З-за чаго ў ЛВС могуць губляцца пакеты? Варыянты ёсць розныя: няправільна наладжана рэзерваванне, сетка не спраўляецца з нагрузкай ці ЛВС "штарміць". Але прычына не заўсёды крыецца ў сеткавым узроўні.
Кампанія ТАА «Арктэк» зрабіла АСК ТП і сістэмы відэаназірання Расвумчорскага рудніка АТ «Апатыт» на базе .
На адным участку сеткі ўзніклі праблемы. Паміж камутатарамі FL SWITCH 3012E-2FX - і FL SWITCH 3006T-2FX - канал сувязі быў вельмі нестабільным.
Прылады былі злучаныя медным кабелем, пракладзеным у адным канале, з сілавым кабелем 6 кв. Сілавы кабель стварае магутнае электрамагнітнае поле, якое стала прычынай перашкод. Звычайныя прамысловыя камутатары не валодаюць дастатковай перашкодаўстойлівасцю, таму частка дадзеных гублялася.
Калі на абодвух канцах былі ўсталяваныя камутатары FL SWITCH 3012E-2FX – , сувязь стабілізавалася. Дадзеныя камутатары адпавядаюць МЭК 61850-3. Сярод іншага частка 3 дадзенага стандарту апісвае патрабаванні да электрамагнітнай сумяшчальнасці (ЭМС) прылад, якія ўстанаўліваюцца на электрычных станцыях і падстанцыях.
Чаму камутатары з палепшанай ЭМС паказалі лепшыя вынікі?
ЭМС - агульныя палажэнні
Апыняецца, на стабільнасць перадачы дадзеных у ЛВС уплываюць не толькі правільнасць налады абсталявання і колькасць перадаваных дадзеных. Прычынай знікаючых пакетаў або выведзенага са строю камутатара могуць стаць электрамагнітныя перашкоды: рацыя, якой скарысталіся побач з сеткавым абсталяваннем, сілавы кабель, пракладзены побач, або сілавы выключальнік, які растуліў ланцуг падчас кароткага замыкання.
Рацыя, кабель і выключальнік - гэта крыніцы электрамагнітных перашкод. Камутатары з палепшанай электрамагнітнай сумяшчальнасцю створаны для звычайнай працы пры ўздзеянні гэтых перашкод.
Электрамагнітныя перашкоды бываюць двух відаў: індуктыўныя і кандуктыўныя.
Індуктыўныя перашкоды перадаюцца праз электрамагнітнае поле "па паветры". Яшчэ гэтыя перашкоды завуць выпраменьванымі або выпраменьванымі.
Кандуктыўныя перашкоды перадаюцца па правадніках: правадах, зямлі і г.д.
Індуктыўныя перашкоды з'яўляюцца пры ўздзеянні магутнага электрамагнітнага ці магнітнага поля. Чыннікам кандуктыўных перашкод могуць быць камутацыі токавых ланцугоў, удары маланкі, імпульсы і т.д.
На камутатары, як і на ўсё абсталяванне, могуць уздзейнічаць і індуктыўныя, і кандуктыўныя перашкоды.
Давайце разгледзім розныя крыніцы перашкод на прамысловым аб'екце, і якія менавіта перашкоды яны ствараюць.
Крыніцы перашкод
Радыёвыпраменьвальныя прылады (рацыі, мабільныя тэлефоны, зварачнае абсталяванне, індуктыўныя печы і г.д.)
Любая прылада выпраменьвае электрамагнітнае поле. Гэта электрамагнітнае поле ўздзейнічае на абсталяванне і індуктыўна, і кандуктыўна.
Калі поле генеруецца досыць моцнае, тое яно можа стварыць ток у правадыру, які парушыць працэс перадачы сігналу. Вельмі магутныя перашкоды могуць прывесці і да адключэння абсталявання. Такім чынам, выяўляецца індуктыўнае ўздзеянне.
Эксплуатуючы персанал і службы бяспекі выкарыстоўваюць мабільныя тэлефоны, рацыі для сувязі адзін з адным. На аб'ектах працуюць стацыянарныя радыё- і тэлеперадатчыкі, на рухомых усталёўках усталёўваюцца Bluetooth і WiFi прылады.
Усе гэтыя прылады - магутныя генератары электрамагнітнага поля. Таму для звычайнай працы ў прамысловых умовах камутатарам неабходна ўмець пераносіць электрамагнітныя перашкоды.
Электрамагнітнае становішча вызначаецца напружанасцю электрамагнітнага поля.
Пры выпрабаванні камутатара на ўстойлівасць да індуктыўнага ўздзеяння электрамагнітных палёў, на камутатар наводзіцца поле напружанасцю 10 У/м. Пры гэтым камутатар павінен паўнавартасна функцыянаваць.
