Pse paketat mund të humbasin në një LAN? Ekzistojnë opsione të ndryshme: rezervimi është konfiguruar gabimisht, rrjeti nuk mund të përballojë ngarkesën ose LAN-i është "i stuhishëm". Por arsyeja nuk qëndron gjithmonë në shtresën e rrjetit.
Kompania Arktek LLC bëri sisteme të automatizuara të kontrollit të procesit dhe sisteme të mbikqyrjes video për minierën Rasvumchorrsky të Apatit SHA bazuar në .
Ka pasur probleme në një pjesë të rrjetit. Midis çelsave FL SWITCH 3012E-2FX - dhe FL SWITCH 3006T-2FX - kanali i komunikimit ishte jashtëzakonisht i paqëndrueshëm.
Pajisjet u lidhën me një kabllo bakri të vendosur në një kanal me një kabllo energjie 6 kV. Kablloja e energjisë krijon një fushë të fortë elektromagnetike, e cila shkakton ndërhyrje. Ndërprerësit industrialë konvencionalë nuk kanë imunitet të mjaftueshëm ndaj zhurmës, kështu që disa të dhëna humbën.
Kur çelsat FL SWITCH 3012E-2FX u instaluan në të dy skajet - , lidhja është stabilizuar. Këta çelësa përputhen me IEC 61850-3. Ndër të tjera, Pjesa 3 e këtij standardi përshkruan kërkesat e përputhshmërisë elektromagnetike (EMC) për pajisjet që instalohen në termocentrale dhe nënstacione elektrike.
Pse çelsat me EMC të përmirësuar performuan më mirë?
EMC - dispozita të përgjithshme
Rezulton se stabiliteti i transmetimit të të dhënave në një LAN ndikohet jo vetëm nga konfigurimi i saktë i pajisjeve dhe sasia e të dhënave të transferuara. Paketat e rëna ose një ndërprerës i prishur mund të shkaktohen nga ndërhyrja elektromagnetike: një radio që përdorej pranë pajisjeve të rrjetit, një kabllo energjie e vendosur aty pranë ose një ndërprerës energjie që hapi qarkun gjatë një qarku të shkurtër.
Radioja, kablloja dhe çelësi janë burime të ndërhyrjeve elektromagnetike. Çelësat e përputhshmërisë elektromagnetike të përmirësuar (EMC) janë krijuar për të funksionuar normalisht kur ekspozohen ndaj kësaj ndërhyrje.
Ekzistojnë dy lloje të interferencave elektromagnetike: induktive dhe të përçuara.
Ndërhyrja induktive transmetohet përmes fushës elektromagnetike "nëpërmjet ajrit". Kjo ndërhyrje quhet edhe interferencë e rrezatuar ose e rrezatuar.
Ndërhyrja e kryer transmetohet përmes përçuesve: tela, tokë, etj.
Ndërhyrja induktive ndodh kur ekspozohet ndaj një fushe të fuqishme elektromagnetike ose magnetike. Ndërhyrja e kryer mund të shkaktohet nga ndërrimi i qarqeve të rrymës, goditjet e rrufesë, impulset, etj.
Ndërprerësit, si të gjitha pajisjet, mund të ndikohen nga zhurma induktive dhe e përcjellur.
Le të shohim burimet e ndryshme të ndërhyrjes në një objekt industrial dhe çfarë lloj ndërhyrjesh krijojnë ato.
Burimet e ndërhyrjeve
Pajisjet që lëshojnë radio (walkie-talkie, telefonat celularë, pajisjet e saldimit, furrat me induksion, etj.)
Çdo pajisje lëshon një fushë elektromagnetike. Kjo fushë elektromagnetike ndikon në pajisjet si në mënyrë induktive dhe përçuese.
Nëse fusha gjenerohet mjaft e fortë, ajo mund të krijojë një rrymë në përcjellës, e cila do të prishë procesin e transmetimit të sinjalit. Ndërhyrje shumë e fortë mund të çojë në mbylljen e pajisjeve. Kështu, shfaqet një efekt induktiv.
Personeli operativ dhe shërbimet e sigurisë përdorin telefona celularë dhe telekomandë për të komunikuar me njëri-tjetrin. Transmetuesit e palëvizshëm të radios dhe televizionit funksionojnë në objekte; pajisjet Bluetooth dhe WiFi janë instaluar në instalimet celulare.
Të gjitha këto pajisje janë gjeneratorë të fuqishëm të fushës elektromagnetike. Prandaj, për të funksionuar normalisht në mjedise industriale, çelsat duhet të jenë në gjendje të tolerojnë ndërhyrje elektromagnetike.
Mjedisi elektromagnetik përcaktohet nga forca e fushës elektromagnetike.
Kur testoni një ndërprerës për rezistencë ndaj efekteve induktive të fushave elektromagnetike, një fushë prej 10 V/m induktohet në çelës. Në këtë rast, çelësi duhet të jetë plotësisht funksional.
