Wat veroorsaak dat pakkies op die LAN verlore gaan? Daar is verskillende opsies: oortolligheid is verkeerd gekonfigureer, die netwerk kan nie die las hanteer nie, of die LAN "storm". Maar die rede is nie altyd in die netwerklaag nie.
Arktek LLC het outomatiese prosesbeheerstelsels en videobewakingstelsels vir die Rasvumchorrsky-myn van Apatit JSC gemaak gebaseer op .
Daar was 'n probleem op een deel van die netwerk. Tussen FL SWITCH 3012E-2FX skakelaars – en FL SWITCH 3006T-2FX - die kommunikasiekanaal was uiters onstabiel.
Die toestelle is met 'n koperkabel wat in een kanaal gelê is aan 'n 6 kV-kragkabel verbind. Die kragkabel skep 'n kragtige elektromagnetiese veld, wat steuring veroorsaak het. Konvensionele industriële skakelaars het nie voldoende geraasimmuniteit nie, so sommige data het verlore gegaan.
Wanneer FL SWITCH 3012E-2FX skakelaars aan albei kante geïnstalleer is - , het die verbinding gestabiliseer. Hierdie skakelaars voldoen aan IEC 61850-3. Deel 3 van hierdie standaard beskryf onder meer die vereistes vir elektromagnetiese verenigbaarheid (EMC) van toestelle wat in kragstasies en substasies geïnstalleer word.
Waarom het EMC-verbeterde skakelaars beter gevaar?
EMC - Algemeen
Dit blyk dat die stabiliteit van data-oordrag in 'n LAN nie net beïnvloed word deur die korrekte instellings van die toerusting en die hoeveelheid data wat oorgedra word nie. Pakkies wat val of 'n stukkende skakelaar kan veroorsaak word deur elektromagnetiese steuring: 'n walkie-talkie wat naby netwerktoerusting gebruik is, 'n kragkabel wat naby gelê is, of 'n kragskakelaar wat die stroombaan tydens 'n kortsluiting oopgemaak het.
Walkie-talkie, kabel en skakelaar is bronne van elektromagnetiese interferensie. Verbeterde EMC-skakelaars is ontwerp om normaal te werk wanneer hulle aan hierdie steurings blootgestel word.
Daar is twee tipes elektromagnetiese interferensie: induktief en geleidend.
Induktiewe interferensie word deur die elektromagnetiese veld "deur die lug" oorgedra. Hierdie interferensie word ook uitgestraal of uitgestraal genoem.
Gegeleide interferensie word deur geleiers oorgedra: drade, grond, ens.
Induktiewe interferensie verskyn wanneer dit aan 'n kragtige elektromagnetiese of magnetiese veld blootgestel word. Geleide steuring kan veroorsaak word deur stroombane te skakel, weerlig, impulse, ens.
Skakelaars, soos alle toerusting, kan beïnvloed word deur beide induktiewe en gelei-de interferensie.
Kom ons kyk na verskillende bronne van inmenging in 'n industriële fasiliteit, en watter soort inmenging hulle skep.
Interferensiebronne
Radio-uitstralende toestelle (walkie talkies, selfone, sweistoerusting, induksie-oonde, ens.)
Enige toestel straal 'n elektromagnetiese veld uit. Hierdie elektromagnetiese veld beïnvloed die toerusting beide induktief en geleidend.
As die veld sterk genoeg gegenereer word, kan dit 'n stroom in die geleier skep, wat die seinoordragproses sal ontwrig. Baie sterk inmenging kan ook lei tot die sluiting van toerusting. Dus word 'n induktiewe effek gemanifesteer.
Bedryfspersoneel en sekuriteitsdienste gebruik selfone, walkie-talkies om met mekaar te kommunikeer. Stilstaande radio- en TV-senders werk by die fasiliteite, Bluetooth- en WiFi-toestelle is op mobiele eenhede geïnstalleer.
Al hierdie toestelle is kragtige kragopwekkers van die elektromagnetiese veld. Daarom, vir normale werking in industriële omgewings, moet skakelaars in staat wees om elektromagnetiese interferensie te verdra.
Die elektromagnetiese omgewing word bepaal deur die sterkte van die elektromagnetiese veld.
Wanneer die skakelaar getoets word vir weerstand teen induktiewe effekte van elektromagnetiese velde, word 'n veld van 10 V/m op die skakelaar geïnduseer. In hierdie geval moet die skakelaar ten volle funksioneel wees.
