మెరుగైన EMCతో మనకు పారిశ్రామిక స్విచ్‌లు ఎందుకు అవసరం?

LANలో ప్యాకెట్లు ఎందుకు పోతాయి? విభిన్న ఎంపికలు ఉన్నాయి: రిజర్వేషన్ తప్పుగా కాన్ఫిగర్ చేయబడింది, నెట్‌వర్క్ లోడ్‌తో భరించలేదు లేదా LAN "తుఫాను". కానీ కారణం ఎల్లప్పుడూ నెట్వర్క్ పొరలో ఉండదు.

Arktek LLC అనే సంస్థ Apatit JSC యొక్క రస్వమ్‌చోర్‌స్కీ గని కోసం ఆటోమేటెడ్ ప్రాసెస్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ మరియు వీడియో సర్వైలెన్స్ సిస్టమ్‌లను తయారు చేసింది ఫీనిక్స్ కాంటాక్ట్ స్విచ్‌లు.

నెట్‌వర్క్‌లోని ఒక భాగంలో సమస్యలు ఉన్నాయి. FL SWITCH 3012E-2FX స్విచ్‌ల మధ్య – 2891120 మరియు FL స్విచ్ 3006T-2FX – 2891036 కమ్యూనికేషన్ ఛానల్ చాలా అస్థిరంగా ఉంది.

పరికరాలు 6 kV పవర్ కేబుల్‌కు ఒక ఛానెల్‌లో వేయబడిన రాగి కేబుల్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. పవర్ కేబుల్ ఒక బలమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఇది జోక్యాన్ని కలిగిస్తుంది. సాంప్రదాయిక పారిశ్రామిక స్విచ్‌లకు తగినంత శబ్దం రోగనిరోధక శక్తి లేదు, కాబట్టి కొంత డేటా పోయింది.

FL SWITCH 3012E-2FX స్విచ్‌లు రెండు చివర్లలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడినప్పుడు – 2891120, కనెక్షన్ స్థిరీకరించబడింది. ఈ స్విచ్‌లు IEC 61850-3కి అనుగుణంగా ఉంటాయి. ఇతర విషయాలతోపాటు, ఈ ప్రమాణంలోని పార్ట్ 3 ఎలక్ట్రికల్ పవర్ ప్లాంట్లు మరియు సబ్‌స్టేషన్లలో వ్యవస్థాపించబడిన పరికరాల కోసం విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత (EMC) అవసరాలను వివరిస్తుంది.

మెరుగైన EMCతో స్విచ్‌లు ఎందుకు మెరుగ్గా పని చేశాయి?

EMC - సాధారణ నిబంధనలు

LANలో డేటా ట్రాన్స్మిషన్ యొక్క స్థిరత్వం పరికరాల యొక్క సరైన కాన్ఫిగరేషన్ మరియు బదిలీ చేయబడిన డేటా మొత్తం ద్వారా మాత్రమే ప్రభావితమవుతుందని ఇది మారుతుంది. పడిపోయిన ప్యాకెట్లు లేదా విరిగిన స్విచ్ విద్యుదయస్కాంత జోక్యం వల్ల సంభవించవచ్చు: నెట్‌వర్క్ పరికరాల దగ్గర ఉపయోగించిన రేడియో, సమీపంలోని విద్యుత్ కేబుల్ లేదా షార్ట్ సర్క్యూట్ సమయంలో సర్క్యూట్‌ను తెరిచిన పవర్ స్విచ్.

రేడియో, కేబుల్ మరియు స్విచ్ విద్యుదయస్కాంత జోక్యానికి మూలాలు. మెరుగైన విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత (EMC) స్విచ్‌లు ఈ జోక్యానికి గురైనప్పుడు సాధారణంగా పనిచేసేలా రూపొందించబడ్డాయి.

విద్యుదయస్కాంత జోక్యం రెండు రకాలు: ప్రేరక మరియు నిర్వహించిన.

ప్రేరక జోక్యం "గాలి ద్వారా" విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది. ఈ జోక్యాన్ని రేడియేటెడ్ లేదా రేడియేటెడ్ జోక్యం అని కూడా అంటారు.

నిర్వహించిన జోక్యం కండక్టర్ల ద్వారా ప్రసారం చేయబడుతుంది: వైర్లు, గ్రౌండ్, మొదలైనవి.

శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంత లేదా అయస్కాంత క్షేత్రానికి గురైనప్పుడు ప్రేరక జోక్యం ఏర్పడుతుంది. కరెంట్ సర్క్యూట్‌లను మార్చడం, మెరుపు దాడులు, పప్పులు మొదలైనవాటిని మార్చడం ద్వారా నిర్వహించిన జోక్యం ఏర్పడుతుంది.

స్విచ్‌లు, అన్ని పరికరాల వలె, ప్రేరక మరియు నిర్వహించిన శబ్దం రెండింటి ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి.

