_ГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ    РЕСПУБЛИКИ    КАЗАХСТАН_

Государственная система обеспечения единства измерений Республики Казахстан

Совместимость технических средств электромагнитная

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА

Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств

СТ РК 2.136 - 2007

Издание официальное

Комитет по техническому регулированию и метрологии Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан (Госстандарт)

Астана

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН республиканским государственным предприятием «Казахстанский институт метрологии»

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом председателя Комитета по техническому регулированию и метрологии Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан от 28 октября 2007 года № 584.

с учетом требований ГОСТ Р 51317.2.5-2000 технических средств электромагнитная. Классификация электромагнитных помех в

2012 год 5 лет

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Комитета по техническому регулированию и метрологии Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан

CT РК 2.136 - 2007

приведенных в приложении А и требуемых уровней помехоустойчивости при воздействии помех на различные порты ТС с учетом рекомендаций, приведенных в разделе 8.

6 Низкочастотные электромагнитные помехи

6.1    Кондуктивные низкочастотные электромагнитные помехи

6.1.1    Гармоники напряжения электропитания

Гармоники являются синусоидальными изменениями напряжения электропитания, имеющими частоту, кратную основной частоте сети.

Гармоники напряжения являются результатом протекания токов, возникающих в нелинейных нагрузках. Указанные токи вызывают падение напряжения на полном сопротивлении сети электропитания. Токи и напряжения гармоник от различных источников складываются геометрически так, что результирующее напряжение меньше или равно арифметической сумме всех составляющих.

Различают источники гармоник напряжения двух видов:

-    электрические приборы, подключаемые в значительном количестве к низковольтным распределительным электрическим сетям (в том числе ТС, питающиеся выпрямленным током, включая бытовые приборы, телевизоры, персональные компьютеры, а также электроприборы, имеющие тиристорное управление, и т. д.);

-    промышленное оборудование, подключаемое к электрическим сетям низкого, среднего или высокого напряжения (регулируемые электроприводы, тяговые выпрямители, силовые преобразователи, дуговые печи, сварочные установки и т. д.).

Многочисленные небольшие источники — первичная причина гармоник в низковольтных распределительных электрических сетях. Источники значительных гармонических помех существенны в промышленных зонах.

В таблице 1 приведены уровни электромагнитных помех в части гармоник напряжения в низковольтных системах электроснабжения (в % к напряжению основной частоты), а также значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения К_нс (в %).

Данные, касающиеся интергармоник, находятся на рассмотрении.

6.1.2    Сигналы, передаваемые по силовым линиям систем электроснабжения

Силовые линии предназначены для передачи электрической энергии, но могут также быть использованы для передачи сигналов управления. Системы передачи сигналов по силовым линиям могут быть отнесены к одному из трех видов:

-    системы управления, используемые электроснабжающими организациями в распределительных сетях общего назначения, в полосе частот от 100 Гц до 3 кГц, как правило, ниже 500 Гц, с уровнем сигналов до 9 % U_HOm (U_HOm - номинальное напряжение электрической сети);

-    системы управления, используемые электроснабжающими организациями в распределительных сетях общего назначения, в полосе частот от 3 до 95 кГц и с уровнями сигналов до 2,5 % U_HOm;

-    системы передачи сигналов по электрическим сетям бытовых и промышленных потребителей электрической энергии в полосе частот от 95 до 148,5 кГц с уровнями сигналов от 0,6 до 5 % U_HOm.

7

CT РК 2.136 - 2007

6.1.3 Изменения напряжения и частоты в системах электроснабжения

6.1.3.1    Напряжение

В системах электроснабжения переменного тока частотой 50 Гц могут иметь место изменения напряжения различного вида:

а)    непрерывные или случайно повторяющиеся и относительно быстрые колебания в пределах допустимых установившихся отклонений напряжения электрической сети с частотой изменения напряжения от 25 раз в секунду до одного в минуту. Наиболее мешающий эффект колебаний напряжения — это мерцание световых приборов (главным образом ламп накаливания малой мощности) (фликер), создающее физиологический дискомфорт. Источниками указанных колебаний являются обычно такие промышленные нагрузки, как дуговые печи (в сетях высокого напряжения), сварочное оборудование (в сетях низкого напряжения), а также переключение значительных нагрузок и батарей конденсаторов. Указанные колебания напряжения должны быть дифференцированы от медленных изменений установившегося напряжения в системах электроснабжения;

б)    отклонения напряжения, представляющие собой медленные изменения установившегося напряжения из-за плавного изменения нагрузки в электрической сети;

в)    провалы напряжения (в пределах от 10 до 99 % U_HOm) и кратковременные перерывы питания (100 % U_HOm), продолжительностью в пределах от одного полупериода до нескольких секунд. Перерывы питания, продолжающиеся более 1 мин, не рассматриваются в качестве низкочастотных электромагнитных помех, а считаются выключением источника электропитания. Провалы и кратковременные перерывы питания напряжения могут быть вызваны:

-    короткими замыканиями в низковольтных распределительных электрических сетях, устраняемыми при функционировании плавких предохранителей (длительностью до нескольких десятков мс);