Enige geleiers binne die skakelaar, sowel as alle kabels, is passiewe ontvangsantennas. Radio-uitstralende toestelle kan geleide elektromagnetiese interferensie in die frekwensiereeks van 150 Hz tot 80 MHz genereer. Die elektromagnetiese veld induseer spanning in hierdie geleiers. Hierdie spannings veroorsaak op hul beurt strome, wat inmenging in die skakelaar skep.
Om die skakelaar vir immuniteit teen geleide elektromagnetiese interferensie te toets, word spanning op die datapoorte en kragpoorte toegepas. GOST R 51317.4.6-99 bepaal 'n spanningswaarde van 10 V vir 'n hoë vlak van elektromagnetiese straling. In hierdie geval moet die skakelaar ten volle funksioneel wees.
Stroom in kragkabels, kraglyne, grondstroombane
Die stroom in kragkabels, kraglyne, grondkringe skep 'n magnetiese veld van industriële frekwensie (50 Hz). Die invloed van 'n magnetiese veld skep 'n stroom in 'n geslote geleier, wat 'n hindernis is.
Die magnetiese veld van industriële frekwensie word verdeel in:
- magnetiese veld van konstante en relatief lae sterkte, veroorsaak deur strome onder normale bedryfstoestande;
- 'n magnetiese veld van relatief hoë intensiteit, wat veroorsaak word deur strome onder noodtoestande, wat vir 'n kort tyd inwerk totdat die toestelle geaktiveer word.
Wanneer skakelaars getoets word vir die stabiliteit van die impak van 'n magnetiese veld van industriële frekwensie, word 'n veld van 100 A/m vir 'n lang tydperk en 1000 A/m vir 'n tydperk van 3 s daarop toegepas. Wanneer dit getoets word, moet die skakelaars ten volle funksioneel wees.
Ter vergelyking, 'n konvensionele huishoudelike mikrogolfoond genereer 'n magnetiese veldsterkte van tot 10 A/m.
Weerligslae, noodtoestande in elektriese netwerke
’n Weerligslag veroorsaak ook inmenging in netwerktoerusting. Hulle hou nie lank nie, maar hul grootte kan 'n paar duisend volt bereik. Sulke geraas word impulsief genoem.
Spanningsgeraas kan op beide die kragpoorte van die skakelaar en die datapoorte toegepas word. As gevolg van hoë oorspanningswaardes kan hulle beide die werking van die toerusting ontwrig en dit heeltemal uitbrand.
'n Weerlig is 'n spesiale geval van impulsgeraas. Dit kan toegeskryf word aan mikrosekonde-impulsgeraas van hoë energie.
'n Weerligslag kan van verskillende tipes wees: 'n weerlig in 'n eksterne spanningstroombaan, 'n indirekte inslag, 'n inslaan in die grond.
Wanneer 'n weerlig 'n eksterne spanningstroombaan tref, vind steuring plaas as gevolg van die vloei van 'n groot ontladingsstroom deur die eksterne stroombaan en die grondkring.
'n Indirekte weerlig word beskou as 'n weerligontlading tussen wolke. Tydens sulke impakte word elektromagnetiese velde gevorm. Hulle induseer spannings of strome in die geleiers van 'n elektriese stelsel. Dit is wat inmenging veroorsaak.
Wanneer weerlig die grond tref, vloei stroom deur die grond. Dit kan 'n potensiële verskil in die grondstelsel van die voertuig skep.
Presies dieselfde steuring word geskep deur kapasitorbanke om te skakel. Sulke oorskakeling is 'n oorskakelingsproses. Alle skakeloorgange veroorsaak hoë-energie mikrosekonde-impulsgeraas.
Vinnige veranderinge in spanning of stroom wanneer beskermende toestelle werk, kan ook mikrosekonde-oorgange in interne stroombane genereer.
Om die skakelaar vir immuniteit teen impulsgeraas te toets, word spesiale toetspulsgenerators gebruik. Byvoorbeeld, UCS 500N5. Hierdie kragopwekker verskaf pulse van verskeie parameters aan die getoetsde poorte van die skakelaar. Die parameters van die pulse hang af van die toetse wat uitgevoer word. Hulle kan verskil in die vorm van die pols, uitsetweerstand, spanning, blootstellingstyd.
Tydens mikrosekonde verbygaande immuniteitstoetsing word 2 kV-pulse op die kragpoorte toegepas. Vir datapoorte - 4 kV. Met hierdie toets word aanvaar dat die operasie onderbreek kan word, maar na die verdwyning van die inmenging kan dit onafhanklik herstel word.
