C., Костин М.К., Матвеев М.В.. Условия работы современной микропроцессорной аппаратуры ВЧ-связи на энергообъектах. // Второй н.-г. сем. "Аппапатура ВЧ связи по ЛЭП-35-750кВ". Тез. докл. - М.: ВНИИЭ, 2003. Том.! С.71.

17.Костин М.К. Результаты обследования электромагнитной совместимости оборудования на электрических станциях. / М.К.Костин, М.В.Матвеев, А. Овсянников, В.С.Вербин, С. Живодерников // Конференция СИГРЭ Группа 36-103, Париж, 2002 (на англ. языке).

18.Вербин B.C., Костин М.К., Матвеев М.В. Методы и средства улучшения электромагнитной обстановки на энергообъектах перед размещением цифровой аппаратуры РЗА. // XV н.-т. конф. «Релейная защита и автоматика энергосистем 2002». Сб. науч.докл. - М.:ВВЦ, 2002. С.103-105.

!9.Вербин B.C., Костин М.К., Матвеев М.В. Проблемы организации зонной защиты автоматизированных рабочих мест и щитов управления на энергетических и промышленных объектах. // Третий н.-т. сем. «Современные средства телемеханики, организация рабочих мест и щитов управления». Сб. науч. докл. - М.: ВНИИЭ, 2002. С. 252-254.

20.Вербин B.C., Прокофьев H.A. Стратегия управления при наличии возмущений определенного класса. // Десятый н.-т. Сем. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Тез. докл. - Алушта, 2001. Том 2. С. 93.

Подписано в печать Ob- OG Зак. 63 Тир. JOO Пл. izf Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

Wf

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

1.1. Современное состояние вопроса.

1.2. Постановка задачи.

1.3. Выводы.

2. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ НА

ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБЪЕКТАХ.

2.1. Механизмы воздействия электромагнитных помех на управляющую систему.

2.2. Факторы, определяющие электромагнитную обстановку на информационном объекте.

2.2.1 Разности потенциалов между контурами заземления.

2.2.2 Помехи в информационных цепях.

2.2.3 Помехи в сети электропитания.

2.2.4 Молниевые разряды.

2.2.5 Электромагнитные поля.

2.2.6 Электростатический разряд.

2.3. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО - АНАЛИТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ НА ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБЪЕКТАХ.

3.1. Экспериментальная оценка электромагнитной обстановки.

3.1.1 Оценка параметров заземляющего устройства.

3.1.2 Оценка импульсных помех в информационных цепях.

3.1.3 Мониторинг напряэ/сения питания. р 3.1.4 Оценка помех при молниевых разрядах.

3.1.5 Оценка электромагнитных полей.

3.2. Аналитическая оценка электромагнитной обстановки.

3.2.1 Математические методы анализа помех.

3.2.2 Расчетные методы оценки уровня помех.

3.3. Способ локализации источников помех в информационных и силовых цепях.

3.4. Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ НА

ИНФОРМАЦИОННЫХ ОБЪЕКТАХ.

4.1. Потенциально опасные помехи.

4.2. Результаты исследования.

4.3. Выводы.

5. СПОСОБЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

5.1. Защита от импульсных помех.

5.2. Защита от низкочастотных помех. щ 5.3. Защита от помех при разряде молнии.

5.4. Защита от электромагнитных полей и электростатического разряда

5.5. Выводы.

ft Актуальность. Концепция создания информационного объекта (ИО) подразумевает комплексное оснащение современными управляющими системами (УС), которые включают в себя системы управления электроснабжением, климатом, безопасностью и другие. Благодаря этому улучшаются условия и производительность труда, безопасность хранимой информации, снижаются затраты на эксплуатацию за счет оптимизации потребления электроэнергии, тепла и пр. Все современные УС ИО являются микроэлектронными и обладают одним существенным недостатком - чувствительностью к воздействию ^ электромагнитных помех (ЭМП) [1-7]. С каждым днем проблема обеспечения помехоустойчивости УС ИО к воздействию ЭМП становится более актуальной. К основным причинам роста чувствительности микроэлектронной аппаратуры (МЭА) к воздействию ЭМП можно отнести рост скорости обработки информации и уменьшение энергетической мощности полезных сигналов с одной стороны, и значительную степень интеграции МЭА с другой [21].

Данные социологических опросов, проводимых автором работы в течение последних 3 лет среди посетителей специально созданного Интернет портала http://www.problemaemc.narod.ru, публикации в нашей стране и за рубежом свидетельствуют об актуальности проблемы помехоустойчивости. За рубежом щ имеется статистика повреждений МЭА в результате воздействия ЭМП, которая используется, в частности, при оценке страховых рисков. В отечественной литературе аналогичных данных нет.