-    авариями на линиях среднего и высокого напряжения или другом сетевом оборудовании, сопровождаемыми или не сопровождаемыми автоматическим повторным включением (длительностью от 100 до 600 мс);

-    коммутациями мощных нагрузок, особенно двигателей и батарей конденсаторов;

г)    несимметрия напряжений в трехфазных системах электроснабжения, возникающая при неравенстве фазных напряжений или изменении нормального фазового соотношения (3-120)°. Степень несимметрии напряжений определяется в соответствии с методом симметричных составляющих, как отношение напряжения составляющих обратной (нулевой) последовательности к напряжению составляющих прямой последовательности. Несимметрия создается несимметричными трехфазными или мощными однофазными нагрузками, такими, например, как тяговые подстанции электрифицированного железнодорожного транспорта или однофазные электропечи.

6.1.3.2    Частота в системах электроснабжения

Частота в системах электроснабжения обычно достаточно устойчива и изменяется, как правило, менее чем на 0,1 Гц. В автономных системах электроснабжения частота, однако, может изменяться в более широком диапазоне, вплоть до 4 %. Значительное снижение частоты может являться следствием аварии или реконфигурации в системе электроснабжения.

В таблице 3 приведены уровни электромагнитных помех в части изменений напряжения и частоты в системах электроснабжения.

9

Таблица 3 — Уровни электромагнитных помех в части изменений напряжения и частоты в системах электроснабжения

Степень Вид электромагнитной помехи интенсивност и электромагни т-ной помехи Отклонения напряжения, °/о Uhom Колебания напряжения %ишм Провалы напряжения (от 10 до 99 % Цюм), длительность, с Кратковременные перерывы питания (>99%UHOM), длительность, с Несиммет рия напряже ний XU / Unp. % Изменения частоты питающего напряжения, % А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 ±10 <3 <0,8 <0,6 2 2 2 ±10 < ю <3 <60 3 2 X В соответствии с характеристиками места размещения ТС

Примеча ния 1    Уровни электромагнитной совместимости в системах электроснабжения промышленных предприятий установлены в СТ РКГОСТР 51317.2.4. 2    Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения, установившегося отклонения напряжения, коэффициентов несимметрии напряжений обратной и нулевой последовательности, отклонения частоты в системах электроснабжения общего назначения установлены в ГОСТ 13109

6.1.4 Наведенные низкочастотные напряжения Низкочастотные токи, протекающие в силовых кабелях, могут (в зависимости от сипы токов, условий размещения и типа кабелей, а также других параметров) наводить низкочастотные электромагнитные помехи в сигнальных кабелях и кабелях управления, подключенных к ТС.

В таблице 4 приведены уровни низкочастотных кондуктивных электромагнитных помех, представляющих собой общие несимметричные напряжения, наводимые в близлежащих сигнальных кабелях и кабелях управления.

Таблица 4 —Уровни общих несимметричных напряжений низкочастотных кондуктивных электромагнитных помех, наведенных в сигнальных кабелях и кабелях управления (в вольтах)

Степень интенсивности помех Помехи, наводимые в результате протекания токов в подводящих питание кабелях на частоте сети и частотах гармоник Номинальные условия эксплуатации Аварийные условия От 50 Гц до 1 кГц^ От 1 до 20 кГц От 50 Гц до 1 кГц А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 0,05-1 0,05 100 2 0,15-3 0,15 300 3 0,5-10 0,5 1000 4 1-20 1 ЗООО25 X В соответствии с характеристиками места размещения ТС

Уровень электромагнитной помехи возрастает с увеличением частоты. 2) Напряжения могут быть ограничены условиями пробоя изоляции

6.1.5 Напряжение постоянной составляющей в сетях электропитания переменного тока

Уровни электромагнитных помех находятся на рассмотрении.

6.2 Излучаемые низкочастотные электромагнитные помехи

6.2.1 Магнитные поля

Магнитные поля промышленной частоты 50 Гц создают различные источники:

-    близлежащие линии электропитания, в особенности воздушные линии;

-    трансформаторы и другое оборудование систем электроснабжения;

-    электрические приборы промышленного и бытового назначения.

CT РК 2.136 - 2007

При использовании электрифицированных железных дорог создаются магнитные поля с частотой, характерной для электрифицированного железнодорожного транспорта.

Значительные магнитные поля на частотах гармоник основной частоты электропитания могут иметь место только в отдельных случаях (например, при использовании мощного выпрямительного оборудования).

В таблице 5 приведены уровни электромагнитных помех в части низкочастотных магнитных полей без учета аварийных условий в системах электроснабжения.