పారిశ్రామిక సదుపాయంలో జోక్యం చేసుకునే వివిధ మూలాలను చూద్దాం మరియు అవి ఎలాంటి జోక్యాన్ని సృష్టిస్తాయో చూద్దాం.

జోక్యం యొక్క మూలాలు

రేడియో-ఉద్గార పరికరాలు (వాకీ-టాకీలు, మొబైల్ ఫోన్‌లు, వెల్డింగ్ పరికరాలు, ఇండక్షన్ ఫర్నేసులు మొదలైనవి)
ఏదైనా పరికరం విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని విడుదల చేస్తుంది. ఈ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం పరికరాలను ప్రేరకంగా మరియు వాహకంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఫీల్డ్ తగినంత బలంగా ఉత్పత్తి చేయబడితే, అది కండక్టర్‌లో కరెంట్‌ను సృష్టించగలదు, ఇది సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిషన్ ప్రక్రియకు అంతరాయం కలిగిస్తుంది. చాలా బలమైన జోక్యం పరికరాలు షట్డౌన్కు దారి తీస్తుంది. అందువలన, ఒక ప్రేరక ప్రభావం కనిపిస్తుంది.

ఆపరేటింగ్ సిబ్బంది మరియు భద్రతా సేవలు పరస్పరం సంభాషించడానికి మొబైల్ ఫోన్‌లు మరియు వాకీ-టాకీలను ఉపయోగిస్తాయి. స్టేషనరీ రేడియో మరియు టెలివిజన్ ట్రాన్స్‌మిటర్లు సౌకర్యాల వద్ద పనిచేస్తాయి; బ్లూటూత్ మరియు వైఫై పరికరాలు మొబైల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడ్డాయి.

ఈ పరికరాలన్నీ శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్ర జనరేటర్లు. అందువల్ల, పారిశ్రామిక పరిసరాలలో సాధారణంగా పనిచేయడానికి, స్విచ్‌లు తప్పనిసరిగా విద్యుదయస్కాంత జోక్యాన్ని తట్టుకోగలగాలి.

విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం ద్వారా విద్యుదయస్కాంత వాతావరణం నిర్ణయించబడుతుంది.

విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల యొక్క ప్రేరక ప్రభావాలకు ప్రతిఘటన కోసం ఒక స్విచ్‌ను పరీక్షించేటప్పుడు, స్విచ్‌లో 10 V / m క్షేత్రం ప్రేరేపించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, స్విచ్ పూర్తిగా పనిచేయాలి.

స్విచ్ లోపల ఏదైనా కండక్టర్లు, అలాగే ఏదైనా కేబుల్స్, యాంటెన్నాలు నిష్క్రియంగా ఉంటాయి. రేడియో-ఉద్గార పరికరాలు ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో 150 Hz నుండి 80 MHz వరకు నిర్వహించిన విద్యుదయస్కాంత జోక్యానికి కారణం కావచ్చు. విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం ఈ కండక్టర్లలో వోల్టేజీని ప్రేరేపిస్తుంది. ఈ వోల్టేజీలు ప్రవాహాలకు కారణమవుతాయి, ఇవి స్విచ్‌లో శబ్దాన్ని సృష్టిస్తాయి.

నిర్వహించిన EMI రోగనిరోధక శక్తి కోసం స్విచ్‌ని పరీక్షించడానికి, డేటా పోర్ట్‌లు మరియు పవర్ పోర్ట్‌లకు వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. GOST R 51317.4.6-99 అధిక స్థాయి విద్యుదయస్కాంత వికిరణం కోసం 10 V యొక్క వోల్టేజ్ విలువను సెట్ చేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, స్విచ్ పూర్తిగా పనిచేయాలి.

పవర్ కేబుల్స్, పవర్ లైన్లు, గ్రౌండింగ్ సర్క్యూట్లలో కరెంట్
పవర్ కేబుల్స్, పవర్ లైన్లు మరియు గ్రౌండింగ్ సర్క్యూట్‌లలోని కరెంట్ పారిశ్రామిక ఫ్రీక్వెన్సీ (50 Hz) యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రానికి బహిర్గతం ఒక క్లోజ్డ్ కండక్టర్‌లో ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తుంది, ఇది జోక్యం.

పవర్ ఫ్రీక్వెన్సీ అయస్కాంత క్షేత్రం విభజించబడింది:

  • సాధారణ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల్లో ప్రవాహాల వల్ల స్థిరమైన మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ తీవ్రత యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం;
  • అత్యవసర పరిస్థితుల్లో ప్రవాహాల వల్ల సాపేక్షంగా అధిక తీవ్రత కలిగిన అయస్కాంత క్షేత్రం, పరికరాలు ప్రేరేపించబడే వరకు కొద్దిసేపు పని చేస్తుంది.