Особенно актуальна проблема помехоустойчивости МЭА при внедрении УС на энергоемких ИО с неизвестной электромагнитной обстановкой ЭМО [22-39], при этом обычно приходится решать более широкую задачу - обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) [1,2,24].

Решение задачи в значительной степени осложняется тем, что:

- большая часть объектов в России проектировалась и строилась до появления отечественных нормативных документов в области ЭМС, т.е. без учета вопросов ЭМС [36];

- со временем ЭМО на объекте ухудшается вследствие естественного старения [31];

- повреждения либо неправильного использования электрооборудования [61];

- недокументированных модификаций систем электроснабжения [60-83], заземления [56-69], молниезащиты [51-54] и других.

Согласно действующим Российским и международным стандартам, МЭА должно проходить сертификационные испытания на ЭМС, которые включают в себя испытания на устойчивость к воздействию стандартизованных ЭМП. Для сертификации МЭА компании разработчики МЭА широко используют схемотехнические и программно-алгоритмические решения [4, 21].

В то же время, опыт, накопленный за последние несколько лет в России и за рубежом, показывает, что на многих существующих объектах стандартизованные уровни устойчивости МЭА к помехам оказываются превышенными [5,12,13,18]. Решение проблемы помехоустойчивости МЭА в таких случаях может быть достигнуто двумя путями:

• использование МЭА, соответствующей более жестким требованиям по ЭМС;

• улучшение ЭМО на объекте до уровня устойчивости МЭА.

Первый подход, который заключается в предъявлении более жестких требований по ЭМС, не является удовлетворительным, т.к. приводит к ее удорожанию и невозможности использовать типовую аппаратуру отечественных и зарубежных производителей, а в некоторых случаях и физически не реализуемым. Поэтому на многих объектах при внедрении УС на базе МЭА возникает необходимость улучшения ЭМО, которая заключается в оценке ЭМО на объекте и уменьшении уровня опасных для МЭА помех до допустимого уровня [5,8,11,13,14,16,17,25-27,30-35].

Для решения проблемы ЭМС в таких энергонасыщенных областях как электроэнергетика и железнодорожный транспорт выпускается соответствующая документация [22-24,37-38], хотя ее объем и качество вряд ли можно считать достаточным. В то же время в других областях отсутствует документация, позволяющая комплексно решать эту проблему, например область информационных технологий.

Таким образом, проблема обеспечения помехоустойчивости УС ИО в условиях многочисленных, разнообразных по физической природе, частотным характеристикам и энергетическому спектру помех, является актуальной и современной задачей, требующей для своего решения особых, нетрадиционных подходов. Из-за сложности и многовариантности решения комплексной проблемы ЭМС, ее разделяют на группы частных задач, имеющих самостоятельное научное и практическое значение. Одним из таких самостоятельных направлений является изучение ЭМО. ЭМО по определению - совокупность электромагнитных, электрических и магнитных полей, а также токов и напряжений помех, которые существуют в области пространства, ограниченной границей объекта, которые могут влиять на работу МЭА. ЭМО зависит от диапазона частот и времени наблюдения, формируется совокупностью ЭМП, присутствующих в данный момент на объекте. ЭМО зависит от характеристик МЭА, которые одновременно являются и источниками функциональных ЭМП и приемниками внешних и внутренних ЭМП.

Цель работы. Целью настоящей диссертационной работы является решение задачи обеспечения помехоустойчивости УС на ИО. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ и исследование влияния условий эксплуатации на характеристики УС.

2. Анализ особенностей ЭМО на ИО; систематизация и исследование потенциально опасных ЭМП для УС, а также механизмов их распространения.

3. Систематизация сведений о технических средствах и электромагнитных процессах на ИО, способных генерировать ЭМП, которые могут приводить к сбоям в работе либо повреждению типовых узлов УС.

4. Разработка экспериментально-расчетных методов обследования ЭМО на ИО;

5. Вейвлет-анализ потенциально опасных ЭМП.

6. Экспериментальные исследования ЭМО на ИО и выявление наиболее существенных видов ЭМП, влияющих на МЭА; получение статистических данных о типовой ЭМО на ИО.

7. Анализ эффективности существующих методов и технических средств обеспечения помехоустойчивости УС ИО, а также путей снижения потенциально опасных для УС ЭМП до уровня устойчивости узлов УС. Разработка рекомендаций по обеспечению ЭМС МЭА в условиях информационного объекта.

8. Внедрение разработанных рекомендаций в практику интеграции УС па ИО, а также в условиях непрерывно продолжающегося функционирования существующего ИО без какого-либо негативного влияния.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались теория электрических цепей, экранирования, электромагнитной совместимости, радиотехники, электрофизики и электроники. Математическое моделирование и математический анализ временных рядов проводились с использованием вычислительных алгоритмов реализованных на ЭВМ в среде MatLab. В работе широко применяются экспериментальные исследования.

Полученные научные результаты.