Таблица 5 — Уровни электромагнитных помех в части низкочастотных магнитных полей (в А/м)

Степень интенсивное- ти электромаг нитной помехи Частота помехи Постоянный ток 15 Частота электрической тяги ^ Промышленная частота, 50 Гц3) Гармоники основной частоты сети (0,1-3 кГц) Частоты, не связанные с основной частотой сети А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 3 1 3 3/п 0,015 2 10 3 10 10/п 0,05 3 30 10 30 30/п 0,15 4 100 30 100 100/п 0,5 X В соответствии с характеристиками места размещения ТС

" Дополнительно к магнитному полю Земли напряженностью приблизительно от 20 до 60 А/м, в зависимости от места размещения, в 1 м над землей. 2)    В 20 м от колеи. Напряженность магнитного поля существенно увеличивается при приближении к колее. Напряженность 1 А/м в 20 м от колеи и 1 м над землей соответствует применению локомотива мощностью, приблизительно 3000 кВт. Некоторые системы железнодорожной автоматики и телемеханики могут создавать магнитные поля напряженностью большей, чем при степени интенсивности 1. 3)    Для воздушных линий при измерениях в 1 м над поверхностью земли. Для жилых и коммерческих зон при измерениях на расстоянии 0,3 м от электрических приборов магнитное поле имеет напряженность от 1 до 10 А/м. 4)    При использовании систем связи с индуктивными рамками среднее значение напряженности поля в полосе частот от 100 Гц до 5 кГц может составлять 0,1 А/м._

6.2.2Электрические поля

Электрические поля значительной напряженности имеют место вблизи от воздушных электрических линий высокого напряжения и на электрических подстанциях. Здания, расположенные под воздушными электрическими линиями, ослабляют напряженность электрического поля от 10 до 20 раз. Электрические поля, создаваемые бытовыми электрическими приборами, обычно очень малы.

В таблице 6 приведены уровни электромагнитных помех в части низкочастотных электрических полей.

Таблица 6 — Уровни электромагнитных помех в части низкочастотных электрических полей (в кВ/м, на высоте 1 м над поверхностью земли)_

Степень интенсивности электромагнитной помехи Источник электромагнитной помехи Силовые линии постоянного тока Силовые линии при частоте 162/3 Гц Силовые линии при частоте 50 Гц А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 0,1 од <0,1" 2 1 0,3 <1" 3 10 1,0 ■п О VI

11

Продолжение таблицы - 6

4 20 3,0 <204) X и --------- В соответствии с характеристиками мест размещения ТС

2)    Вне помещений под воздушными электрическими линиями напряжением до 30 кВ. Внутри помещений под воздушными электрическими линиями напряжением до 765 кВ. 3)    Вне помещений под воздушными электрическими линиями напряжением до 400 кВ. 4)    На высоковольтных подстанциях напряжением до 400 кВ и под воздушными электрическими линиями напряжением до 765 кВ

7 Высокочастотные электромагнитные помехи

7.1    Кондуктивные высокочастотные электромагнитные помехи

Электромагнитные помехи указанного вида возникают в электрических соединениях ТС, либо в линиях электропитания (переменного или постоянного тока), или сигнальных линиях и линиях управления.

Кондуктивные высокочастотные электромагнитные помехи могут быть разделены на два основных вида — непрерывные колебания и апериодические или колебательные переходные процессы.

Каждый из видов кондуктивных высокочастотных электромагнитных помех характеризуется определенным набором параметров:

-    непрерывные помехи (наведенные непрерывные колебания) — амплитудой, частотой и видом модуляции наведенного напряжения (тока), а также внутренним сопротивлением источника помех;

-    апериодические и колебательные переходные процессы — длительностью фронта (скоростью нарастания), длительностью, пиковым значением, спектром, частотой возникновения, частотой колебаний (для колебательного переходного процесса) наведенного напряжения (тока), а также внутренним сопротивлением источника помех.

В настоящем разделе приведены таблицы, содержащие соответствующие уровни кондуктивных высокочастотных электромагнитных помех, которые следует выбирать для описания электромагнитной обстановки в различных местах размещения ТС.

7.1.1    Наведенные напряжения (токи) (незатухающие колебания)

При расположении проводника в электромагнитном поле, напряжение электромагнитной помехи наводится относительно опорного заземления. Амплитуда наведенного напряжения (тока) зависит от длины проводника, его высоты над землей, а также от других факторов.

Связь между напряженностью поля и наведенным напряжением номинально является линейной при длинах проводников больших, чем одна шестая длины волны. Если размеры проводников приближаются к четверти длины волны или кратны ей, могут возникать резонансные эффекты.

В таблице 7 приведены значения наведенных общих несимметричных напряжений и токов, рассчитанных в предположении, что волновое сопротивление по отношению к опорной земле равно 150 Ом. Уровни электромагнитной помехи приведены для случая отсутствия модуляции. Обычно наведенные напряжения и токи модулированы по амплитуде (как правило, с глубиной не более 80 %) или по частоте.