Любыя правадыры ўсярэдзіне камутатара, а таксама ўсе кабелі з'яўляюцца пасіўнымі прыёмнымі антэнамі. Радыёвыпраменьвальныя прылады могуць ствараць кандуктыўныя электрамагнітныя перашкоды ў паласе частот ад 150 Гц да 80 Мгц. Электрамагнітнае поле наводзіць у гэтых правадніках напругі. Гэтыя напругі ў сваю чаргу выклікаюць токі, якія і ствараюць перашкоды ў камутатары.
Для выпрабаванні камутатара на ўстойлівасць да кандуктыўных электрамагнітных перашкод на порты перадачы дадзеных і порты сілкавання падаецца напруга. ДАСТ Р 51317.4.6-99 устанаўлівае велічыню напружання 10 У для высокага ўзроўню электрамагнітных выпраменьванняў. Пры гэтым камутатар павінен паўнавартасна функцыянаваць.
Ток у сілавых кабелях, лініях электрасілкавання, ланцугах зазямлення
Ток у сілавых кабелях, лініях электрасілкавання, ланцугах зазямлення стварае магнітнае поле прамысловай частаты (50 Гц). Уздзеянне магнітнага поля стварае ток у замкнёным правадніку, што з'яўляецца перашкодай.
Магнітнае поле прамысловай частаты падзяляецца на:
- магнітнае поле сталай і адносна малой напружанасці, выкліканае токамі пры нармальных умовах эксплуатацыі;
- магнітнае поле адносна вялікай напружанасці, выкліканае токамі пры аварыйных умовах, якія дзейнічаюць кароткачасова да моманту спрацоўвання прылад.
Пры выпрабаваннях камутатараў на ўстойлівасць уздзеяння магнітнага поля прамысловай частаты на яго падаецца поле напружанасцю 100 А/м на працяглы перыяд і 1000 А/м на перыяд 3 з. Пры праверцы камутатары павінны паўнавартасна функцыянаваць.
Для параўнання звычайная бытавая мікрахвалевая печ стварае напружанасць магнітнага поля да 10 А/м.
Удары маланак, аварыйныя ўмовы ў электрычных сетках
Удар маланкі таксама выклікае перашкоды ў сеткавым абсталяванні. Яны доўжацца не доўга, але іх велічыня можа дасягаць некалькіх тысяч вольт. Такія перашкоды завуцца імпульснымі.
Імпульсныя перашкоды могуць быць пададзены і на парты харчавання камутатара, і на парты перадачы дадзеных. За кошт высокіх значэнняў перанапружання яны могуць парушыць як функцыянаванне абсталяванне, так і цалкам спаліць яго.
Удар маланкі - гэта прыватны выпадак імпульсных перашкод. Яго можна аднесці да мікрасекундных імпульсных перашкод вялікай энергіі.
Удар маланкі можа быць розных тыпаў: удар маланкі ў вонкавы ланцуг напругі, ускосны ўдар, удар у грунт.
Пры ўдары маланкі ў вонкавы ланцуг напругі перашкоды ўзнікаюць з-за праходжанні вялікага току разраду па вонкавым ланцугу і ланцугі зазямлення.
Ускосным ударам маланкі лічыцца разрад маланкі паміж аблокамі. Падчас такіх удараў утвараюцца электрамагнітныя палі. Яны індукуюць напругі ці токі ў правадырах электрычнай сістэмы. Гэта і выклікае ўзнікненне перашкод.
Пры ўдары маланкі ў грунт ток працякае па зямлі. Ён можа стварыць рознасць патэнцыялаў у сістэме зазямлення МС.
Дакладна такія ж перашкоды стварае камутацыя кандэнсатарных батарэй. Такая камутацыя з'яўляецца камутацыйным пераходным працэсам. Усе камутацыйныя пераходныя працэсы выклікаюць мікрасекундныя імпульсныя перашкоды вялікай энергіі.
Хуткія змены напругі ці току пры спрацоўванні ахоўных прылад могуць таксама прыводзіць да адукацыі мікрасекундных імпульсных перашкод ва ўнутраных ланцугах.
Для праверкі камутатара на ўстойлівасць да імпульсных перашкод выкарыстоўваюць спецыяльныя выпрабавальныя генератары імпульсаў. Напрыклад, UCS 500N5. Дадзены генератар падае розныя па параметрах імпульсы на падыспытныя парты камутатара. Параметры імпульсаў залежаць ад праводжаных тэстаў. Яны могуць адрознівацца па форме імпульсу, выходнаму супраціву, напружанню, часу ўздзеяння.
Падчас выпрабаванняў на ўстойлівасць да ўздзеянняў мікрасекундных імпульсных перашкод на парты харчавання падаюцца імпульсы напругай 2 кв. На парты дадзеных - 4 кв. Пры дадзенай праверцы дапускаецца, што функцыянаванне можа перарывацца, але пасля знікнення перашкоды - самастойна аднаўляцца.