1. Исследовано влияние ЭМО на характеристики УС.

2. Выявлены, исследованы и систематизированы потенциально опасные ЭМП для МЭА на ИО для целей обеспечения ЭМС.

3. Разработаны экспериментально-расчетные методы оценки ЭМО в условиях ИО, отражающие специфику ЭМО на ИО и требования к уровням помех, которые определяются уровнями устойчивости МЭА.

4. Разработан и исследован способ локализации источника помех на ИО на основе анализа фронтов помех по току и по напряжению

5. Исследована эффективность существующих средств и способов обеспечения помехоустойчивости МЭА применительно к ИО.

6. Разработан и исследован метод анализа особенностей ЭМП с использованием вейвлет-преобразования

7. Впервые проведено вейвлет-исследования типовых ЭМП для МЭА, получены вейвлет-спектрограммы типовых потенциально опасных ЭМП, исследованы их амплитудно-частотные характеристики.

Практическая ценность работы.

1. Разработаны практические рекомендации по снижению уровней ЭМП непосредственно возле их источника.

2. Разработаны рекомендации по обеспечению помехоустойчивости УС на существующих и вновь создаваемых ИО.

3. Проведено экспериментально-расчетное исследование ЭМО на 30 ИО с последующей разработкой практических рекомендаций по улучшению ЭМО до приемлемого для МЭА уровня.

4. Получена статистика по уровням ЭМП на типовых ИО.

Результаты работы могут быть непосредственно использованы:

• для обоснования необходимости обеспечения помехоустойчивости УС на ИО

• для оценки и улучшения ЭМО на ИО

Публикации. По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 15 печатных работ, в том числе 1 монография, 6 статьей, 8 тезисов докладов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на:

1. X, XII, XIV научно-технических семинарах «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Алушта, 2001, 2004 и 2005 г.

2. X, XI научно-технических конференциях «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Москва, 2003 и 2004 г.

3. Научно-технической конференции «Информационные средства и технологии», Москва, 2004 г.

4. IV научно-практической конференции «Современные средства телемеханики, организация рабочих мест оперативного персонала и щитов управления в электроэнергетике», Москва, 2003 г.

5. III научно-техническом семинаре «Современные средства телемеханики, организация рабочих мест и щитов управления», Москва, 2002 г.

6. CIGRE Session 2002, Working group 36-103.

Внедрение. Научные результаты работы используются в деятельности:

• ОАО «НПО «АСУ-Интеграция» для обеспечения электромагнитной совместимости контрольно-измерительных приборов систем АСУ ТП.

• ООО «ТЕХКОМПЛЕКТЭНЕРГО» для обеспечения электромагнитной совместимости аппаратуры, к которой предъявляются высокие требования по надежности.

• ЗАО «Информтехника» применение результатов работы позволило обеспечить устойчивость систем связи к воздействию электромагнитных помех группы 4 по ГОСТ 50746-2000 с критерием функционирования А.

Внедрение результатов подтверждено соответствующими актами.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти

5.5. Выводы

1. Снижение уровня потенциально опасных для УС ИО электромагнитных помех может быть достигнуто тремя путями:

• подавлением помех в источнике электромагнитной помехи

• снижением уровня помех на пути распространения.

• подавлением помех в узле УС ИО

2. Анализ возможных мероприятий по снижению уровня потенциально опасных для УС ИО электромагнитных помех показал, что наиболее эфективными являются:

• увеличение расстояния между источниками помех и вторичными цепями, подверженными их влиянию.

• увеличение расстояния между источниками помех и электронной аппаратурой, подверженной их влиянию.

• уменьшение части эиергии помехи, передаваемой приемнику, за счет отвода большей части энергии помехи по альтернативному пути.

• уменьшение коэффициентов емкостной и (или) индуктивной связи между источником помехи и подверженными ее влиянию цепями и аппаратурой путем экранирования.

• изоляция проводящих частей, связанных с источником помехи, и проводящих частей, связанных с приемником помехи.

• подавление внешних помех, проникших во вторичные цепи, путем использования защитных устройств

3. Анализ способов защиты УС ИО от воздействия микросекундных импульсных помех по силовым и информационным цепям показал, что наиболее эффективным способом является применение устройств защиты от импульсных перенапряжений согласно концепции зонной защиты.

4. Проведен анализ и разработаны рекомендации по выбору и установке устройств защиты УС ИО при наличии информации о потенциально опасных электромагнитных помехах.

Заключение

В процессе решения задач, поставленных в диссертации, получены следующие основные результаты:

1. Показано, что одним из важнейших параметров управляющих систем являются показатели помехоустойчивости, которые тесно связаны с условиями эксплуатации и параметрами окружающей среды. Помехоустойчивость управляющих систем может быть достигнута только при комплексном подходе, который включает в себя работы связанные с контролем качества, введением избыточности и резервированием, диагностикой, а также увеличением помехоустойчивости управляющих систем.

6. Анализ помех, которые могут влиять на помехоустойчивость позволил провести классификацию помех. В общем случае помеховая обстановка представляет собой суперпозицию климатических, сейсмоакустических и электромагнитных помех. Наиболее опасными для функциональной безопасности УС являются электромагнитные помехи, которые определяют электромагнитную обстановку.

7. Проведен анализ совокупности взаимоувязанных задач обеспечения электромагнитной совместимости управляющих систем информационного объекта с реальной электромагнитной обстановкой в условиях информационного объекта. Исследовано современное состояние знаний об электромагнитной совместимости и помехоустойчивости управляющих систем информационных объектов.

8. Выполнен детальный анализ показателей электромагнитной обстановки, что позволило провести классификацию и систематизацию электромагнитных помех, которые определяют электромагнитную обстановку на информационном объекте и представляют опасность для узлов управляющих систем."

9. На основании проведенных исследований электромагнитной обстановки информационного объекта разработан метод экспериментально-расчетной оценки электромагнитной обстановки на информационном объекте. Обоснован выбор набора измеряемых параметров электромагнитной обстановки, а также измерительного оборудования.

10.Проведена сравнительная оценка применения расчетных методов для анализа электромагнитных помех. Установлено, что для анализа сосредоточенных помех целесообразно применение преобразования Фурье и его модификаций, а для анализа импульсных и флуктуационных (широкополосных) помех целесообразно применение вейвлет-преобразования.

11.Впервые исследованы типовые электромагниные помехи с помощью вейвлет преобразования. Анализ свойств наиболее распространенных вейвлетов показал, что для целей анализа электромагнитных помех лучше всего подходят вейвлеты семейства Добеши, причем, исходя из свойств фракталыюсти форм электромагнитных помех, для низкочастотных помех целесообразно применять вейвлеты Добеши более низкого порядка, а для анализа высокочастотных помех более высокого.

12.Проведен комплекс экспериментальных исследований электромагнитной обстановки на 30 действующих информационных объектах. Получена статистика степени опасности потенциально опасных электромагнитных помех для функциональной безопасности управляющих систем типовых информационных объектов. Установлено, что опасность для работы узлов УС присутствует более чем на 80% информационных объектах. Большая часть проблем связана с неправильной организацией систем питания и заземления, проблемами молниезащиты, а также близким расположением информационного объекта с энергонасыщенными объектами.

13.Разработан комплекс рекомендаций по построению помехоустойчивых управляющих систем, а также обеспечению в реальных условиях помехоустойчивости узлов управляющих систем информационного объекта. Выполнены работы по внедрению рекомендаций на предприятиях, специализирующихся на интеграции управляющих систем.

Дальнейшим направлением научных и практических работ в области обеспечения помехоустойчивости управляющих систем в условиях электромагнитной обстановки информационных объектов диктуется повсеместным внедрением управляющих систем в различных отраслях, развитием и техническим совершенствованием функциональных возможностей, уменьшением уровня и ростом рабочих частот полезных сигналов. Очевидно, что актуальность решения вопросов устойчивости ^ чувствительной микроэлектронной аппаратуры к воздействию элетромагнитных помех будут решаться на всех этапах жизненного цикла аппаратуры. К сожалению, тенденция развития рынка оборудования управляющих систем свидетельствует о постепенном вытеснении с рынка оборудования отечественных производителей, что в конечном итоге приведет к тому, что наиболее востребованными будут работы, посвященные обеспечению помехоустойчивости управляющих систем на этапах инсталляции и эксплуатации. Таким образом, направление исследований настоящей работы потребует дальнейшего развития.

В перспективе полученные материалы планируется использовать в основе нечеткого алгоритма определения и локализации источников помех на ® информационном объекте в автоматизированной системе диагностики электромагнитной обстановки.

В заключении автор считает своим приятным долгом выразить глубокую признательность своему научному руководителю д.т.н. профессору В.М.Беседину, оказавшему колоссальное влияние на формирование его научных взглядов; сотрудникам организации «ЭЗОП - Электроэнергетика, Защита от Помех» к.т.н. В.Ф. Матвееву и М.В. Матвееву, при содействии которых оказалось возможным проведение большого объема экспериментальных исследований электромагнитной обстановки по разработанным методам в течение длительного времени с использованием современной измерительной техники; сотруднику организации «Центр Электромагнитной безопасности» к.т.н. В.С.Петухову, высказавшему ряд ценных замечаний при подготовке материалов; к.т.н. В.Ф.Буряченко, оказавшему неоценимую помощь при написании и оформлении рукописи.

1. Гуревич И.С. Защита ЭВМ от внешних помех. М.: Энергоатомиздат, 1984.-224 с.

2. Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. -М.:Изд-во МИР, 1977. 318 с.

3. Вербин B.C. Обеспечение электромагнитной совместимости электронной техники: оценка и улучшение электромагнитной обстановки. -М.:Спутник+, 2004. -121 с.

4. Зимин Е.Ф. Электромагнитная совместимость информационных систем. / Е.Ф. Зимин, Ю.А. Казанцев, В.А. Кузовкин. М.: Изд-во МЭИ, 1995.- 150 с.

5. Денисенко В. Защита от Помех Датчиков и Соединительных Проводов Систем Промышленной Автоматизации. / В. Денисенко, А. Халявко // Современные технологии автоматизации. 2001. - №1. -С.68-75.

6. Кузьмин В.И. Разработка и исследование методов и средств обеспечения электромагнитной совместимости технических средств в условиях производственного помещения: Дис. канд. техн. наук: 05.13.17/МГИЭМ. -М., 1998. 135 с.

7. Риткерс Л.У. Электромагнитный импульс и методы защиты. / Л.У. Риткерс, Дж.Э. Брижжес, Дж. Майлетта. М.: Атомиздат, 1979. - 186

8. Максимов Б.К. Статическое электричество в промышленности и защита от него. / Б.К. Максимов, А.А. Обух. -М.: Энергоатомиздат,2000. 95 с.

9. Вербин B.C., Вербин А.С. Исследование способов подавления электромагнитных помех в информационно-вычислительных сетях. // XI Межд. н.-т. конф. «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Тез. докл. М.: МЭИ, 2005.

10. Вербин B.C. Исследование помех в информационно-измерительных сетях промышленных объектов. // XIV н.-т. сем. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Тез. докл. Алушта, 2005.

11. Вербин В. С. Защита от электромагнитных влияний цифровых информационных систем: опыт обследования. / B.C. Вербин, В.Х. Ишкин, М.К. Костин и др. // Энергетик. 2003. - № 10. - С.2-6.

12. Гепферт С.О. Решение проблем ЭМС при внедрении цифровых учрежденческих АТС. / С.О. Гепферт, М.В. Матвеев // Энергетик.2001.-№4. С.-13-16

13. Костин М.К. Проблемы и методы контроля электромагнитной обстановки на информационных объектах. / М.К. Костин, М.В. Матвеев // IV Международный симпозиум по электромагнитной совместимости. С-Пб, 2001. - С. 235 -237

14. Жуликов С.С. Разработка методов и технических средств для решения проблем электромагнитной совместимости на объектах связи. Дис. канд. техн. наук: 05.12.13/ МЭАУСИ. -М., 2003. 221 с.

15. Борисов Р.К. Практическое решение проблем электромагнитной совместимости на объектах связи. // Электричество. 1998. -№10. -С. 19-22.

16. Борисов Р.К. Проблемы ЭМС на предприятиях связи и методы из решения. / Р.К. Борисов, С.С. Жуликов // Электросвязь. 2000. - №9. С- 15-18.

17. Жуликов С.С. Методика поиска источников электромагнитных помех на объектах проводной связи. / С.С. Жуликов, Р.К. Борисов // Вестник МЭИ. 2001. - №1. - С.5-8.

18. Иванов В.А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. / В.А. Иванов, Л.Я. Ильинский, М.И. Фузик. Киев.: Техника, 1983.- 118 с.

19. Князев А.Д. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости. / А.Д. Князев, JI.H. Кечиев, В.Б. Петров. М.: Радио и связь, 1989.-224 с.

20. Guide on EMC in Power Plants and Substations. // CIGRE, Working group 36.04. -1997. 124 p.

21. Овсянников А.Г. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учеб пособие. / Новосиб. гос. техн. ун-т. -Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2002. 173 с

22. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. / А.Ф. Дьяков, Б.К. Максимов, Р.К. Борисов; Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: Энергоатомиздат, 2003. - 768 с.

23. Аношин О.А. Разработка защитных мероприятий для цепей управления и связи от электрических и магнитных воздействий: Дис. канд. техн. наук: 05.14.02 / МЭИ. М., 1994. -184 с.

24. Методика обеспечения электромагнитной совместимости релейной защиты с энергетическими объектами. / А.Ф. Дьяков, Я.JI. Арцишевский, Р.К. Борисов и др. //Вестник МЭИ. 2001. - №5. -С.12-16.

25. Методы и средства решения практических проблем электромагнитной совместимости на электрических станциях и подстанциях. / Р.К. Борисов, М.Н. Смирнов, Е.С. Колечицкий и др. // Электро. 2002. - №2. С. 23 -26

26. Матвеев М.В. Электромагнитная обстановка на объектах определяет ЭМС цифровой аппаратуры. // Новости электротехники. 2002. -№1(2). С. - 15-16

27. Кадыков Н.В. Электромагнитная совместимость локальных сетей на предприятиях электроэнергетического профиля. / Н.В. Кадыков, М.В. Матвеев // Электрические станции. 1998. - №9. - С. 14-17

28. Брауде Л.И., Вербин B.C., Костин М.К., Матвеев М.В. Условия работы современной микропроцессорной аппаратуры ВЧ-связи на эиергообъектах. // Второй н.-т. сем. "Аппапатура ВЧ связи по ЛЭП-35-750кВ". Тез. докл. М.: ВНИИЭ, 2003.

