Кабели, способы борьбы с помехами (витая пара, экранирование).

Известны следующие способы защиты сетей от помех:

В скрученной (витой) паре провода меняются местами — этим достигаются симметричные условия возбуждения помехи в проводах пары, т. е. баланс. В идеально симметричной паре помехи, наведенные в проводах пары, взаимоуничтожаются (см. Рисунок 1). На практике полного баланса, конечно, не бывает, и некая результирующая помеха остается. То же самое можно сказать и относительно излученной помехи: чем лучше баланс пары, тем меньше витая пара излучает наружу, в окружающую среду (см. Рисунок 1).

В многопарном кабеле витые пары влияют друг на друга. Если пары скрутить с одинаковым шагом, то влияние их друг на друга будет почти таким, как если бы они не были скручены вовсе. Поэтому стараются скручивать пары с разными шагами, расчет взаимного соотношения которых представляет довольно сложную задачу. Окончательный подбор шагов скрутки делают экспериментальным путем.

Для достижения максимальной симметрии (баланса) пары требуется следующее:

- прецизионное изготовление проводов, входящих в пару, достижение их идентичности;

- скрутка проводов в пару с точным и равномерным по длине шагом;

- математически вычисленное и максимально соблюденное соотношение шагов скрутки всех четырех пар.

Если симметрирования пар недостаточно, приходится применять еще и экранирование. В случае, когда необходима защита от внешних помех, окружают экраном весь сердечник кабеля. Ежели требуется перекрыть путь помехам внутри кабеля, между его парами, то следует заэкранировать каждую пару. Для решения обеих задач экранируют каждую пару в отдельности, а потом еще накладывают и общий экран. В связи с этими особенностями вводятся специальные обозначения кабеля.

Соответствующие конструкции показаны на Рисунке 2.

Внешний экран кабеля бывает двух видов: одинарный — из алюмополимерной пленки, и двойной — из фольги и оплетки медной луженой проволокой. Пары в кабеле обычно окружены одинарными экранами из фольги или алюмополимерной пленки. В кабельной технике встречаются и двойные экраны витых пар.

Оплетка проволоками также имеет свои особенности: от ее плотности и других параметров зависят экранирующие свойства, по частотным характеристикам отличающиеся от фольгового экрана. По этой причине эффективно именно совместное использование фольги и оплетки. Наилучшим современным кабельным экраном можно считать сочетание наложенной вдоль кабеля фольгированной пленки и оплетки проволоками поверх нее.

Большую роль играет толщина фольги, используемой для экранирования витых пар. Если фольга толстовата, то и кабель станет слишком толстым, грубым, негибким. Если же фольга тонковата, то эффективность и прочность экрана снижаются. Различные компании-изготовители, оптимизируя экран, применяют фольгу толщиной от 20 до 100 мкм.

Помехозащищенные кабели способы заземления экранов и оплеток в электроустановках

Конструктивно все кабели делятся на экранированные и неэкранированные конструкции. Экранированные конструкции, в принципе более помехозащищены и имеют лучшие показатели переходного затухания, но их применение требует специальных разъемов и правильной схемы заземления, поэтому в нашей стране большее распространение получили неэкранированные кабели. Экран выполняется в виде алюминиевой фольги, либо медной оплетки, либо и того и другого вместе. Встречается как общее экранирование, так и экраны по скрученным парам. Экраны сопровождаются дренажным проводником в виде медной проволочки для поддержания целостности экрана.

Кабели на основе витой пары находят широкое применение в сетях передачи данных, регламентируемых национальными и международными стандартами. Неэкранированная витая пара представляет собой от 1 до 100 пар медных изолированных проводников, скрученных парами с согласованными шагами для уменьшения взаимного влияния. Наиболее распространены двух- и четырехпарные конструкции

Для протекания тока по экрану необходимо заземление экрана с двух сторон кабеля (или участка влияния). В некоторых случаях может применяться периодическое заземление экрана по всей длине прокладки. В равной степени эти требования относятся и для защиты окружающей среды от помехоэмиссии самого кабеля.