12

Таблица 7 — Уровни электромагнитных помех в части наведенных напряжений и токов непрерывных колебаний

Степень интенсив ности электромаг нитной помехи Полоса частот От 10 до 150 кГц'^ От 0,15 до 27 МГц От 27 до 150 МГц Напряжение, В Ток, мА Напряжение, В Ток, мА Напряжение, В Ток, мА А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 0,1 0,7 0,3 2 0,3 2 2 1 7 1 7 1 7 3 3 21 3 21 3 21 4 10 70 10 70 10 70 5 30 210 30 210 30 210 X В соответствии с характеристиками мест размещения ТС

4 Напряжения помех, наводимых отдельными радиопередатчиками, работающими на сверхнизких частотах, могут превышать приведенные в таблице значения

7.1.2 Переходные процессы

Для целей классификации кондуктивные высокочастотные переходные электромагнитные помехи разделяют на две группы: апериодические и колебательные. В каждой из них можно выделить несколько источников, определяющих формирование помех данной группы:

а)    импульсные помехи большой мощности. Обычно принимается, что различные формы этих импульсных помех обусловлены молниевыми разрядами или функционированием плавких предохранителей. При этом рассматривают:

- импульсы,    вызываемые    молниевыми    разрядами в    воздушных

распределительных системах;

-    импульсы, вызываемые молниевыми разрядами и распространяющиеся в подземных кабелях;

-    импульсы, возникающие при функционировании плавких предохранителей за счет запасенной энергии в индуктивности отключаемого оборудования и системы электропитания;

б)    сверхкороткие импульсные помехи. Эти импульсные помехи обычно ассоциируются с помехами «искрения» при переключении нагрузок в электрических сетях и могут включать последовательности событий (пачки). Импульсные помехи указанного вида обладают небольшой энергией, но способны приводить к нарушению функционирования ТС;

в)    колебательные переходные помехи. Частота колебаний для помех этого вида лежит в пределах от 1 кГц (преимущественно в результате переключения конденсаторов) до нескольких мегагерц (локальные колебания при разъединении цепей при коммутациях). Помехи указанного вида в более высокой части частотного диапазона имеют небольшую энергию, но могут иметь высокие пиковые напряжения. В более низкой части частотного диапазона указанные помехи могут обладать большей энергией, но при более низких пиковых напряжениях.

Для обеспечения полного и достоверного описания электромагнитных помех каждого вида, формирующих электромагнитную обстановку, должны быть указаны пиковое напряжение холостого хода и пиковый ток короткого замыкания источника помехи.

13

В таблицах 8 и 9 приведены уровни электромагнитных помех в части кондуктивных апериодических и колебательных импульсных помех в низковольтных системах электроснабжения переменного тока. Данные в таблицах 8 и 9 представлены в трех временных и частотных диапазонах с целью обеспечения обобщенного описания существенных характеристик электромагнитных помех.

Уровни электромагнитных помех выражены как напряжения холостого хода, что соответствует типичным условиям малой нагрузки систем электроснабжения и отсутствию каких-либо устройств защиты от перенапряжений. Для электромагнитных помех, характеристики которых отражают геометрию проводников и вид связи с источником переходного процесса, напряжения приведены в вольтах независимо от номинального напряжения системы электропитания. Для коммутационных помех, возникающих при коммутации нагрузок в электрических сетях, напряжения помехи прямо пропорциональны напряжению системы электропитания и поэтому представляются как множители амплитудного значения напряжения промышленной частоты

Таблица 8 — Уровни электромагнитных помех в части кондуктивных апериодических импульсных помех в низковольтных системах электроснабжения

Параметр и степень интенсивности электромагнитной помехи Вид апериодической импульсной помехи наносекундной длительности микросекундной длительности миллисекундной длительности Типовой источник Длительность фронта3' Длительность4' Частота появления Полная длительность события5' Внутреннее сопротивление источника Контактное искрение1' 5 нс 50 нс Пачки импульсов Миллисекунды 50 Ом Молниевый разряд на расстоянии менее 1 км1' 1 МКС 50 мкс Многократные импульсы Миллисекунды 1 — 10 Ом Молниевый разряд на расстоянии более 1 км1' 10 мкс 1000 мкс Многократные импульсы Секунды 20-300 Ом Плавкий предохранитель2' 0,1 мс 1 мс Редкие импульсы Одиночное событие 0,2-2 Ом А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 0,5 кВ 1 кВ 0,5 кВ Помехи отсутствуют 2 1 кВ 2 кВ 1 кВ 0,5 Имах 3 2 кВ 4 кВ 1,5 кВ 1,011мах 4 4 кВ 8 кВ 2 кВ 2,0 Имах X В соответствии с характеристиками мест размещения ТС

1J Для систем электроснабжения с номинальным напряжением 120-690 В. Приведенные данные не зависят от напряжения системы электроснабжения. Прямой удар молнии в здание может создать большие токи в силовых проводниках. 2' Приведенные значения справедливы для переходных процессов, возникающих при максимальном значении синусоиды основной частоты электропитания. 3' Передний фронт переходного процесса. 4' На уровне половины пикового значения переходного процесса. 5' С учетом многократного появления импульсных помех.