Çdo përcjellës brenda çelësit, si dhe çdo kabllo, janë antena pritëse pasive. Pajisjet që lëshojnë radio mund të shkaktojnë interferencë elektromagnetike të kryera në diapazonin e frekuencës 150 Hz deri në 80 MHz. Fusha elektromagnetike shkakton tension në këta përcjellës. Këto tensione nga ana tjetër shkaktojnë rryma, të cilat krijojnë zhurmë në ndërprerës.
Për të testuar çelësin për imunitetin EMI të kryer, voltazhi aplikohet në portat e të dhënave dhe portat e energjisë. GOST R 51317.4.6-99 vendos një vlerë të tensionit prej 10 V për një nivel të lartë të rrezatimit elektromagnetik. Në këtë rast, çelësi duhet të jetë plotësisht funksional.
Rryma në kabllot e energjisë, linjat e energjisë, qarqet e tokëzimit
Rryma në kabllot e energjisë, linjat e energjisë dhe qarqet e tokëzimit krijon një fushë magnetike të frekuencës industriale (50 Hz). Ekspozimi ndaj një fushe magnetike krijon një rrymë në një përcjellës të mbyllur, që është ndërhyrje.
Fusha magnetike e frekuencës së fuqisë ndahet në:
- fushë magnetike me intensitet konstant dhe relativisht të ulët të shkaktuar nga rrymat në kushte normale funksionimi;
- një fushë magnetike me intensitet relativisht të lartë të shkaktuar nga rrymat në kushte emergjence, që vepron për një kohë të shkurtër derisa pajisjet të aktivizohen.
Kur testoni çelsat për qëndrueshmërinë e ekspozimit ndaj një fushe magnetike me frekuencë të energjisë, një fushë prej 100 A/m aplikohet në të për një periudhë të gjatë dhe 1000 A/m për një periudhë prej 3 s. Kur testohen, çelsat duhet të jenë plotësisht funksionale.
Për krahasim, një furrë me mikrovalë shtëpiake konvencionale krijon një forcë të fushës magnetike deri në 10 A/m.
Rrufeja, gjendje emergjente në rrjetet elektrike
Goditjet e rrufesë shkaktojnë gjithashtu ndërhyrje në pajisjet e rrjetit. Ata nuk zgjasin shumë, por madhësia e tyre mund të arrijë disa mijëra volt. Një ndërhyrje e tillë quhet pulsuese.
Zhurma e pulsit mund të aplikohet si në portat e energjisë ashtu edhe në portat e të dhënave të çelësit. Për shkak të vlerave të larta të mbitensionit, ato mund të prishin funksionimin e pajisjes dhe ta djegin plotësisht atë.
Një goditje rrufeje është një rast i veçantë i zhurmës së impulsit. Mund të klasifikohet si zhurmë pulsi mikrosekondi me energji të lartë.
Një goditje rrufeje mund të jetë e llojeve të ndryshme: një goditje rrufeje në një qark të tensionit të jashtëm, një goditje indirekte, një goditje në tokë.
Kur rrufeja godet një qark të tensionit të jashtëm, ndërhyrja ndodh për shkak të rrjedhës së një rryme të madhe shkarkimi përmes qarkut të jashtëm dhe qarkut të tokëzimit.
Një goditje indirekte rrufeje konsiderohet të jetë një shkarkesë rrufeje midis reve. Gjatë goditjeve të tilla krijohen fusha elektromagnetike. Ato nxisin tensione ose rryma në përçuesit e sistemit elektrik. Kjo është ajo që shkakton ndërhyrje.
Kur rrufeja godet tokën, rryma rrjedh nëpër tokë. Mund të krijojë një ndryshim të mundshëm në sistemin e tokëzimit të automjetit.
Saktësisht e njëjta ndërhyrje krijohet nga ndërrimi i bankave të kondensatorëve. Një ndërrim i tillë është një proces kalimtar komutues. Të gjitha kalimet e ndërrimit shkaktojnë zhurmë impulse mikrosekonde me energji të lartë.
Ndryshimet e shpejta në tension ose rrymë kur pajisjet mbrojtëse funksionojnë mund të rezultojnë gjithashtu në zhurmë pulsi mikrosekondë në qarqet e brendshme.
Për të testuar ndërprerësin për rezistencën ndaj zhurmës së pulsit, përdoren gjeneratorë të veçantë të testimit të impulsit. Për shembull, UCS 500N5. Ky gjenerator furnizon pulse të parametrave të ndryshëm në portat e kalimit në provë. Parametrat e pulsit varen nga testet e kryera. Ato mund të ndryshojnë në formën e pulsit, rezistencën e daljes, tensionin dhe kohën e ekspozimit.
Gjatë testeve të imunitetit të zhurmës së pulsit mikrosekondë, impulse 2 kV aplikohen në portat e energjisë. Për portat e të dhënave - 4 kV. Gjatë këtij testi, supozohet se operacioni mund të ndërpritet, por pasi ndërhyrja të zhduket, ai do të shërohet vetë.