Экранирующее действие максимально при нулевом сопротивлении заземления. При отсутствии заземления хотя бы с одной стороны экранирование от магнитных полей значительно снижается или не происходит вовсе.

Одним из способов заземления экрана является подключение экрана кабеля к заземляющему устройству через конденсатор. Физический смысл такого решения легко понять: для предотвращения протекания токов уравнивания потенциалов и низкочастотных помех по экрану необходимо изолировать его от «земли» в одном месте. Для высокочастотных помех, наводимых в кабеле, конденсатор имеет низкое сопротивление, что обеспечивает высокочастотное заземление экрана кабеля.

Предлагается подключать экран (земляную жилу) кабеля к металлоконструкциям зданий через устройство, содержащее предохранитель и индикатор постороннего напряжения.

В принципе, возможно еще одно решение. Параллельно кабелю прокладывается проводник, который подключается к экрану кабеля в начале и конце участка прокладки и служит для замыкания цепи протекания по экрану наведенного помехой тока. Важно исключить взаимное влияние между экраном и проводником, что может быть достигнуто экранированием их друг от друга или прокладкой на расстоянии друг от друга.

Помехозащищенные кабели. Способы заземления экранов и оплеток в электроустановках.

• Для протекания тока по экрану необходимо заземление экрана с двух сторон кабеля (или участка влияния). В некоторых случаях может применяться периодическое заземление экрана по всей длине прокладки. В равной степени эти требования относятся и для защиты окружающей среды от помехоэмиссии самого кабеля.

• Экранирующее действие максимально при нулевом сопротивлении заземления. При отсутствии заземления хотя бы с одной стороны экранирование от магнитных полей значительно снижается или не происходит вовсе.

• Одним из способов заземления экрана является подключение экрана кабеля к заземляющему устройству через конденсатор. Физический смысл такого решения легко понять: для предотвращения протекания токов уравнивания потенциалов и низкочастотных помех по экрану необходимо изолировать его от «земли» в одном месте. Для высокочастотных помех, наводимых в кабеле, конденсатор имеет низкое сопротивление, что обеспечивает высокочастотное заземление экрана кабеля.

• Предлагается подключать экран (земляную жилу) кабеля к металлоконструкциям зданий через устройство, содержащее предохранитель и индикатор постороннего напряжения.

• В принципе, возможно еще одно решение. Параллельно кабелю прокладывается проводник, который подключается к экрану кабеля в начале и конце участка прокладки и служит для замыкания цепи протекания по экрану наведенного помехой тока. Важно исключить взаимное влияние между экраном и проводником, что может быть достигнуто экранированием их друг от друга или прокладкой на расстоянии друг от друга.

1. Основные требования по техники безопасности при проектировании электротехнических устройств (заземление и зануление)

Во всякой электроустановке имеются металлические части, которые при нормальной работе не находятся под напряжением, но при повреждении изоляции токоведущих частей могут оказаться под напряжением и послужить причиной несчастных случаев. Такие части подлежат защитному заземлению или занулению.

Заземлением какой-либо части электрической установки называется электрическое соединение ее с землей с помощью провода, присоединенного к заземлителю, т. е. к проводнику, проложенному в земле, а занулением какой-либо части - присоединение ее к нулевому проводу установки, который по общим правилам должен быть заземлен.

Действие защитного заземления основано на том, что в случае появления напряжения на заземленной части и прикосновения человека к этой части его тело будет присоединено параллельно к весьма малому сопротивлению защитного заземления, т. е. будет, иначе говоря, зашунтировано этим сопротивлением.

Действие защитного зануления заключается в том, что при появлении напряжения на зануленной части появляется короткое замыкание в одной фазе через нулевой провод и дефектная часть установки немедленно отсоединяется от сети вследствие перегорания плавкой вставки предохранителя или отключения автомата и т. п.