14

CT РК 2.136 - 2007

Таблица 9 — Уровни электромагнитных помех в части колебательных импульсных помех в низковольтных системах электроснабжения

Параметр и степень Вид колебательной импульсной помехи интенсивности электромагнитной помехи С высокой частотой колебаний (0,5—5 МГц) Со средней частотой колебаний (5—500 кГц) С низкой частотой колебаний (0,2—5 кГц) Типовой источник Реакция локальной электрической системы на импульсную помеху15 Реакция электрической сети здания на импульсную помеху15 Переключение сетевых конденсаторов25 Длительность фронта35 50 нс 0,5 мкс 1,5 мкс Длительность4) 5 мкс 20 мкс 3 мс Частота появления Частые помехи Случайные помехи Редкие помехи Внутреннее сопротивление источника 50-300 Ом 10-50 Ом 10-50 Ом А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 0,5 кВ 1 кВ 0,5 ГГмах 2 1 кВ 2 кВ 1,0 ГГмах 3 2 кВ 4 кВ 2,0 ГГмах 4 4 кВ 6 кВ 3,0 ГГмах X В соответствии с характеристиками мест размещения ТС

11 Для систем электроснабжения с номинальным напряжением 120—690 В. Приведенные данные не зависят от напряжения системы электроснабжения. 25 Приведенные значения справедливы для переходных процессов, возникающих при максимальном значении синусоиды основной частоты электропитания. 35 Передний фронт начальной части переходного процесса. _ =_w_

7.2 Излучаемые высокочастотные электромагнитные помехи

Описание электромагнитной обстановки в части источников высокочастотного электромагнитного излучения основано на оценке помех двух видов:

-    излучаемых колебательных электромагнитных полей;

-    излучаемых импульсных (переходных) электромагнитных полей.

Помехи каждого вида могут быть достаточно полно охарактеризованы ограниченным числом параметров. Определенная электромагнитная обстановка может быть обусловлена помехой одного вида или рассматриваться как суперпозиция помех различных видов.

7.2.1 Излучаемые колебательные электромагнитные поля

Эти электромагнитные помехи, действующие как на отдельной частоте, так и одновременно на нескольких частотах, могут оказывать существенное влияние на функционирование ТС из-за селективности указанных ТС или из-за возможных механизмов возникновения резонансов. К излучаемым колебательным электромагнитным полям относят те, для которых, по крайней мере 90 % средней мощности содержится в спектральном интервале [f_min, f_Tax], который может быть определен из условия:, f_Tax/ fmm <1,2-

Уровни электромагнитных помех в части излучаемых колебательных электромагнитных полей приведены в таблице 10.

15

Таблица 10 — Уровни электромагнитных помех в части излучаемых колеба- тельных электромагнитных полей (в В/м)

Степень интенсив ности электро магнитной помехи Полоса частот От 9 кГц до 27 МГц От 26 до 28 МГц Диапазоны любительс кой радиосвязи От 27 до 1000 МГц От 27 до 1000 МГц От 27 до 1000 МГц От 1000 МГц до 40 ГГц Все источники Радиостанции личного пользования гражданского диапазона Передат чики любительс кой радиосвязи Портативные радиотелефоны (исключая радиостанции гражданского диапазона) Мобильные радиотелефоны, применяемые на автотранспортных средствах (исключая радиостанции гражданского диапазона) Все источники, исключая портативные, мобильные радиотелефоны и радиостанции гражданского диапазона Все источники А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 2 1 1 11 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 4 10 10 10 10 10 10 10 5 30 30 30 30 30 30 30 X В соответствии с характеристиками мест размещения ТС

Сведения об излучаемых колебательных электромагнитных полях приведены в приложении Б.

7.2.2 Излучаемые импульсные (переходные) электромагнитные

поля

Излучаемые импульсные (переходные) электромагнитные поля представляют собой помехи, которые, несмотря на малую длительность, могут оказывать существенное влияние на функционирование ТС из-за значительной скорости нарастания импульса. Фактически, реальные импульсы имеют сложную форму, которая может быть известна только частично вследствие ограниченной полосы пропускания средств измерения. Параметры импульсных (переходных) электромагнитных полей зависят от расстояния между источником излучения и рецептором. К импульсным (переходным) электромагнитным полям относят электромагнитные поля, длительность которых не превышает 200 мс и изменение полярности которых в течение возмущения не превышает 10 раз.

Сведения об излучаемых импульсных (переходных) электромагнитных полях приведены в приложении В.

Уровни электромагнитных помех в части излучаемых импульсных (переходных) электромагнитных полей приведены в таблице 11.

16

CT РК 2.136-2007

Содержание

1.    Область применения.......................................................................................................1

2.    Нормативные ссылки.......................................................................................................1

3.    Принципы классификации..............................................................................................2

4.    Определения......................................................................................................................4

5.    Основные сведения по применению системы классификации, установленной

настоящим стандартом.......................................................................................................4

5.1    Обоснование системы классификации...........................................................................4

5.2    Электромагнитные помехи..............................................................................................5

5.3    Формирование и упрощение данных об электромагнитной обстановке.....................6

6 Низкочастотные электромагнитные помехи.......................................................................7

6.1    Кондуктивные низкочастотные электромагнитные помехи.........................................7

6.2    Излучаемые низкочастотные электромагнитные помехи ........................................10

7.    Высокочастотные электромагнитные помехи....................................................................12

7.1    Кондуктивные высокочастотные электромагнитные помехи.......................................12

7.2    Излучаемые высокочастотные электромагнитные помехи...........................................15

8.    Электростатические разряды.............................................................................................17

8.1    Токи электростатических разрядов.................................................................................17

