आम्हाला सुधारित EMC सह औद्योगिक स्विचची आवश्यकता का आहे?

LAN वर पॅकेट का गमावले जाऊ शकतात? तेथे भिन्न पर्याय आहेत: आरक्षण योग्यरित्या कॉन्फिगर केलेले नाही, नेटवर्क लोडचा सामना करू शकत नाही किंवा LAN “वादळ” आहे. परंतु कारण नेहमीच नेटवर्क लेयरमध्ये नसते.

Arktek LLC ने Apatit JSC च्या Rasvumchorrsky खाणीसाठी स्वयंचलित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली आणि व्हिडिओ पाळत ठेवणे प्रणाली बनवली आहे. फिनिक्स संपर्क स्विचेस.

नेटवर्कच्या एका भागात समस्या होत्या. FL SWITCH 3012E-2FX स्विचेस दरम्यान – 2891120 आणि FL स्विच 3006T-2FX – 2891036 संवाद वाहिनी अत्यंत अस्थिर होती.

उपकरणे एका वाहिनीमध्ये 6 kV पॉवर केबलला टाकलेल्या तांब्याच्या केबलने जोडलेली होती. पॉवर केबल एक मजबूत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार करते, ज्यामुळे हस्तक्षेप होतो. पारंपारिक औद्योगिक स्विचेसमध्ये पुरेशी आवाज प्रतिकारशक्ती नसते, त्यामुळे काही डेटा गमावला होता.

जेव्हा FL SWITCH 3012E-2FX स्विचेस दोन्ही टोकांना स्थापित केले होते - 2891120, कनेक्शन स्थिर झाले आहे. हे स्विच IEC 61850-3 चे पालन करतात. इतर गोष्टींबरोबरच, या मानकाचा भाग 3 इलेक्ट्रिकल पॉवर प्लांट आणि सबस्टेशनमध्ये स्थापित केलेल्या उपकरणांसाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपॅटिबिलिटी (EMC) आवश्यकतांचे वर्णन करतो.

सुधारित EMC सह स्विचने चांगले प्रदर्शन का केले?

EMC - सामान्य तरतुदी

हे निष्पन्न झाले की LAN वर डेटा ट्रान्समिशनची स्थिरता केवळ उपकरणांच्या योग्य कॉन्फिगरेशनद्वारे आणि हस्तांतरित केलेल्या डेटाच्या प्रमाणात प्रभावित होत नाही. टाकलेली पॅकेट किंवा तुटलेला स्विच इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपामुळे होऊ शकतो: नेटवर्क उपकरणांजवळ वापरलेला रेडिओ, जवळ घातलेली पॉवर केबल किंवा शॉर्ट सर्किट दरम्यान सर्किट उघडणारा पॉवर स्विच.

रेडिओ, केबल आणि स्विच हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपाचे स्रोत आहेत. वर्धित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपॅटिबिलिटी (EMC) स्विचेस या हस्तक्षेपाच्या संपर्कात असताना सामान्यपणे ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपाचे दोन प्रकार आहेत: प्रेरक आणि आयोजित.

प्रेरक हस्तक्षेप विद्युत चुंबकीय क्षेत्राद्वारे "हवेद्वारे" प्रसारित केला जातो. या हस्तक्षेपाला रेडिएटेड किंवा रेडिएटेड हस्तक्षेप देखील म्हणतात.

आयोजित हस्तक्षेप कंडक्टरद्वारे प्रसारित केला जातो: तारा, ग्राउंड इ.

शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किंवा चुंबकीय क्षेत्राच्या संपर्कात आल्यावर प्रेरक हस्तक्षेप होतो. विद्युत् प्रवाह, विजेचा झटका, पल्स इ. स्विच केल्यामुळे आयोजित हस्तक्षेप होऊ शकतो.

स्विचेस, सर्व उपकरणांप्रमाणे, प्रेरक आणि चालवलेल्या दोन्ही आवाजाने प्रभावित होऊ शकतात.

चला औद्योगिक सुविधेतील हस्तक्षेपाचे वेगवेगळे स्त्रोत आणि ते कोणत्या प्रकारचे हस्तक्षेप करतात ते पाहू.

हस्तक्षेपाचे स्रोत

रेडिओ-उत्सर्जक उपकरणे (वॉकी-टॉकीज, मोबाईल फोन, वेल्डिंग उपकरणे, इंडक्शन फर्नेस इ.)
कोणतेही उपकरण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड उत्सर्जित करते. हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड प्रेरक आणि प्रवाहकीय दोन्ही उपकरणांवर परिणाम करते.