Ndërrimi i ngarkesave reaktive, "kërcimi" i kontakteve të stafetës, ndërrimi gjatë korrigjimit të rrymës alternative
Në një sistem elektrik mund të ndodhin procese të ndryshme komutimi: ndërprerje të ngarkesave induktive, hapje të kontakteve të releit, etj.
Procese të tilla ndërrimi gjithashtu krijojnë zhurmë impulse. Kohëzgjatja e tyre varion nga një nanosekondë në një mikrosekondë. Zhurma e tillë impulse quhet zhurmë impulse nanosekonda.
Për të kryer teste, shpërthimet e pulseve nanosekonda dërgohen te çelësat. Pulset furnizohen në portat e energjisë dhe portat e të dhënave.
Portat e energjisë furnizohen me impulse 2 kV dhe portat e të dhënave furnizohen me impulse 4 kV.
Gjatë testimit të zhurmës së shpërthimit nanosekonda, çelësat duhet të jenë plotësisht funksionalë.
Zhurma nga pajisjet elektronike industriale, filtrat dhe kabllot
Nëse çelësi është i instaluar pranë sistemeve të shpërndarjes së energjisë ose pajisjeve elektronike të energjisë, mund të shkaktohen tensione të pabalancuara në to. Një ndërhyrje e tillë quhet ndërhyrje elektromagnetike e kryer.
Burimet kryesore të ndërhyrjes së kryer janë:
- sistemet e shpërndarjes së energjisë, duke përfshirë DC dhe 50 Hz;
- pajisje elektronike të fuqisë.
Në varësi të burimit të ndërhyrjes, ato ndahen në dy lloje:
- tension konstant dhe tension me frekuencë 50 Hz. Qarqet e shkurtra dhe shqetësimet e tjera në sistemet e shpërndarjes gjenerojnë interferenca në frekuencën themelore;
- tension në brezin e frekuencës nga 15 Hz në 150 kHz. Një ndërhyrje e tillë zakonisht krijohet nga sistemet elektronike të energjisë.
Për të testuar çelsat, portat e energjisë dhe të të dhënave furnizohen me një tension rms prej 30 V vazhdimisht dhe një tension rms prej 300 V për 1 s. Këto vlera të tensionit korrespondojnë me shkallën më të lartë të ashpërsisë së testeve GOST.
Pajisja duhet t'i rezistojë ndikimeve të tilla nëse instalohet në një mjedis të ashpër elektromagnetik. Ajo karakterizohet nga:
- pajisjet në provë do të lidhen me rrjetet elektrike të tensionit të ulët dhe linjat e tensionit të mesëm;
- pajisjet do të lidhen me sistemin e tokëzimit të pajisjeve të tensionit të lartë;
- Përdoren konvertuesit e fuqisë që injektojnë rryma të konsiderueshme në sistemin e tokëzimit.
Kushte të ngjashme mund të gjenden në stacione ose nënstacione.
Korrigjimi i tensionit AC gjatë karikimit të baterive
Pas korrigjimit, voltazhi i daljes gjithmonë pulson. Kjo do të thotë, vlerat e tensionit ndryshojnë rastësisht ose periodikisht.
Nëse çelsat mundësohen nga tensioni DC, valëzime të mëdha të tensionit mund të prishin funksionimin e pajisjeve.
Si rregull, të gjitha sistemet moderne përdorin filtra të veçantë anti-aliasing dhe niveli i valëzimit nuk është i lartë. Por situata ndryshon kur bateritë janë instaluar në sistemin e furnizimit me energji elektrike. Kur ngarkoni bateritë, valëzimi rritet.
Prandaj, duhet të merret parasysh edhe mundësia e një ndërhyrjeje të tillë.
Përfundim
Çelësat me përputhshmëri të përmirësuar elektromagnetike ju lejojnë të transferoni të dhëna në mjedise të ashpra elektromagnetike. Në shembullin e minierës Rasvumchorr në fillim të artikullit, kablloja e të dhënave u ekspozua ndaj një fushe të fuqishme magnetike të frekuencës industriale dhe kryente ndërhyrje në brezin e frekuencës nga 0 në 150 kHz. Ndërprerësit industrialë konvencionalë nuk mund të përballonin transmetimin e të dhënave në kushte të tilla dhe paketat humbën.
Ndërprerësit me përputhshmëri elektromagnetike të përmirësuar mund të funksionojnë plotësisht kur ekspozohen ndaj ndërhyrjeve të mëposhtme:
- fushat elektromagnetike të radiofrekuencës;
- fusha magnetike me frekuencë industriale;
- zhurma e impulsit nanosekonda;
- zhurmë pulsi mikrosekondi me energji të lartë;
- interferenca e kryer e shkaktuar nga fusha elektromagnetike e radiofrekuencës;
- ndërhyrje e kryer në diapazonin e frekuencës nga 0 në 150 kHz;
- Grumbullim i tensionit të furnizimit me energji DC.
Burimi: www.habr.com