8.2    Электромагнитные поля, создаваемые электростатическими разрядами.....................18

9.    Электромагнитные помехи в местах размещения технических средств.........................18

9.1    Места размещения технических средств........................................................................18

9.2    Воздействие электромагнитных помех на порты технических средств......................20

10 Принципы выбора уровней помехоустойчивости технических средств........................20

10.1    Подход к выбору уровней помехоустойчивости............................................................20

10.2    Неоднозначности при выборе уровней помехоустойчивости....................................20

10.3    Критерии степени влияния электромагнитных помех...............................................21

Приложение. А......................................................... 22

Приложение^...................................................... 44

Приложение.В......................................................... 46

Приложение Библиография    47

III

CT РК 2.136 - 2007

Таблица 11 — Уровни электромагнитных помех в части излучаемых импульсных (переходных) электромагнитных полей (скорость изменения, В/м-нс)

Параметр и степень интенсивности электромагнитной помехи Источник электромагнитной помехи Молниевые разряды на землю1* Выключатели с газовой изоляцией на электрических подстанциях2^ Выключатели на открытых электрических подстанциях Перенапряжения от молниевых разрядов и коммутационной деятельности в воздушных линиях электропередач Длительность фронта 100-500 нс2* 10 нс3* о о д о и 1 мкс3* А В соответствии с требованиями к ТС конкретного вида 1 30 100 30 3 2 100 300 100 10 3 300 1000 300 30 4 1000 3000 1000 100 5 3000 10000 3000 300 X В соответствии с характеристиками мест размещения ТС

3* На расстоянии более 50 м. 2* Пиковое значение зависит от расстояния до источника и скорости нарастания тока молнии. Экранирование за счет использования металлических конструкций зданий и профиля местности приводит к значительному снижению уровня помехи. 3* Пиковое значение напряженности поля помехи существенно зависит от расстояния до источника.

8 Электростатические разряды

Электростатические разряды происходят в результате приближения заряженного человека (объекта) к другому человеку (объекту). Рецептор электростатического разряда вначале подвергается воздействию электрического поля, обусловленного зарядом, затем после пробоя диэлектрика возникает разряд с переходным током сложной природы, который вызывает импульсное переходное электромагнитное поле. Уровень электромагнитных помех, вызванных электростатическими разрядами, существенно зависит от проводимости поверхностей и влажности воздуха.

8.1 Токи электростатических разрядов

В таблице 12 приведены сведения о скорости изменения тока разряда в А/нс и о зарядном напряжении перед разрядом в кВ, которые являются важными параметрами, определяющими интенсивность электромагнитного воздействия.

Таблица 12 — Уровни электромагнитных помех в части токов и напряжений

17

_ГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ    РЕСПУБЛИКИ    КАЗАХСТАН_

Государственная система обеспечения единства измерений Республики Казахстан

Совместимость технических средств электромагнитная ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА.

Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств

Дата введения 2008.07.01.

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает классификацию электромагнитных помех, вызываемых электромагнитными явлениями и процессами, определяющими электромагнитную обстановку, применительно к различным местам размещения электротехнических, электронных и радиоэлектронных изделий, оборудования и систем (далее в тексте - технические средства).

Целью стандарта является обеспечение заинтересованных технических комитетов по стандартизации, разрабатывающих стандарты в области устойчивости технических средств (ТС) к электромагнитным помехам (помехоустойчивости), сведениями о характеристиках электромагнитной обстановки и рекомендациями по выбору уровней помехоустойчивости ТС при воздействии электромагнитных помех различных видов и, следовательно, по обеспечению электромагнитной совместимости ТС в условиях эксплуатации.

Приведенные в настоящем стандарте рекомендации применяют для ТС всех назначений, использующих электромагнитную энергию, предназначенных для применения в условиях электромагнитной обстановки внутри транспортных средств (автотранспорт, корабли, самолеты) в настоящем стандарте не приводятся, но их влияние на электромагнитную обстановку учитывается.

Уровни помехоустойчивости, устанавливаемые для ТС конкретного вида, должны быть не только непосредственно связаны с характеристиками окружающей электромагнитной обстановки, но также учитывать требования обеспечения безопасности применения или надежности ТС, что может приводить к выбору более высоких уровней помехоустойчивости.

Требования помехоустойчивости могут также быть различными при их установлении в стандартах различных категорий, например, в общем стандарте, стандарте на группу ТС и в стандарте на ТС конкретного вида.

Содержание публикации МЭК 61000-2-5 набрано прямым шрифтом, дополнительные требования к публикации МЭК 61000-2-5, отображающие потребности экономики страны, - курсивом.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

CT РК 1.9-2003 Государственная система стандартизации РК. Порядок применения международных, региональных и национальных стандартов и нормативных документов по стандартизации и аккредитации

СТ РК ГОСТ Р 51317.2.4-200_¹ Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения промышленных предприятий.

Издание официальное

ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

ГОСТ 30372-95/ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения.

ГОСТР 51317.3.8-99 (МЭК 61000-3-8-97)^{1 2} Совместимость технических средств электромагнитная. Передача сигналов по низковольтным электрическим сетям. Уровни сигналов, полосы частот и нормы электромагнитных помех.