Skakeling van reaktiewe ladings, "bons" van afloskontakte, skakeling met AC-regstelling
Verskeie skakelprosesse kan in 'n elektriese stelsel voorkom: onderbrekings van induktiewe ladings, oopmaak van afloskontakte, ens.
Sulke skakelprosesse skep ook impulsgeraas. Hul duur is van een nanosekonde tot een mikrosekonde. Sulke impulsgeraas word nanosekonde-impulsgeraas genoem.
Om toetse uit te voer, word sarsies pulse van nanosekonde-duur na die skakelaars gevoer. Pulse word op die kragpoorte en op die datapoorte toegepas.
Die kragpoorte word teen 2 kV gepuls en die datapoorte teen 4 kV.
Tydens toetsing vir blootstelling aan nanosekonde-impulsgeraas, moet die skakelaars ten volle funksioneel wees.
Bakkies van industriële elektroniese toerusting, filters en kabels
Wanneer die skakelaar naby kragverspreidingstelsels of krag elektroniese toerusting geïnstalleer word, kan ongebalanseerde spannings daarin geïnduseer word. Sulke interferensie word geleidende elektromagnetiese interferensie genoem.
Die hoofbronne van geleide inmenging is:
- kragverspreidingstelsels, insluitend gelykstroom en 'n frekwensie van 50 Hz;
- krag elektroniese toerusting.
Afhangende van die bron van inmenging, word hulle in twee tipes verdeel:
- konstante spanning en spanning met 'n frekwensie van 50 Hz. Kortsluitings en ander versteurings in verspreidingstelsels genereer steuring op die fundamentele frekwensie;
- spanning in die frekwensieband van 15 Hz tot 150 kHz. Sulke steurings word gewoonlik deur kragelektroniese installasies gegenereer.
Om die skakelaars te toets, word die krag- en datapoorte voorsien van 'n effektiewe spanning van 30V deurlopend en 'n effektiewe spanning van 300V vir 1 s. Hierdie spanningswaardes stem ooreen met die hoogste graad van erns van die GOST-toetse.
Die toerusting moet hierdie effekte kan weerstaan wanneer dit in 'n harde elektromagnetiese omgewing geïnstalleer word. Dit word gekenmerk deur:
- die toestelle wat getoets word, sal aan laespanning elektriese netwerke en mediumspanninglyne gekoppel word;
- toestelle sal gekoppel word aan die grondstelsel van hoogspanningtoerusting;
- kragomsetters word gebruik wat aansienlike strome in die grondstelsel inspuit.
Soortgelyke toestande kan in stasies of substasies gevind word.
Regstelling van AC-spanning terwyl batterye gelaai word
Na regstelling pulseer die uitsetspanning altyd. Dit wil sê, die spanningswaardes verander ewekansig of periodiek.
As die skakelaars deur GS-spanning aangedryf word, kan groot spanningsrimpelings die werking van die toestelle ontwrig.
As 'n reël gebruik alle moderne stelsels spesiale gladfilters en die vlak van rimpeling is nie hoog nie. Maar die situasie verander wanneer batterye in die kragtoevoerstelsel geïnstalleer word. Wanneer die batterye gelaai word, neem die hoeveelheid rimpeling toe.
Daarom is dit ook nodig om die moontlikheid van sulke inmenging in ag te neem.
Gevolgtrekking
Verbeterde EMC-skakelaars laat data-oordrag in harde elektromagnetiese omgewings toe. In die voorbeeld van die Rasvumchorr-myn aan die begin van die artikel, is die datakabel aan 'n kragtige magnetiese veld van industriële frekwensie blootgestel en het interferensie in die frekwensieband van 0 tot 150 kHz gelei. Konvensionele industriële skakelaars was nie in staat om data-oordrag onder sulke omstandighede te hanteer nie en pakkies het verlore gegaan.
Skakelaars met verbeterde elektromagnetiese versoenbaarheid kan ten volle werk wanneer hulle aan die volgende steuring blootgestel word:
- radiofrekwensie elektromagnetiese velde;
- magnetiese velde van industriële frekwensie;
- nanosekonde-impulsgeraas;
- mikrosekonde impulsinterferensie van hoë energie;
- geleide steuring geïnduseer deur radiofrekwensie elektromagnetiese veld;
- geleide interferensie in die frekwensieband van 0 tot 150 kHz;
- GS-kragtoevoerspanning rimpel.
Bron: will.com