Камутацыі рэактыўных нагрузак, «бразгат» кантактаў рэле, камутацыя пры выпростванні пераменнага току
У электрычнай сістэме могуць узнікаць розныя камутацыйныя працэсы: перапыненні індуктыўных нагрузак, размыканне кантактаў рэле і г.д.
Такія камутацыйныя працэсы таксама ствараюць імпульсныя перашкоды. Іх працягласць - ад адной нанасекунды да адной мікрасекунды. Такія імпульсныя перашкоды называюцца нанасекундныя імпульсныя перашкоды.
Для правядзення выпрабаванняў на камутатары падаюцца пачкі імпульсаў нанасекунднай працягласці. Імпульсы падаюцца на парты харчавання і на парты перадачы даных.
На парты харчавання падаюцца імпульсы напругай 2 кВ, а на парты дадзеных - 4 кВ.
Падчас выпрабаванняў на ўздзеянне нанасекундных імпульсных перашкод камутатары павінны паўнавартасна функцыянаваць.
Навядзенні ад прамысловага электроннага абсталявання, фільтраў і кабеляў
Пры ўсталёўцы камутатара зблізку сілавых размеркавальных сістэм або сілавога электроннага абсталявання ў іх могуць наводзіцца несіметрычныя высілкі. Такія навядзенні завуцца кандуктыўнымі электрамагнітнымі перашкодамі.
Асноўнымі крыніцамі кандуктыўных перашкод з'яўляюцца:
- сілавыя размеркавальныя сістэмы, у тым ліку сталага току і частатой 50 Гц;
- сілавое электроннае абсталяванне.
У залежнасці ад крыніцы перашкоды падпадзяляюць на два выгляду:
- сталая напруга і напруга частатой 50 Гц. Кароткія замыканні і іншыя парушэнні працы ў размеркавальных сістэмах генеруюць перашкоды на асноўнай частаце;
- напругі ў паласе частот ад 15 Гц да 150 кгц. Такія перашкоды звычайна генеруюцца сілавымі электроннымі ўстаноўкамі.
Для выпрабаванні камутатараў на парты сілкавання і перадачы дадзеных падаецца дзейсная напруга 30В стала і дзейсная напруга 300 У на працягу 1 з. Гэтыя значэнні напругі адпавядаюць найвышэйшай ступені калянасці выпрабаванняў ДАСТ.
Абсталяванне павінна вытрымліваць падобныя ўздзеянні, калі яно ўсталёўваецца ва ўмовах цвёрдага электрамагнітнага становішча. Яна характарызуецца:
- падыспытныя прылады будуць падлучацца да нізкавольтных электрычных сетак і лініям сярэдняй напругі;
- прылады будуць падлучацца да сістэмы зазямлення высакавольтнага абсталявання;
- выкарыстоўваюцца сілавыя пераўтваральнікі, якія інжэктуюць значныя токі ў сістэму зазямлення.
Падобныя ўмовы можна сустрэць на станцыях ці падстанцыях.
Выпростванне напругі пераменнага току пры зарадзе батарэй
Пасля выпроствання напруга на вынахадзе заўсёды пульсуе. Гэта значыць значэнні напругі выпадкова ці перыядычна змяняецца.
Калі камутатары сілкуюцца ад напругі сталага току, то вялікія пульсацыі напругі могуць парушыць працу прылад.
Як правіла, усе сучасныя сістэмы выкарыстоўваюць спецыяльныя згладжваюць фільтры і ўзровень пульсацый не вялікі. Але сітуацыя мяняецца пры ўстаноўцы батарэй у сістэме электрасілкавання. Пры зарадцы батарэй велічыня пульсацый павялічваецца.
Таму таксама неабходна ўлічваць магчымасць з'яўлення падобных перашкод.
Заключэнне
Камутатары з палепшанай электрамагнітнай сумяшчальнасцю дазваляюць перадаваць дадзеныя ва ўмовах цвёрдага электрамагнітнага становішча. У прыкладзе з Расвумчорскай рудніком у пачатку артыкула кабель перадачы дадзеных быў схільны ўздзеянню магутнага магнітнага поля прамысловай частаты і кандуктыўных перашкод у паласе частот ад 0 да 150 кгц. Звычайныя прамысловыя камутатары не змаглі зладзіцца з перадачай дадзеных у такіх умовах і пакеты губляліся.
Камутатары ж з палепшанай электрамагнітнай сумяшчальнасцю могуць паўнавартасна працаваць пры ўздзеянні наступных перашкод:
- радыёчастотныя электрамагнітныя палі;
- магнітныя палі прамысловай частаты;
- нанасекундныя імпульсныя перашкоды;
- мікрасекундныя імпульсныя перашкоды вялікай энергіі;
- кандуктыўныя перашкоды, наведзеныя радыёчастотным электрамагнітным полем;
- кандуктыўныя перашкоды ў паласе частот ад 0 да 150 кгц;
- пульсацыі напругі электрасілкавання сталага току.
Крыніца: habr.com