3 Принципы классификации

Принципы классификации, относящиеся к электромагнитной обстановке, основаны на описании и классификации электромагнитных явлений и процессов в типичных условиях размещения ТС, а не на установленных в действующих стандартах требованиях помехоустойчивости ТС. Вместе с тем принято, что гармонизация с требованиями, установленными в действующих стандартах в области помехоустойчивости ТС (если это возможно), упростит ситуацию и облегчит принятие рекомендаций, приведенных в настоящем стандарте.

Определение термина «Электромагнитная обстановка», установленная в ГОСТ30372/ ГОСТ Р 50397, основано на понятии электромагнитного явления, процесса. Для количественного описания электромагнитных явлений и процессов, формирующих электромагнитную обстановку, используется термин степень интенсивности электромагнитной помехи.

Таким образом, понятие электромагнитного явления, процесса является исходным пунктом при определении характеристик электромагнитной обстановки и установлении степеней интенсивности электромагнитных помех применительно к различным условиям эксплуатации ТС.

В настоящем стандарте идентифицированы три основные категории электромагнитных помех, вызываемых электромагнитными явлениями и процессами: низкочастотные электромагнитные помехи; высокочастотные электромагнитные помехи; электростатические разряды.

На первом этапе описания электромагнитной обстановки для мест размещения ТС характеристики электромагнитных помех (амплитуда, форма переходного процесса, длительность фронта, длительность переходного процесса, внутреннее сопротивление источника, частота повторения и т.д.) определяются в общем виде и устанавливаются ожидаемые степени интенсивности и уровни электромагнитных помех.

На втором этапе выбирается одна единственная степень интенсивности из указанных как наиболее представительная для электромагнитной помехи конкретного вида применительно к определенному классу мест размещения ТС, которую учитывают при установлении уровня электромагнитной совместимости для указанного класса мест размещения ТС.

Принципы классификации, относящиеся к электромагнитной обстановке, приведены на рисунке 1, где показано использование двух наборов таблиц:

-входные таблицы, идентифицирующие электромагнитные явления и процессы, и устанавливающие степени интенсивности и уровни электромагнитных помех различных видов;

Рисунок 1 — Принципы классификации электромагнитной обстановки

4    Определения

В настоящем стандарте применяют термины по ГОСТ 30372/ГОСТР 50397, а также следующие.

4.1    Уровень электромагнитной совместимости — установленный максимальный уровень электромагнитной помехи, которая, как ожидается, будет воздействовать на ТС в конкретных условиях эксплуатации.

Примечание — На практике в качестве уровня электромагнитной совместимости принимается не абсолютный максимальный уровень электромагнитной помехи, а уровень, который может быть превышен с малой вероятностью.

4.2    Степень интенсивности электромагнитной помехи — условная величина, характеризующая диапазон уровней электромагнитной помехи определенного вида в рассматриваемом месте размещения ТС.

4.3    Уровень помехоустойчивости — максимальный уровень данной электромагнитной помехи, воздействующей на конкретное ТС, при котором сохраняется требуемое качество функционирования ТС.

4.4    Место размещения ТС — место установки или применения ТС, характеризующееся различаемыми условиями электромагнитной обстановки.

4.5    Класс мест размещения ТС — совокупность мест размещения ТС, имеющих общие свойства, относящихся к типам и особенностям применения ТС, включая условия установки и влияния внешних электромагнитных помех (см. приложение А).

4.6    Порт — граница между ТС и внешней электромагнитной средой (зажим, разъем, клемма, стык связи и т. п.).

4.7    Порт корпуса — физическая граница ТС, через которую могут излучаться создаваемые ТС или проникать внешние электромагнитные поля.

4.8    Низковольтная распределительная электрическая сеть — низковольтная распределительная электрическая сеть энергоснабжающей организации (электрическая сеть общего назначения) или низковольтная электрическая сеть потребителя электрической энергии, предназначенная для питания различных приемников электрической энергии в местах их размещения.

5    Основные сведения по применению системы классификации, установленной настоящим стандартом

5.1 Обоснование системы классификации

Цель системы классификации состоит в том, чтобы установить ограниченный набор характеристик и связанных с ними значений, которые должны учитываться при идентификации эксплуатационных требований к ТС. Необходимость такой системы классификации диктуется экономическими соображениями, поскольку в этом случае ограничивается число различных типов ТС, которые должен разрабатывать и выпускать

CT РК 2.136 - 2007

изготовитель. Установленная в настоящем стандарте система представляет достаточно подробную классификацию многочисленных электромагнитных явлений и процессов, и связанных с ними электромагнитных помех. Это не обязательно означает, что помехоустойчивость конкретного ТС должна быть подтверждена для всех указанных явлений и процессов, так как применительно к рассматриваемой электромагнитной обстановке и характеристикам конкретного ТС может быть выбран ограниченный набор видов электромагнитных помех, достаточно полно описывающий условия эксплуатации ТС.