Зануление выполняется путем соединения отдельным проводником зануляемой части с нулевым проводом; заземление - путем соединения отдельным проводником заземляемой части установки с заземлителями.

В качестве заземлителей рекомендуется в первую очередь использовать так называемые естественные заземлители, а именно: проложенные в земле водопроводные трубы, обсадные трубы артезианских колодцев, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющих надежное соединение с землей.

Согласно ПУЭ требуется выполнять заземление и зануление электроустановок:

1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока -только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Рекомендации ПУЭ не обеспечивают электробезопасность как в помещениях, так и на территориях размещения наружных электроустановок.

Заземление и зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 25 В переменного тока или до 60 В выпрямленного тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок.

Защита от прямого прикосновения с помощью ограждений или оболочек, или изоляции не требуется, если электрооборудование находится в зоне действия системы уравнивания потенциалов и номинальное напряжение не превышает:

- 25 В переменного тока или 60 В выпрямленного тока при условии, что оборудование нормально эксплуатируется только в сухих помещениях и мала вероятность контакта человека с частями, могущими оказаться под напряжением;

- 6 В переменного тока или 15 В выпрямленного тока во всех остальных случаях.

Сравнение сопоставимых нормативов ПУЭ и стандартов МЭК позволяет сделать вывод о необходимости существенного ужесточения требований к защитным мерам. В частности, в помещениях без повышенной опасности согласно стандарту МЭК 364-4-41 -1992 требуется выполнять заземление или зануление при номинальном напряжении в 7,6 раз меньшем, чем установлено требованиями ПУЭ.

Заземление и зануление открытых проводящих частей

Доступные прикосновению открытые проводящие части (ОПЧ) должны быть заземлены или занулены путём присоединения к защитному проводнику в соответствии с особенностями типов систем заземления.

К частям, подлежащим занулению или заземлению относятся:

1) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.;

3) вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

4) каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съёмные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 25 В переменного тока или более 60 В постоянного тока;

5) металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические кабельные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов; лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземлённой или запулённой металлической оболочкой или бронёй), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;

6) металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и проводов напряжением до 25 В переменного тока и до 60 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т.п. вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению и занулению;

7) металлические корпуса передвижных и переносных электроприёмников;

8) электрооборудование, размещённое на движущихся частях станков, машин и механизмов.

Для заземления (зануления) металлических корпусов бытовых кондиционеров воздуха, стационарных и переносных бытовых приборов класса I (не имеющих двойной или усиленной изоляции), бытовых электроприборов мощностью св. 1,3 кВт, корпусов трехфазных и однофазных электроплит, варочных котлов и другого теплового оборудования, а также металлических нетоковедущих частей технологического оборудования помещений с мокрыми процессами следует применять отдельный проводник сечением, равным фазному, прокладываемый от щита или щитка, к которому подключен данный электроприемник.

Заземление и защитные меры электробезопасности.

Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянного тока. Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельный третий проводник, присоединяемый во втычном соединителе ответвительной коробки, в щите, щитке, сборке и т. п. к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику.

В цепи заземляющих и нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей. В цепи нулевых рабочих проводников, если они одновременно служат для целей зануления, допускался применение выключателей, которые одновременно с отключением пулевых рабочих проводников отключают все провода, находящиеся под напряжением.

Не всегда сразу улавливается основной смысл этих, на первый взгляд, противоречащих друг другу правил. С одной стороны:“ Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам..

С другой стороны: «Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельный третий проводник, присоединяемый … в щите, щитке, к нулевому рабочему… проводнику.»

С того момента, как нулевой проводник потянулся от нулевой шины щита к ПРИБОРУ, он стал РАБОЧИМ НУЛЕМ и уже на протяжении всей своей длины не может быть использован в качестве защитного по причине возможного переполюсования в розетках, ответвительных коробках и т.д.. А другой выделенный нулевой проводник, протянутый от той же шины к КОРПУСУ ПРИБОРА стал ЗАЩИТНЫМ НУЛЕМ, который уже никто не переполюсует.