29. Борисов Р.К. Об обеспечении электромагнитной совместимости на энергообъектах. / Р.К. Борисов, В.В. Балашов // Электричество. -1988. №3. - С.26-32.

30. Kostin М.К. Some results of EMC investigation in Russian substations. / M.K. Kostin, M.V. Matveyev, A. Ovsyannikov, V.S. Verbin, S. Zhivodernikov // CIGRE Session 36-103, 2002.

31. Костраминов A.M. Защита устройств железнодорожной автоматики и телемеханики от помех. М.: Транспорт, 1995. -191 с.

32. Электромагнитная совместимость: Уч. для вузов железнодорожного транспорта. М.: УМК МПС, 2002. - 638с.

33. Шень Сюедун Исследование и разработка программно-аппаратных методов защиты управляющих электронных систем от эксплуатационных помех: Автореф. дис. капд. тех. наук: 05.13.05/ МГТУ им. Н.Э.Баумана. М., 1997. - 18 с.

34. Гольдштейн Л.Д. Электромагнитные поля и волны. / Л.Д. Гольдштейн, Н.В. Зернов. М.: Советское радио, 1971. - 639 с.

35. Гродпев И.И. Экранирование аппаратуры и кабелей связи. / И.И.Гроднев, К.Я. Сергейчук. М.: Связь, 1960. - 273 с.

36. Маслов М.Ю. Исследование электромагнитных полей в помещениях для целей электромагнитной и информационной безопасности. Дис. канд. техп. наук: 05.12.07/ Поволж. гос. акад. телекоммуникаций и информатики. -Самара., 2003. -243 с.

37. Михайлов М.И. Влияние внешних электромагнитных полей на цепи проводной связи и защитные мероприятия. М.: Связь, 1959. - 274 с.

38. Методики и программа расчета электрических и магнитных полей промышленной частоты. / А.Ф. Дьяков, О.А. Никитин, Б.К. Максимов и др. // Вестник МЭИ. 1997. - №1. - С.91-100.

39. Вербин B.C. Статистическое исследование уровня магнитных полей на рабочих местах операторов ПЭВМ на энергонасыщенных объектах. // Десятая Межд. н.-т. конф. «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Тез. докл. М.: МЭИ, 2004.

40. СанПиН 2.2.2.542—96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.

41. Григорьев О.А. Магнитное поле промышленной частоты: оценка опасности, опыт контроля и защиты / Григорьев О.А., Григорьев Ю.Г., Меркулов А.В. // ЭКиП: Экология и промышленность России. -2002. -№6.-С.21.

42. Григорьев О.А. Магнитное поле промышленной частоты в условиях непрофессионального воздействия: оценка опасности, опыт контроля и защиты. / О.А. Григорьев, Ю.Г. Григорьев, А.В. Меркулов и др. // ИТР.-2004 -№3. С. 12-13

43. Дьяков А.Ф. О влиянии электрических и магнитных полей на здоровье человека. / А.Ф. Дьяков, И.И. Левченко, И.П. Кужекин и др. //Энергетик. 1996. - №11. С.4-5.

44. Дьяков А.Ф. Электромагнитная обстановка и оценка влияния на человека. / А.Ф. Дьяков, И.И. Левченко, О.А. Никитин и др. // Электричество. 1997. - №5. - С.2-10.

45. Базелян Э.М. Физика молнии и молниезащиты. / Э.М. Базелян, Ю.П. Райзер. М.: Физматлит, 2001. - 320с.

46. Ларионов В.П. Основы молниезащиты. М.: Изд-во Знак, 1999. -104с.

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

48. Борисов Р.К. Молииезащита зданий и сооружений: состояние нормативных документов РФ и обзор документов Международной Электротехнической Комиссии. / Р.К. Борисов, Е.С. Колечицкий, Г.В. Неймарк, Е.Ф. Хомицкий // Электричество. -2002. -№6. С.47-60.

49. Бургсдорф В.В. Заземляющие устройства электроустановок. / В.В. Бургсдорф, А.И. Якобе М.: Энергоатомиздат, 1987. - 400 с.

50. Горшков А.В. Анализ состояния находящихся в эксплуатации заземляющих устройств с точки зрения требований электробезопасности и термической стойкости кабелей вторичных цепей: Дис. канд. техн. наук: 05.26.01/МЭИ. -М., 1999. 193 с.

51. IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems, IEEE Std 142, 1991.

52. Базуткин В.В. Оценка параметров заземлителей при воздействии импульсных токов. / В.В. Базуткин, Р.К. Борисов, А.В. Горшков, Е.С. Колечицкий // Электричество. -2002. -№6. С.6-12.

53. Борисов Р.К. Методика и технические средства диагностики состояния заземляющих устройств энергообъектов. / Р.К. Борисов, Е.С. Колечицкий, А.В. Горшков // Электричество. 1996. - №1. -С.63-67.

54. Карташев И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения. / Под ред. М.А.Калугиной. М.: Изд-во МЭИ, 2001. - 120с.

55. Бичелдей Е.П. Компьютер и система электроснабжения в офисе: современные аспекты безопасной эксплуатации. / Е.П. Бичелдей, О.А. Григорьев, Ю.Г. Григорьев и др.; Под ред. О.А.Григорьева. -М.: Изд-во РУДН, 2003.- 103с.

56. Baran М.Е. Surge Protection Capabilities of Uninterruptable Power Supplies. / M.E Baran, W. Tocharoenchal, K. Kraven, D. Reitfort // IEEE 0-7803-6499-6/00. P.284-288.

57. Аррилага Дж. Гармоники в электрических системах. / Дж. Аррилага, Д. Брэдли, П. Боджер М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320с.

58. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат, 2000. - 331 с.

59. Phipps J.K. Power Quality and Harmonic Distortion on Distribution Systems. / James K.Phipps, John P.Nelson, Pankaj K.Sen // IEEE Trans. Ind. Applicat. 1994. - Vol.30. - №2. - P.476-484.

60. Григорьев O.A. Высшие гармоники в сетях электроснабжения 0,4 кВ. / О.А. Григорьев, B.C. Петухов, В.А. Соколов, И.А Красилов // Новости Электротехники. 2003. - №1. - 18-22с.

61. Юрип СЛО. Методы и средства защиты информационно-управляющих систем от помех в сетях питания. Дис. канд. техн. наук: 05.13.05/ Пензенский государственный университет. Пенза., 2004. -149 с.

62. IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment. IEEE Std 1100, 1999.

63. IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, IEEE Standard 519, 1993.

64. Векслер Г.С. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. / Г.С. Векслер, B.C. Недочетов, В.В. Пилинский и др. К.: Техника,1990. -167с.

65. Гапеенков А.В. Анализ и разработка способов улучшения электромагнитной совместимости в автономных системах электроснабжения: Дис. канд. техн. наук: 05.09.03/МЭИ М., 1999. -210 с.

66. Duran-Gomez J.L. Effect of Voltage Sags on Adjustable-Speed Drives: A Critical Evaluation and an Approach to Improve Performance. / J.L. Duran-Gomez, P.N. Enjeti, B.O. Woo // IEEE Trans. Ind. Applicat. -1999. Vol. 35. - №6. - P.1440-1449.

67. Forte M.M. Power Line Impedance and the Origin of the Low-Frequency Oscillatory Transients. / M.M. Forti, L.M. Millanta // IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility. 1990. - Vol.32. - №2. - P.87-97.

68. Domijan A. Direction of Research on Electric Power Quality. / A. Domijan, G.T. Heidt, A.P.S. Meliopoulos, S.S. Venkata, S. West // IEEE Trans. Power Delivery. 1993. - Vol.8. - №1. - P.429-436.

69. Gunther E.W. A survey of Distribution System Power Quality -Prelimenary Result. / Erich W. Gunther Harshad Mehta // IEEE Trans Power Delivery. 1995. - Vol.10. - №1. - P.322-329.

70. Parsons A.C. A Direction Finder for Power Quality Disturbances Based Upon Disturbance Power and Energy. / A.C. Parsons, W.M. Grady, E.J. Powers, J.C. Soward // IEEE Trans. Power Delivery. 2000. - Vol.15. -№3. - P.1081-1086.

71. Edwin Liu W.H. Classification and Correlation of Monitored Power Quality Events. // IEEE 0-7803-5569-5/99. P.481.

72. Flores R.A. State of the Art in the Classification of Power Quality Events, An Overview. // IEEE 0-7803-7671-4/02. P. 17-20.

73. Dunsmore D.M. Magnification of Transient Voltages in Multi-Voltage-Level, Shunt-Capacitor-Compensated, Circuit. / D.M. Dunsmore, E.R. Teylor, B.F. Wirtz, T.L.Yanchula // IEEE Trans. Power Delivery. 1992. -Vol.7. - №2. - P.664-669.

74. Girgis A.A. Harmonics and Transient Overvoltages Due to Capasitor Switching. / A.A. Girgis, C.M. Fallon, J.C.P. Rubino, R.C.Catoe // IEEE Trans. Ind. Applicat. 1993. - Vol.29. - №6. - P. 1184-1188.