जर फील्ड पुरेसे मजबूत असेल तर ते कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाह तयार करू शकते, ज्यामुळे सिग्नल ट्रान्समिशन प्रक्रियेत व्यत्यय येईल. खूप मजबूत हस्तक्षेप उपकरणे बंद होऊ शकते. अशा प्रकारे, एक प्रेरक प्रभाव दिसून येतो.

ऑपरेटिंग कर्मचारी आणि सुरक्षा सेवा एकमेकांशी संवाद साधण्यासाठी मोबाईल फोन आणि वॉकी-टॉकी वापरतात. स्टेशनरी रेडिओ आणि टेलिव्हिजन ट्रान्समीटर सुविधांवर कार्य करतात; मोबाइल इंस्टॉलेशन्सवर ब्लूटूथ आणि वायफाय डिव्हाइस स्थापित केले जातात.

ही सर्व उपकरणे शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड जनरेटर आहेत. म्हणून, औद्योगिक वातावरणात सामान्यपणे ऑपरेट करण्यासाठी, स्विचेस इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप सहन करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वातावरण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या सामर्थ्याने निर्धारित केले जाते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या प्रेरक प्रभावांना प्रतिकार करण्यासाठी स्विचची चाचणी करताना, स्विचवर 10 V/m फील्ड प्रेरित केले जाते. या प्रकरणात, स्विच पूर्णपणे कार्यशील असणे आवश्यक आहे.

स्विचमधील कोणतेही कंडक्टर, तसेच कोणत्याही केबल्स, निष्क्रिय प्राप्त करणारे अँटेना आहेत. रेडिओ-उत्सर्जक उपकरणांमुळे 150 Hz ते 80 MHz वारंवारता श्रेणीमध्ये विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप होऊ शकतो. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड या कंडक्टरमध्ये व्होल्टेज प्रेरित करते. या व्होल्टेजमुळे विद्युत प्रवाह निर्माण होतात, ज्यामुळे स्विचमध्ये आवाज निर्माण होतो.

आयोजित केलेल्या EMI प्रतिकारशक्तीसाठी स्विचची चाचणी घेण्यासाठी, डेटा पोर्ट आणि पॉवर पोर्टवर व्होल्टेज लागू केले जाते. GOST R 51317.4.6-99 इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनच्या उच्च पातळीसाठी 10 V चे व्होल्टेज मूल्य सेट करते. या प्रकरणात, स्विच पूर्णपणे कार्यशील असणे आवश्यक आहे.

पॉवर केबल्स, पॉवर लाइन्स, ग्राउंडिंग सर्किट्समध्ये वर्तमान
पॉवर केबल्स, पॉवर लाईन्स आणि ग्राउंडिंग सर्किट्समधील विद्युत् प्रवाह औद्योगिक वारंवारता (50 Hz) चे चुंबकीय क्षेत्र तयार करते. चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रदर्शनामुळे बंद कंडक्टरमध्ये विद्युतप्रवाह निर्माण होतो, जो हस्तक्षेप आहे.

पॉवर फ्रिक्वेंसी चुंबकीय क्षेत्र यात विभागलेले आहे:

• सामान्य ऑपरेटिंग परिस्थितीत प्रवाहांमुळे होणारे स्थिर आणि तुलनेने कमी तीव्रतेचे चुंबकीय क्षेत्र;
• आणीबाणीच्या परिस्थितीत करंट्समुळे उद्भवणारे तुलनेने उच्च तीव्रतेचे चुंबकीय क्षेत्र, डिव्हाइसेस ट्रिगर होईपर्यंत थोड्या काळासाठी कार्य करते.

पॉवर-फ्रिक्वेंसी मॅग्नेटिक फील्डच्या एक्सपोजरच्या स्थिरतेसाठी स्विचची चाचणी करताना, त्यावर 100 A/m फील्ड दीर्घ कालावधीसाठी आणि 1000 s कालावधीसाठी 3 A/m लागू केले जाते. चाचणी केल्यावर, स्विच पूर्णपणे कार्यशील असले पाहिजेत.

तुलनेसाठी, पारंपारिक घरगुती मायक्रोवेव्ह ओव्हन 10 A/m पर्यंत चुंबकीय क्षेत्र शक्ती निर्माण करते.

विजेचा झटका, इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमधील आपत्कालीन परिस्थिती
लाइटनिंग स्ट्राइकमुळे नेटवर्क उपकरणांमध्ये हस्तक्षेप देखील होतो. ते फार काळ टिकत नाहीत, परंतु त्यांची विशालता अनेक हजार व्होल्टपर्यंत पोहोचू शकते. अशा हस्तक्षेपाला स्पंदित म्हणतात.

पल्स नॉइज स्विचचे पॉवर पोर्ट आणि डेटा पोर्ट या दोन्हीवर लागू केले जाऊ शकतात. उच्च ओव्हरव्होल्टेज मूल्यांमुळे, ते दोन्ही उपकरणांच्या कार्यामध्ये व्यत्यय आणू शकतात आणि ते पूर्णपणे बर्न करू शकतात.

