ЖУРНАЛ «СТА» №3/2006

80 СТА 3/2006 www.cta.ru В линиях электропередачи разряд молнии принимается на экранирую- щий провод, который отводит молнию в землю через заземлитель. Экранирую- щий провод протягивают над фазовы- ми проводами, однако на фазовых про- водах наводится импульс эдс вследст- вие явления электромагнитной индук- ции. Этот импульс проходит на транс- форматорную подстанцию, где ослаб- ляется искровыми разрядниками. Ос- таточный импульс проходит в потреби- тельскую линию (рис. 10 a) и через си- ловой трансформатор — в цепи зазем- ления систем автоматизации (рис. 12). На системы автоматизации молнии воздействуют через электромагнит- ный импульс, который может вывести из строя устройства гальванической развязки и пережечь провода малого поперечного сечения током, который генерируется вследствие явления электромагнитной индукции [8]. Вторым природным явлением, свя- занным с грозой, является атмосферное электричество. Электрический потен- циал грозового облака во время дождя может составлять десятки миллионов и даже до 1 миллиарда вольт. Когда на- пряжённость электрического поля меж- ду облаком и поверхностью земли дос- тигает 500…1000 В/м, начинается элек- трический разряд с острых предметов (мачты, трубы, деревья и т.п.). Высокая напряжённость поля, вы- званная атмосферным электричест- вом, может наводить заряды в «пла- вающих» цепях с высоким сопротивле- нием изоляции относительно земли ве- личиной в несколько тысяч вольт и приводить к пробою оптронов в моду- лях гальванической развязки. Для за- щиты от атмосферного электричества гальванически изолированные цепи, не имеющие низкоомного пути на зем- лю, должны быть помещены в зазем- лённый электростатический экран. В частности, атмосферное электричество является одной из причин, по которым промышленные сети про- кладывают экранированной витой парой. Экран кабеля нужно заземлять только в одной точке (см. подраздел «Заземление экранов сиг- нальных кабелей»). Следует отметить, что молниеотводы, служащие для защиты от прямого уда- ра молнии, не могут суще- ственно уменьшить напряжённость электрического поля атмосферных за- рядов и никак не защищают аппарату- ру от мощного электромагнитного им- пульса во время грозы. Статическое электричество Статическое электричество возни- кает на диэлектрических материалах. Величина заряда зависит от скорости движения трущихся тел, их материала и величины поверхности соприкосно- вения. Примерами трущихся тел мо- гут быть: ● ремённый привод; ● лента конвейера; ● синтетическая одежда и обувь на те- ле человека; ● поток непроводящих твёрдых частиц (пыли), газа или воздуха через сопло; ● движение непроводящей жидкости, заполняющей цистерну; ● автомобильные шины, катящиеся по непроводящей дороге; ● резиновые ролики под стульями, когда стулья перемещаются по не- проводящему полу. Ремённый привод, состоящий из ди- электрического ремня и двух шкивов, является наиболее общим примером генератора статического электричества. Потенциал статического заряда на рем- не может достигать 60…100 кВ, а про- биваемый воздушный промежуток – 9 см. Поэтому на взрывоопасных про- изводствах (элеваторы, мельницы) рем- ни используют с проводящими присад- ками или металлизацией. Для снятия зарядов с ремней и других электризую- щихся предметов используют за- землённый подпружиненный металли- ческий гребешок или щётку, которые касаются движущейся поверхности. Конвейерные ленты электризуются ху- же ремённого привода вследствие более низкой скорости движения ленты. Вторым способом борьбы со статиче- ским электричеством является установ- ка в помещении увлажнителя воздуха для получения влажности выше 50%. Для уменьшения зарядов на теле че- ловека используют заземление запя- стья работников, электропроводные полы, электропроводную одежду, ув- лажнение воздуха. Результатом возникновения стати- ческих электрических зарядов может быть пробой входных каскадов изме- рительных систем, появление линий на ЭЛТмониторах, переход триггеров в другое состояние, поток ошибок в цифровых системах, пробой изоляции гальванически изолированных цепей с большим сопротивлением на землю, воспламенение взрывоопасной смеси. Для защиты систем автоматизации от сбоев, вызванных статическим электричеством, используют электро- статические экраны, соединённые с экранным заземлением, а также пре- образователи интерфейсов с защитой от статического электричества (на- пример, преобразователь интерфей- сов NL232C имеет защиту от статиче- ских зарядов с потенциалом до ±8 кВ по стандарту IEC 100042). В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Рис. 14. Типовая форма импульса тока при разряде молнии [3] Время Ток разряда молнии Рис. 15. Прохождение кондуктивной помехи при неправильном соединении земель и цепей сигнала ( а ) и при правильном соединении ( б ) а б