75. McGranaghan M.F. Impact of Utility Switched Capacitors On Customer Systems. Part I Magnification At Low Voltage Capacitors. / M.F.McGranaghan, R.M.Zavadil, G.Hensley, T.Singh, M.Samotyj // IEEE Trans. Power Delivery. 1992. - Vol.7. - №2. - P.862-868.

76. Saied M.M. On the Analysis of Capacitor Switching Transients. // IEEE 07803-7459-2/02. P.134-138.

77. Bayless R.S. Capacitor Switching and Transformer Transients. / R.S.Bayless, J.D.Selman, D.E.Truax, W.E.Reid // IEEE Trans. Power Delivery. 1988. - Vol.3. - №1. - P.349-357

78. Бриллинджер Д. Временные ряды. Обработка данных и теория: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. - 536 с.

79. Залманзон Л.А. Преобразование Фурье, Уолша, Хаара. М.:Наука, 1989.-496 с.

80. Воробьев В.И. Теория и практика вейвлет-преобразования. / В.И. Воробьев, В.Г. Грибунин. СПб.: Изд-во ВУС, 1999. - 208с.

81. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам: пер с англ. / Е.В.Мищенко; Под ред. А.П.Петухова. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2001. - 464 с.

82. Вербин B.C., Беседин В.М. Применение вейвлет преобразования для решения задач помехоустойчивости. // XXX Межд н.-т. конф. «Информационные средства и технологии». Сб. науч. докл. -М.'.МЭИ, 2004

83. Вербин B.C., Беседин В.М., Прокофьев Н.А. Применение дискретного вейвлет преобразования для обработки информации. // XIII н.-т. сем. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». Тез. докл. - Алушта, 2004.

84. Вербин B.C. Применение вейвлет преобразования для оценки качества напряжения питания. // XI Межд. н.-т. конф. «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика». Тез. докл. - М.: МЭИ, 2005.

85. Baran М. Trend Capture in Power Quality Monitoring. / M. Baran, S. Pundlik, S. Peele // IEEE 0-7803-4403-0/98. P.1231-1234.

86. Perunicic B. Power Quality Disturbance Detection and Classification Using Wavelets and Artificial Neural Networks. / B.Perunicic, M.Mallini, Z.Wang, Y.Liu // IEEE 0-7803-5105-3/98. P.77-82.

87. Pillay P. Application of Wavelets to Model Short-Term Power System Disturbances. / P.Pillay, A.Bhattacharjee // IEEE Trans. Power. Delivery. 1996. -Vol.11. - №4. - P.2031-2037.

88. Heydt G.T. Transient Power Quality Problems Analyzed Using Wavelets. / G.T.Heydt, A.W.Galli // IEEE Trans. Power Delivery. 1997. - Vol.12. -№2. - P.908-915.

89. Santoso S. Characterization of Distribution Power Quality Events with Fourier and Wavelet Transform. / S. Santoso, W.M. Grady, E.J.Powers, J. Lamoree, S.C. Bhatt // IEEE Trans. Power Delivery. 2000. - Vol.15. -№1. - P.247-254.

90. Начальник отделе разработки и поставки ПТК / ПТС систем контроля и управления1. С.П.Бобылев1. М.Н.Савлов

91. Начальник отдела конструирования и поставки ТС систем контроля и управления1. В.А.СемененкоМ1. NFORMTEKHNIKAp,1. НОМЕР ТЕЛЕФОНА:77167321. ИНФОРМТЕХНИКАinformtckhnlka

92. ЗАО "Инфорчтвхника и Промсвязь"

93. Материалов диссертационной работы ю определению потенциально опаеь ых для оборудования систем связи: леюромагнитных помех.

94. Примэнения методов и технических средств для экспериментальной диагностики состояния заземляющей устг новки и локализации источников электзомагнитных помех.энение рекомендаций по защите обпрудования от электромагнитных

95. Использование указанных результатов поз юлило обеспечить устойчивость коммутационного оборудования систем связи к воздействию электромагнитных помех группы 4 по ГОСТ 50746-2000 с критериев функционирования А.

96. ЧАО «Информтехника v Промсвязь»1. П.Г. Чернышев

97. Автор диссертационной работы1. B.C. Вербин44/Z к1ГЕКЦ0МПЛЕКТЭНЕ1РГ0

98. Производственное объединение

99. Результаты теоретического ан шиза путей проникновения электромагнитных помех и последующих механизмов воздействия на узлы оборудования для определения потенциально опасных электромагнитных помех;

100. При наличии информации о потенциально опасных электромагнитных помехах, ис юльуются рекомендации по выбору и установке устройств защиты от электромагнитных помех.

101. Указанные материалы содержатся в разделах 2 и 5 диссертационной работы В.С.Вербина.

102. Зам. Генерального директора1. В.Ю.ДенисовМ