लाइटनिंग स्ट्राइक हा आवेग आवाजाचा एक विशेष मामला आहे. हे उच्च-ऊर्जा मायक्रोसेकंद पल्स आवाज म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते.

लाइटनिंग स्ट्राइक वेगवेगळ्या प्रकारचे असू शकते: बाह्य व्होल्टेज सर्किटला विजेचा झटका, अप्रत्यक्ष स्ट्राइक, जमिनीवर स्ट्राइक.

जेव्हा वीज बाह्य व्होल्टेज सर्किटवर आदळते तेव्हा बाह्य सर्किट आणि ग्राउंडिंग सर्किटमधून मोठ्या डिस्चार्ज करंटच्या प्रवाहामुळे हस्तक्षेप होतो.

अप्रत्यक्ष विजांचा झटका म्हणजे ढगांमधील विजेचा स्त्राव मानला जातो. अशा प्रभावांदरम्यान, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार होतात. ते विद्युत प्रणालीच्या कंडक्टरमध्ये व्होल्टेज किंवा प्रवाह प्रेरित करतात. यामुळे हस्तक्षेप होतो.

जेव्हा वीज जमिनीवर पडते तेव्हा जमिनीतून विद्युत प्रवाह वाहत असतो. हे वाहन ग्राउंडिंग सिस्टममध्ये संभाव्य फरक निर्माण करू शकते.

कॅपेसिटर बँक्स स्विच करून तंतोतंत समान हस्तक्षेप तयार केला जातो. अशी स्विचिंग ही एक स्विचिंग क्षणिक प्रक्रिया आहे. सर्व स्विचिंग ट्रान्सियंट्समुळे उच्च-ऊर्जा मायक्रोसेकंद आवेग आवाज होतो.

जेव्हा संरक्षणात्मक उपकरणे चालतात तेव्हा व्होल्टेज किंवा विद्युत् प्रवाहातील जलद बदलांमुळे अंतर्गत सर्किट्समध्ये मायक्रोसेकंद पल्स आवाज देखील होऊ शकतो.

नाडीच्या आवाजाच्या प्रतिकारासाठी स्विचची चाचणी घेण्यासाठी, विशेष चाचणी पल्स जनरेटर वापरले जातात. उदाहरणार्थ, UCS 500N5. हे जनरेटर चाचणी अंतर्गत स्विच पोर्ट्सना विविध पॅरामीटर्सच्या डाळींचा पुरवठा करते. पल्स पॅरामीटर्स केलेल्या चाचण्यांवर अवलंबून असतात. ते पल्स आकार, आउटपुट प्रतिरोध, व्होल्टेज आणि एक्सपोजर वेळेत भिन्न असू शकतात.

मायक्रोसेकंद पल्स नॉइज इम्युनिटी चाचण्यांदरम्यान, पॉवर पोर्टवर 2 kV डाळी लावल्या जातात. डेटा पोर्टसाठी - 4 kV. या चाचणी दरम्यान, असे गृहीत धरले जाते की ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय येऊ शकतो, परंतु हस्तक्षेप अदृश्य झाल्यानंतर, ते स्वतःच पुनर्प्राप्त होईल.

रिऍक्टिव्ह लोड्सचे स्विचिंग, रिले कॉन्टॅक्ट्सचे “बाऊंसिंग”, ऑल्टरनेटिंग करंट दुरुस्त करताना स्विचिंग
इलेक्ट्रिकल सिस्टममध्ये विविध स्विचिंग प्रक्रिया होऊ शकतात: प्रेरक भारांचे व्यत्यय, रिले संपर्क उघडणे इ.

अशा स्विचिंग प्रक्रिया देखील आवेग आवाज निर्माण करतात. त्यांचा कालावधी एक नॅनोसेकंद ते एक मायक्रोसेकंद इतका असतो. अशा आवेग आवाजाला नॅनोसेकंद आवेग आवाज म्हणतात.

चाचण्या पार पाडण्यासाठी, नॅनोसेकंद डाळींचे फट स्विचेस पाठवले जातात. पॉवर पोर्ट आणि डेटा पोर्टला डाळींचा पुरवठा केला जातो.

पॉवर पोर्ट्सना 2 kV डाळी पुरवल्या जातात, आणि डेटा पोर्ट 4 kV डाळींसह पुरवल्या जातात.
नॅनोसेकंद स्फोट आवाज चाचणी दरम्यान, स्विच पूर्णपणे कार्यशील असणे आवश्यक आहे.

औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, फिल्टर आणि केबल्समधून आवाज
वीज वितरण प्रणाली किंवा पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांजवळ स्विच स्थापित केले असल्यास, त्यात असंतुलित व्होल्टेज येऊ शकतात. अशा हस्तक्षेपाला आयोजित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप म्हणतात.

आयोजित हस्तक्षेपाचे मुख्य स्त्रोत आहेत:

• DC आणि 50 Hz सह वीज वितरण प्रणाली;
• पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे.

हस्तक्षेपाच्या स्त्रोतावर अवलंबून, ते दोन प्रकारांमध्ये विभागले गेले आहेत:

• 50 Hz च्या वारंवारतेसह स्थिर व्होल्टेज आणि व्होल्टेज. वितरण प्रणालीतील शॉर्ट सर्किट्स आणि इतर अडथळे मूलभूत वारंवारतेमध्ये हस्तक्षेप निर्माण करतात;
• फ्रिक्वेन्सी बँडमधील व्होल्टेज 15 Hz ते 150 kHz पर्यंत. असा हस्तक्षेप सामान्यतः पॉवर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टमद्वारे निर्माण केला जातो.

स्विचेसची चाचणी घेण्यासाठी, पॉवर आणि डेटा पोर्ट्सना 30V चे rms व्होल्टेज सतत आणि 300 s साठी 1V चे rms व्होल्टेज दिले जाते. ही व्होल्टेज मूल्ये GOST चाचण्यांच्या तीव्रतेच्या सर्वोच्च डिग्रीशी संबंधित आहेत.

उपकरणे कठोर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वातावरणात स्थापित केली असल्यास अशा प्रभावांना तोंड देणे आवश्यक आहे. हे द्वारे दर्शविले जाते:

• चाचणी अंतर्गत उपकरणे कमी-व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल नेटवर्क आणि मध्यम-व्होल्टेज लाईन्सशी जोडली जातील;
• उच्च-व्होल्टेज उपकरणांच्या ग्राउंडिंग सिस्टमशी उपकरणे जोडली जातील;
• पॉवर कन्व्हर्टर्स वापरले जातात जे ग्राउंडिंग सिस्टममध्ये महत्त्वपूर्ण प्रवाह इंजेक्ट करतात.

स्टेशन्स किंवा सबस्टेशन्सवर तत्सम परिस्थिती आढळू शकते.

बॅटरी चार्ज करताना एसी व्होल्टेज सुधारणे
दुरुस्त केल्यानंतर, आउटपुट व्होल्टेज नेहमी स्पंदन करतो. म्हणजेच, व्होल्टेज मूल्ये यादृच्छिकपणे किंवा वेळोवेळी बदलतात.

जर स्विचेस डीसी व्होल्टेजद्वारे समर्थित असतील, तर मोठ्या व्होल्टेज रिपल्स डिव्हाइसेसच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणू शकतात.

नियमानुसार, सर्व आधुनिक प्रणाली विशेष अँटी-अलायझिंग फिल्टर वापरतात आणि रिपलची पातळी जास्त नसते. परंतु जेव्हा वीज पुरवठा प्रणालीमध्ये बॅटरी स्थापित केल्या जातात तेव्हा परिस्थिती बदलते. बॅटरी चार्ज करताना, तरंग वाढते.

म्हणून, अशा हस्तक्षेपाची शक्यता देखील लक्षात घेतली पाहिजे.

निष्कर्ष
सुधारित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगततेसह स्विचेस तुम्हाला कठोर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वातावरणात डेटा हस्तांतरित करण्याची परवानगी देतात. लेखाच्या सुरुवातीला रासवुमचोर खाणीच्या उदाहरणामध्ये, डेटा केबल शक्तिशाली औद्योगिक वारंवारता चुंबकीय क्षेत्राच्या संपर्कात आली आणि 0 ते 150 kHz पर्यंत वारंवारता बँडमध्ये हस्तक्षेप केला. पारंपारिक औद्योगिक स्विचेस अशा परिस्थितीत डेटा ट्रान्समिशनचा सामना करू शकले नाहीत आणि पॅकेट गमावले.

सुधारित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगततेसह स्विचेस खालील हस्तक्षेपाच्या संपर्कात आल्यावर पूर्णपणे ऑपरेट करू शकतात:

• रेडिओ वारंवारता इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड;
• औद्योगिक वारंवारता चुंबकीय क्षेत्र;
• नॅनोसेकंद आवेग आवाज;
• उच्च-ऊर्जा मायक्रोसेकंद पल्स आवाज;
• रेडिओ फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डद्वारे प्रेरित हस्तक्षेप;
• 0 ते 150 kHz पर्यंत वारंवारता श्रेणीमध्ये हस्तक्षेप केला;
• डीसी पॉवर सप्लाय व्होल्टेज रिपल.

स्त्रोत: www.habr.com