И все было бы хорошо, и можно было бы безоглядно следовать нормативам,...но мы живем в Росси, поэтому качество заземления нейтрали, особенно, в старых электроустановках, не всегда соответствует требуемым нормам. Поэтому прежде, чем защитно зануляться по описанной схеме, полезно вызвать специалиста для проверки качества заземления нейтрали.

§ Различные электротехнические схемы стационарных, подвижных и прочих устройств.

1 «Проектирование промышленных электрических сетей» В.И. Крупович – М.; «Энергия», 1979, 327с.

2 Я.М.Большам Справочник по проектированию электроснабжения линий электропережачи и сетей– М.; «Энергия», 1974,

3 Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике – М.: Энергоатомиздат, 1983.

4 Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. – Л.: Энергия, 1976.

5 Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. – М.: Энегоатомиздат, 1987.

6 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию /Под редакцией А.А. Федорова/ - М.: Энергоатомиздат, 1986.

7 Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных преприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

8 Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР. – М: Энегроатомиздат, 1985.

9 Справочные материалы Главэнергонадзора – М.: Энергоатомиздат, 1986.

10 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети /Под редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского/ - М.: Энегроатомиздат, 1973.

11 Справочник по электрическим установкам высокого напряжения /Под редакцией И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова/ - М.: Энергоатомиздат, 1981.

12 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация /Под редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербинского/ - М.: Энергоатомиздат, 1974.

13 Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных преприятий. – М.: Высшая школа, 1986.

14 Справочник по проектированию электроснабжения /Под редакцией Ю.Г. Барыбина и др./ - М.: Энергоатомиздат, 1990.

15 Методические указания «Электрическая часть станций и подстанций» - Владивосток, 1987.

16 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций.: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов – 4-ое изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

17 Алиев И.И. Электротехнический справочник. – 4-е изд., испр. – М.: ИП РадиоСофт, 2001. – 384 с.: ил.

18 Методические указания «Проектирование электрического освещения» - Владивосток, 1987.

19 Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качества электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1987

20 РД 153-34.0-20.527-98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. Утверждены Департаментом стратегии развития и научно-технической политики 23.03.1998 г.

21 Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. пособие для вузов по спец. «Электроснабжение». – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991 – 446 с., ил.

22 Г.Ф. Быстрицкий, Б.Н. Кудрин. «Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов». Учебное пособие для вузов и среднего проф. образования – М.; Издательский центр «Академия», 2003, 176с.

23 П.Г. Грудинский и др. «Электротехнический справочник». Изд. 5-е, - М.; «Энергия», 1974, 776с.

24 Бекетова И.О. Электрические и электронные аппараты: Учебное пособие. Часть II. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. ‑ с. 173.

25 Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов / Под редакцией Ю.К. Розанова. – М.: Энергоатомиздат. 1988.

26 Курс экономической теории: Учебник / Под общей ред. М.Н. Чепурина

27 ГОСТ 2.701-84. Схемы. Виды и типы. Общие требования.

28 ГОСТ 2.702-75. Правила выполнения электрических схем.

29 ГОСТ 2.705-70. Правила выполнения электрических схем обмоток и изделий с обмотками.

30 ГОСТ 2.710-81. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.

32 ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

33 Дипломное проектирование/Под ред. В.И. Лачина. – Ростов на Дону: Изд-во «Феникс», 2003. – 400 с.

34 Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. В.А.Андреев Москва «Высшая школа» 1991г

35 «Электротехнические устройства». О.В. Алексеев, В.Е. Китаев, А.Я. Шихин - М.; «Энергоиздат», 1981, 330с.

36 «САПР в электротехнике» Э.К. Стрельбицкий, перевод с французского В.А. Соколова М.; «Мир», 1988

37 Бекетова И.О. Электрические и электронные аппараты: Учебное пособие. Часть I. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. ‑ с. 173.

38 РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений Утверждена Главтехуправлением Минэнерго СССР 12 октября 1987г.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: