हमें बेहतर ईएमसी वाले औद्योगिक स्विचों की आवश्यकता क्यों है?

LAN पर पैकेट क्यों खो सकते हैं? अलग-अलग विकल्प हैं: आरक्षण गलत तरीके से कॉन्फ़िगर किया गया है, नेटवर्क लोड का सामना नहीं कर सकता है, या LAN "तूफानी" है। लेकिन इसका कारण हमेशा नेटवर्क परत में नहीं होता है।

कंपनी आर्कटेक एलएलसी ने एपेटिट जेएससी की रास्वुमचोरस्की खदान के लिए स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली और वीडियो निगरानी प्रणाली बनाई। फीनिक्स संपर्क स्विच.

नेटवर्क के एक हिस्से में दिक्कतें थीं. FL स्विच 3012E-2FX स्विच के बीच - 2891120 और FL स्विच 3006T-2FX - 2891036 संचार चैनल अत्यंत अस्थिर था.

उपकरण एक चैनल में बिछाई गई तांबे की केबल द्वारा 6 केवी पावर केबल से जुड़े हुए थे। पावर केबल एक मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है, जो हस्तक्षेप का कारण बनता है। पारंपरिक औद्योगिक स्विचों में पर्याप्त शोर प्रतिरोधक क्षमता नहीं होती, इसलिए कुछ डेटा खो गया।

जब FL SWITCH 3012E-2FX स्विच दोनों सिरों पर स्थापित किए गए थे - 2891120, कनेक्शन स्थिर हो गया है. ये स्विच IEC 61850-3 का अनुपालन करते हैं। अन्य बातों के अलावा, इस मानक का भाग 3 विद्युत ऊर्जा संयंत्रों और सबस्टेशनों में स्थापित उपकरणों के लिए विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) आवश्यकताओं का वर्णन करता है।

बेहतर ईएमसी वाले स्विचों ने बेहतर प्रदर्शन क्यों किया?

ईएमसी - सामान्य प्रावधान

यह पता चला है कि LAN पर डेटा ट्रांसमिशन की स्थिरता न केवल उपकरण के सही कॉन्फ़िगरेशन और स्थानांतरित डेटा की मात्रा से प्रभावित होती है। गिरे हुए पैकेट या टूटा हुआ स्विच विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के कारण हो सकता है: एक रेडियो जो नेटवर्क उपकरण के पास इस्तेमाल किया गया था, पास में रखी एक बिजली केबल, या एक बिजली स्विच जो शॉर्ट सर्किट के दौरान सर्किट खोलता था।

रेडियो, केबल और स्विच विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के स्रोत हैं। उन्नत विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) स्विच इस हस्तक्षेप के संपर्क में आने पर सामान्य रूप से संचालित होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप दो प्रकार के होते हैं: आगमनात्मक और संचालित।

आगमनात्मक हस्तक्षेप विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से "हवा के माध्यम से" प्रसारित होता है। इस हस्तक्षेप को विकिरणित या विकिरणित हस्तक्षेप भी कहा जाता है।

संचालित हस्तक्षेप कंडक्टरों के माध्यम से प्रसारित होता है: तार, जमीन, आदि।

एक शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय या चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर प्रेरक हस्तक्षेप होता है। संचालित हस्तक्षेप वर्तमान सर्किट को स्विच करने, बिजली गिरने, पल्स आदि के कारण हो सकता है।

स्विच, सभी उपकरणों की तरह, आगमनात्मक और संचालित शोर दोनों से प्रभावित हो सकते हैं।

आइए एक औद्योगिक सुविधा में हस्तक्षेप के विभिन्न स्रोतों को देखें, और वे किस प्रकार का हस्तक्षेप पैदा करते हैं।

हस्तक्षेप के स्रोत

रेडियो-उत्सर्जक उपकरण (वॉकी-टॉकी, मोबाइल फोन, वेल्डिंग उपकरण, इंडक्शन भट्टियां, आदि)
कोई भी उपकरण विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्सर्जित करता है। यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उपकरण को प्रेरक और प्रवाहकीय दोनों तरह से प्रभावित करता है।

यदि क्षेत्र पर्याप्त रूप से मजबूत उत्पन्न होता है, तो यह कंडक्टर में करंट पैदा कर सकता है, जो सिग्नल ट्रांसमिशन प्रक्रिया को बाधित करेगा। बहुत मजबूत हस्तक्षेप से उपकरण बंद हो सकता है। इस प्रकार, एक प्रेरक प्रभाव प्रकट होता है।

परिचालन कर्मी और सुरक्षा सेवाएँ एक-दूसरे से संवाद करने के लिए मोबाइल फोन और वॉकी-टॉकी का उपयोग करते हैं। स्थिर रेडियो और टेलीविजन ट्रांसमीटर सुविधाओं पर काम करते हैं; ब्लूटूथ और वाईफाई डिवाइस मोबाइल इंस्टॉलेशन पर स्थापित किए जाते हैं।

ये सभी उपकरण शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र जनरेटर हैं। इसलिए, औद्योगिक वातावरण में सामान्य रूप से काम करने के लिए, स्विच को विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को सहन करने में सक्षम होना चाहिए।

विद्युत चुम्बकीय वातावरण विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत से निर्धारित होता है।

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के आगमनात्मक प्रभावों के प्रतिरोध के लिए एक स्विच का परीक्षण करते समय, स्विच पर 10 V/m का एक क्षेत्र प्रेरित होता है। इस स्थिति में, स्विच पूरी तरह कार्यात्मक होना चाहिए।

स्विच के अंदर कोई भी कंडक्टर, साथ ही कोई भी केबल, निष्क्रिय प्राप्त करने वाले एंटेना हैं। रेडियो-उत्सर्जक उपकरण 150 हर्ट्ज से 80 मेगाहर्ट्ज आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का कारण बन सकते हैं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र इन चालकों में वोल्टेज उत्पन्न करता है। ये वोल्टेज बदले में धाराओं का कारण बनते हैं, जो स्विच में शोर पैदा करते हैं।

संचालित ईएमआई प्रतिरक्षा के लिए स्विच का परीक्षण करने के लिए, डेटा पोर्ट और पावर पोर्ट पर वोल्टेज लागू किया जाता है। GOST R 51317.4.6-99 उच्च स्तर के विद्युत चुम्बकीय विकिरण के लिए 10 V का वोल्टेज मान निर्धारित करता है। इस स्थिति में, स्विच पूरी तरह कार्यात्मक होना चाहिए।

बिजली के तारों, बिजली लाइनों, ग्राउंडिंग सर्किट में करंट
बिजली केबलों, बिजली लाइनों और ग्राउंडिंग सर्किट में करंट औद्योगिक आवृत्ति (50 हर्ट्ज) का एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने से बंद कंडक्टर में करंट पैदा होता है, जो हस्तक्षेप है।

विद्युत आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्र को इसमें विभाजित किया गया है:

• सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत धाराओं के कारण स्थिर और अपेक्षाकृत कम तीव्रता का चुंबकीय क्षेत्र;
• आपातकालीन परिस्थितियों में धाराओं के कारण अपेक्षाकृत उच्च तीव्रता का एक चुंबकीय क्षेत्र, जो उपकरणों के चालू होने तक थोड़े समय के लिए कार्य करता है।

जब बिजली-आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क की स्थिरता के लिए स्विच का परीक्षण किया जाता है, तो लंबी अवधि के लिए 100 ए/एम और 1000 एस की अवधि के लिए 3 ए/एम का क्षेत्र लागू किया जाता है। परीक्षण किए जाने पर, स्विच पूरी तरह कार्यात्मक होने चाहिए।

तुलना के लिए, एक पारंपरिक घरेलू माइक्रोवेव ओवन 10 ए/एम तक की चुंबकीय क्षेत्र शक्ति बनाता है।

बिजली गिरना, विद्युत नेटवर्क में आपातकालीन स्थितियाँ
बिजली गिरने से भी नेटवर्क उपकरण में व्यवधान उत्पन्न होता है। ये ज़्यादा समय तक टिके नहीं रहते, लेकिन इनका परिमाण कई हज़ार वोल्ट तक पहुँच सकता है। ऐसे हस्तक्षेप को स्पंदित कहा जाता है।

पल्स शोर को स्विच के पावर पोर्ट और डेटा पोर्ट दोनों पर लागू किया जा सकता है। उच्च ओवरवॉल्टेज मूल्यों के कारण, वे उपकरण के कामकाज को बाधित कर सकते हैं और इसे पूरी तरह से जला सकते हैं।

बिजली गिरना आवेग शोर का एक विशेष मामला है। इसे उच्च-ऊर्जा माइक्रोसेकंड पल्स शोर के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

बिजली का गिरना विभिन्न प्रकार का हो सकता है: बाहरी वोल्टेज सर्किट पर बिजली का गिरना, अप्रत्यक्ष झटका, जमीन पर गिरना।

जब बिजली बाहरी वोल्टेज सर्किट से टकराती है, तो बाहरी सर्किट और ग्राउंडिंग सर्किट के माध्यम से एक बड़े डिस्चार्ज करंट के प्रवाह के कारण हस्तक्षेप होता है।

अप्रत्यक्ष बिजली गिरने को बादलों के बीच बिजली का गिरना माना जाता है। ऐसे प्रभावों के दौरान, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं। वे विद्युत प्रणाली के चालकों में वोल्टेज या धारा उत्पन्न करते हैं। यही हस्तक्षेप का कारण बनता है।

जब बिजली जमीन पर गिरती है तो जमीन में करंट प्रवाहित होता है। यह वाहन ग्राउंडिंग सिस्टम में संभावित अंतर पैदा कर सकता है।

बिल्कुल वैसा ही हस्तक्षेप कैपेसिटर बैंकों को स्विच करने से उत्पन्न होता है। ऐसी स्विचिंग एक स्विचिंग क्षणिक प्रक्रिया है। सभी स्विचिंग क्षणिक उच्च-ऊर्जा माइक्रोसेकंड आवेग शोर का कारण बनते हैं।

जब सुरक्षात्मक उपकरण संचालित होते हैं तो वोल्टेज या करंट में तेजी से बदलाव के परिणामस्वरूप आंतरिक सर्किट में माइक्रोसेकंड पल्स शोर भी हो सकता है।

पल्स शोर के प्रतिरोध के लिए स्विच का परीक्षण करने के लिए, विशेष परीक्षण पल्स जनरेटर का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, यूसीएस 500N5। यह जनरेटर परीक्षण के तहत स्विच पोर्ट को विभिन्न मापदंडों की दालों की आपूर्ति करता है। पल्स पैरामीटर किए गए परीक्षणों पर निर्भर करते हैं। वे पल्स आकार, आउटपुट प्रतिरोध, वोल्टेज और एक्सपोज़र समय में भिन्न हो सकते हैं।

माइक्रोसेकंड पल्स शोर प्रतिरक्षा परीक्षणों के दौरान, 2 केवी पल्स को पावर पोर्ट पर लागू किया जाता है। डेटा पोर्ट के लिए - 4 केवी. इस परीक्षण के दौरान, यह माना जाता है कि ऑपरेशन बाधित हो सकता है, लेकिन हस्तक्षेप गायब होने के बाद, यह अपने आप ठीक हो जाएगा।

प्रतिक्रियाशील भार का स्विचिंग, रिले संपर्कों का "उछलना", प्रत्यावर्ती धारा को सुधारते समय स्विच करना
विद्युत प्रणाली में विभिन्न स्विचिंग प्रक्रियाएं हो सकती हैं: आगमनात्मक भार में रुकावट, रिले संपर्कों का खुलना आदि।

ऐसी स्विचिंग प्रक्रियाएँ आवेग शोर भी पैदा करती हैं। इनकी अवधि एक नैनोसेकंड से लेकर एक माइक्रोसेकंड तक होती है। ऐसे आवेग शोर को नैनोसेकंड आवेग शोर कहा जाता है।

परीक्षण करने के लिए, नैनोसेकंड पल्स के विस्फोट को स्विच में भेजा जाता है। दालों की आपूर्ति पावर पोर्ट और डेटा पोर्ट पर की जाती है।

पावर पोर्ट को 2 केवी पल्स के साथ आपूर्ति की जाती है, और डेटा पोर्ट को 4 केवी पल्स के साथ आपूर्ति की जाती है।
नैनोसेकंड विस्फोट शोर परीक्षण के दौरान, स्विच पूरी तरह कार्यात्मक होना चाहिए।

औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, फिल्टर और केबल से शोर
यदि स्विच बिजली वितरण प्रणालियों या बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के पास स्थापित किया गया है, तो उनमें असंतुलित वोल्टेज प्रेरित हो सकता है। इस तरह के हस्तक्षेप को संचालित विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप कहा जाता है।

संचालित हस्तक्षेप के मुख्य स्रोत हैं:

• डीसी और 50 हर्ट्ज सहित बिजली वितरण प्रणाली;
• बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरण.

हस्तक्षेप के स्रोत के आधार पर, उन्हें दो प्रकारों में विभाजित किया गया है:

• 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ निरंतर वोल्टेज और वोल्टेज। वितरण प्रणालियों में शॉर्ट सर्किट और अन्य गड़बड़ी मौलिक आवृत्ति पर हस्तक्षेप उत्पन्न करती है;
• आवृत्ति बैंड में वोल्टेज 15 हर्ट्ज से 150 किलोहर्ट्ज़ तक। ऐसा हस्तक्षेप आमतौर पर पावर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम द्वारा उत्पन्न होता है।

स्विचों का परीक्षण करने के लिए, बिजली और डेटा पोर्ट को लगातार 30V के आरएमएस वोल्टेज और 300 सेकंड के लिए 1V के आरएमएस वोल्टेज की आपूर्ति की जाती है। ये वोल्टेज मान GOST परीक्षणों की गंभीरता की उच्चतम डिग्री के अनुरूप हैं।

यदि उपकरण कठोर विद्युतचुंबकीय वातावरण में स्थापित किया गया है तो उसे ऐसे प्रभावों का सामना करना होगा। इसकी विशेषता है:

• परीक्षण के तहत उपकरण कम-वोल्टेज विद्युत नेटवर्क और मध्यम-वोल्टेज लाइनों से जुड़े होंगे;
• उपकरण उच्च-वोल्टेज उपकरणों के ग्राउंडिंग सिस्टम से जुड़े होंगे;
• पावर कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है जो ग्राउंडिंग सिस्टम में महत्वपूर्ण धाराओं को इंजेक्ट करते हैं।

ऐसी ही स्थितियाँ स्टेशनों या सबस्टेशनों पर पाई जा सकती हैं।

बैटरी चार्ज करते समय एसी वोल्टेज सुधार
सुधार के बाद, आउटपुट वोल्टेज हमेशा स्पंदित होता है। अर्थात्, वोल्टेज मान अनियमित रूप से या समय-समय पर बदलते रहते हैं।

यदि स्विच डीसी वोल्टेज द्वारा संचालित होते हैं, तो बड़े वोल्टेज तरंग उपकरणों के संचालन को बाधित कर सकते हैं।

एक नियम के रूप में, सभी आधुनिक सिस्टम विशेष एंटी-अलियासिंग फिल्टर का उपयोग करते हैं और तरंग का स्तर अधिक नहीं होता है। लेकिन स्थिति तब बदल जाती है जब बिजली आपूर्ति प्रणाली में बैटरियां स्थापित की जाती हैं। बैटरी चार्ज करते समय तरंग बढ़ जाती है।

इसलिए, इस तरह के हस्तक्षेप की संभावना को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

निष्कर्ष
बेहतर विद्युतचुंबकीय अनुकूलता वाले स्विच आपको कठोर विद्युतचुंबकीय वातावरण में डेटा स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं। लेख की शुरुआत में रासवुमचोर खदान के उदाहरण में, डेटा केबल को एक शक्तिशाली औद्योगिक आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया गया था और 0 से 150 किलोहर्ट्ज़ तक आवृत्ति बैंड में हस्तक्षेप किया गया था। पारंपरिक औद्योगिक स्विच ऐसी परिस्थितियों में डेटा ट्रांसमिशन का सामना नहीं कर सके और पैकेट खो गए।

बेहतर विद्युत चुम्बकीय संगतता वाले स्विच निम्नलिखित हस्तक्षेप के संपर्क में आने पर पूरी तरह से काम कर सकते हैं:

• रेडियो फ्रीक्वेंसी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र;
• औद्योगिक आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्र;
• नैनोसेकंड आवेग शोर;
• उच्च-ऊर्जा माइक्रोसेकंड पल्स शोर;
• रेडियो फ्रीक्वेंसी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से प्रेरित हस्तक्षेप;
• 0 से 150 किलोहर्ट्ज़ तक आवृत्ति रेंज में हस्तक्षेप किया गया;
• डीसी बिजली आपूर्ति वोल्टेज तरंग।

स्रोत: www.habr.com