5.2 Электромагнитные помехи

Электромагнитная обстановка, в которой ТС должны функционировать без нарушений, достаточно сложна. С целью ее классификации установлены следующие три категории электромагнитных помех, характеризующих электромагнитную обстановку:

-    низкочастотные электромагнитные помехи (кондуктивные и излучаемые) (вызываемые любым источником, кроме электростатических разрядов);

-    высокочастотные электромагнитные помехи (кондуктивные и излучаемые) (вызываемые любым источником, кроме электростатических разрядов);

электростатические разряды.

Такое разделение необходимо для идентификации электромагнитных помех в конкретной электромагнитной обстановке.

В контексте настоящего стандарта понятие «низкие частоты» означает, что преобладающая часть частотного спектра электромагнитной помехи лежит ниже 9 кГц, а понятие «высокие частоты» — что она расположена на частотах (много) больших, чем 9 кГц.

Излучаемые электромагнитные помехи возникают в пространстве, окружающем ТС, в то время как кондуктивные помехи распространяются в различных металлических (проводящих) средах.

Номенклатура видов электромагнитных помех следующая.

Кондуктивные низкочастотные электромагнитные помехи:

-    гармоники, интергармоники напряжения электропитания;

-    напряжения сигналов, передаваемых в системах электропитания;

-    колебания напряжения электропитания;

-    провалы, кратковременные прерывания и выбросы напряжения электропитания;

-    отклонения напряжения электропитания;

-    несимметрия напряжений в трехфазных системах электроснабжения;

-    изменения частоты питающего напряжения;

-    наведенные низкочастотные напряжения;

-    постоянные составляющие в сетях электропитания переменного тока.

Излучаемые низкочастотные электромагнитные помехи:

-    магнитные поля;

-    электрические поля.

Кондуктивные высокочастотные электромагнитные помехи:

-    наведенные напряжения или токи непрерывных колебаний;

-    апериодические переходные процессы;

-    колебательные переходные процессы.

Излучаемые высокочастотные электромагнитные помехи;

-    магнитные поля;

5

-    электрические поля;

-    электромагнитные поля, в том числе вызываемые:

непрерывными колебаниями, переходными процессами.

Электростатические разряды

Кроме того, должны быть учтены электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва и другие электромагнитные явления и процессы большой энергии, которые могут представлять угрозу для ТС гражданского назначения.

Примечание —В настоящем стандарте не учитываются.

К числу портов ТС, через которые электромагнитные помехи оказывают воздействие на ТС, относят: порт корпуса, порты электропитания переменного тока, порты электропитания постоянного тока, порты ввода-вывода сигналов, порты заземления. Источники помех, виды связи и характеристики распространения электромагнитных помех зависят от окружающей среды.

5.3 Формирование и упрощение данных об электромагнитной обстановке

Невозможно и не требуется полное описание электромагнитной обстановки в условиях эксплуатации ТС. Любое описание ее ограничивается некоторыми характеристиками этой обстановки. На первом этапе формирования данных об электромагнитной обстановке должны быть выбраны подходящие характеристики, соответствующие различным электромагнитным явлениям и процессам, вызывающим электромагнитные помехи. Перечень видов указанных электромагнитных помех приведен в 3.2.

Полнота описания электромагнитной обстановки всегда ограничивается. Некоторые аспекты окружающей электромагнитной обстановки игнорируются, поскольку информация о них отсутствует, или потому, что принятие их во внимание сделало бы систему классификации слишком сложной. Кроме того, при рассмотрении некоторых электромагнитных помех применяется статистический подход.

Чтобы помочь разработчикам и пользователям ТС обосновать требования помехоустойчивости, система классификации построена таким образом, что для электромагнитной помехи каждого вида устанавливается один уровень электромагнитной совместимости применительно к каждому классу мест размещения ТС. Характеристики электромагнитной помехи каждого вида представлены в табличной форме. Такой подход позволяет определить эксплуатационные требования к ТС, предназначенным для применения в различных условиях.

Конкретизация требований помехоустойчивости должна быть осуществлена в стандартах на группы ТС или ТС конкретного вида и не является задачей настоящего стандарта.

Применительно к конкретным ТС электромагнитная обстановка определяется не только наличием и характером внешних источников помех, но также условиями монтажа и установки ТС. Практика монтажа и установки ТС подтверждает возможность существенного уменьшения электромагнитных помех при разделении цепей ТС и источников помех, экранировании и подавлении электромагнитных помех в местах их возникновения, что должно быть принято во внимание при оценке предполагаемых уровней электромагнитных помех в местах размещения ТС.

Приведенные данные о степенях интенсивности и уровнях электромагнитных помех различных видов, включают степень А для контролируемой электромагнитной обстановки (при использовании определенных мер помехоподавления или контроля) и степень X, означающую, что в некоторых местах размещения ТС могут преобладать исключительные условия, обуславливающие жесткую электромагнитную обстановку.

Если специальные требования к качеству функционирования ТС в определенных условиях эксплуатации отсутствуют, процедура установления требований помехоустойчивости ТС конкретного вида заключается в выборе соответствующего класса мест размещения ТС из

1

Данный стандарт находится на стадии разработки

2

Применяется по CT РК 1.9