ЖУРНАЛ «СТА» №3/2006

Путь тока помехи через ёмкость между первичной обмоткой транс- форматора и его заземлённым сердеч- ником С пар3 показан на рис. 12. Этот ток также протекает через общий про- вод источника питания и заземлитель. Наличие ёмкости приводит к тому, что незаземлённые электроприборы «бьют током». При отсутствии зазем- ления потенциал металлического кор- пуса приборов, подключённых к сети 220 В, составляет от нескольких десят- ков до 220 В в зависимости от сопро- тивления утечки на землю. Поэтому корпуса приборов, включённых в сеть 220 В, должны быть заземлены. При использовании DC/DC и AC/DCпреобразователей к источнику помехи Е помехи добавляется ёмкостная и индуктивная наводка от собственно- го генератора преобразователя. Поэто- му в общем случае уровень помех на общем проводе у DC/DC и AC/DCпреобразователей выше, чем в источниках с обычным силовым транс- форматором, хотя проходная ёмкость С пар1 в преобразователях может быть уменьшена до единиц пикофарад по сравнению с сотнями пикофарад для обычного силового трансформатора. Для уменьшения проникновения помехи в источниках питания исполь- зуют раздельное экранирование пер- вичной и вторичной обмоток транс- форматора, а также разделение сиг- нальной и корпусной земли (рис. 13). На рисунке сплошной жирной линией нарисован металлический корпус при- бора, кружочки обозначают клеммные соединители. Методы соединения раз- личных земель между собой будут опи- саны далее (см. раздел «Методы зазем- ления»). Молния и атмосферное электричество Молнии являются одними из рас- пространённых причин нежелатель- ных перенапряжений, сбоев и отказов в системах автоматизации. Заряд, на- капливаемый в облаках, имеет потен- циал величиной около нескольких миллионов вольт относительно по- верхности Земли и является отрица- тельным. Длительность разряда мол- нии составляет в среднем 0,2 с, редко до 1…1,5 с, длительность переднего фронта импульса – от 3 до 20 мкс, ток составляет несколько тысяч ампер и даже до 100 кА (рис. 14), температура в канале достигает 20 000°C, появляется мощное магнитное поле и радиоволны [3]. Молнии могут образовываться так- же при пылевых бу- рях, метелях, извер- жениях вулканов. Частота поражения молнией зданий вы- сотой 20 м и разме- рами в плане 100 × 100 м составля- ет 1 раз в 5 лет, а для зданий с размерами порядка 10 × 10 м – 1 попадание за 50 лет (РД 34.21.12287). Количество прямых ударов молнии в Останкинскую телебашню высотой 540 м составляет 30 ударов в год. Для защиты от прямого удара мол- нии используют молниеотводы, кото- рые состоят из штыря (молние- приёмника), находящегося над здани- ем, заземлителя и соединяющего их проводника. Система молниеотвода образует низкоимпедансный путь для прохождения тока молнии на землю, минуя структуры здания. Молниеот- вод должен находиться как можно дальше от здания, чтобы ослабить эф- фект взаимной индукции, и в то же время достаточно близко, чтобы за- щитить здание от прямого попадания молнии. Для зданий с большой пло- щадью крыши молниеотводы устанав- ливают на крыше и соединяют между собой и с заземлителем стальными по- лосами. Заземлитель молниеотвода выполняют отдельно от защитного за- земления здания, но электрически со- единяют с ним с целью выравнивания потенциалов и устранения возможных искрений (РД 34.21.12287). Ток молнии, проходя по земле, соз- даёт в ней падение напряжения, кото- рое может вывести из строя драйверы интерфейсов, если они не имеют галь- ванической развязки и расположены в разных зданиях (с разными заземлите- лями). 79 СТА 3/2006 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Рис. 12. Путь проникновения помехи из сети 220 В (50 Гц) в систему заземления и общий провод источника питания Рис. 13. Источник питания с тремя типами земель (слева направо): защитной, экранной и сигнальной Рис. 11. Изменения средневыпрямленного значения сетевого напряжения в течение суток (измерено в НИЛ АП 12.11.2005)