పవర్-ఫ్రీక్వెన్సీ మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్‌కు ఎక్స్పోజర్ యొక్క స్థిరత్వం కోసం స్విచ్‌లను పరీక్షించేటప్పుడు, 100 A/m ఫీల్డ్ దానికి చాలా కాలం పాటు మరియు 1000 A/m 3 సెకన్ల వ్యవధిలో వర్తించబడుతుంది. పరీక్షించినప్పుడు, స్విచ్‌లు పూర్తిగా పనిచేయాలి.

పోలిక కోసం, ఒక సంప్రదాయ గృహ మైక్రోవేవ్ ఓవెన్ 10 A/m వరకు అయస్కాంత క్షేత్ర బలాన్ని సృష్టిస్తుంది.

మెరుపు దాడులు, విద్యుత్ నెట్వర్క్లలో అత్యవసర పరిస్థితులు
మెరుపు దాడులు కూడా నెట్‌వర్క్ పరికరాలలో జోక్యాన్ని కలిగిస్తాయి. అవి ఎక్కువ కాలం ఉండవు, కానీ వాటి పరిమాణం అనేక వేల వోల్ట్‌లకు చేరుకుంటుంది. ఇటువంటి జోక్యాన్ని పల్సెడ్ అంటారు.

స్విచ్ యొక్క పవర్ పోర్ట్‌లు మరియు డేటా పోర్ట్‌లు రెండింటికీ పల్స్ నాయిస్ వర్తించవచ్చు. అధిక ఓవర్‌వోల్టేజ్ విలువల కారణంగా, అవి రెండూ పరికరాల పనితీరుకు అంతరాయం కలిగించవచ్చు మరియు దానిని పూర్తిగా కాల్చివేస్తాయి.

మెరుపు సమ్మె అనేది ప్రేరణ శబ్దం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం. దీనిని హై-ఎనర్జీ మైక్రోసెకండ్ పల్స్ నాయిస్‌గా వర్గీకరించవచ్చు.

మెరుపు సమ్మె వివిధ రకాలుగా ఉంటుంది: బాహ్య వోల్టేజ్ సర్క్యూట్‌కు మెరుపు సమ్మె, పరోక్ష సమ్మె, నేలపై సమ్మె.

మెరుపు బాహ్య వోల్టేజ్ సర్క్యూట్‌ను తాకినప్పుడు, బాహ్య సర్క్యూట్ మరియు గ్రౌండింగ్ సర్క్యూట్ ద్వారా పెద్ద డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ ప్రవాహం కారణంగా జోక్యం ఏర్పడుతుంది.

పరోక్ష మెరుపు సమ్మె మేఘాల మధ్య మెరుపు ఉత్సర్గగా పరిగణించబడుతుంది. అటువంటి ప్రభావాల సమయంలో, విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలు ఉత్పన్నమవుతాయి. వారు విద్యుత్ వ్యవస్థ యొక్క కండక్టర్లలో వోల్టేజ్లు లేదా ప్రవాహాలను ప్రేరేపిస్తారు. ఇది అంతరాయాన్ని కలిగిస్తుంది.

మెరుపు భూమిని తాకినప్పుడు, కరెంట్ భూమి గుండా ప్రవహిస్తుంది. ఇది వాహన గ్రౌండింగ్ సిస్టమ్‌లో సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని సృష్టించగలదు.

కెపాసిటర్ బ్యాంకులను మార్చడం ద్వారా సరిగ్గా అదే జోక్యం సృష్టించబడుతుంది. ఇటువంటి మార్పిడి అనేది స్విచ్చింగ్ తాత్కాలిక ప్రక్రియ. అన్ని స్విచింగ్ ట్రాన్సియెంట్‌లు అధిక-శక్తి మైక్రోసెకండ్ ఇంపల్స్ శబ్దాన్ని కలిగిస్తాయి.

రక్షిత పరికరాలు పనిచేసేటప్పుడు వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్‌లో వేగవంతమైన మార్పులు అంతర్గత సర్క్యూట్‌లలో మైక్రోసెకండ్ పల్స్ శబ్దాన్ని కూడా కలిగిస్తాయి.

పల్స్ శబ్దానికి నిరోధకత కోసం స్విచ్ పరీక్షించడానికి, ప్రత్యేక పరీక్ష పల్స్ జనరేటర్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, UCS 500N5. ఈ జనరేటర్ పరీక్షలో ఉన్న స్విచ్ పోర్ట్‌లకు వివిధ పారామితుల పప్పులను సరఫరా చేస్తుంది. పల్స్ పారామితులు నిర్వహించిన పరీక్షలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అవి పల్స్ ఆకారం, అవుట్‌పుట్ రెసిస్టెన్స్, వోల్టేజ్ మరియు ఎక్స్‌పోజర్ టైమ్‌లో తేడా ఉండవచ్చు.

మైక్రోసెకండ్ పల్స్ నాయిస్ ఇమ్యూనిటీ పరీక్షల సమయంలో, పవర్ పోర్ట్‌లకు 2 kV పల్స్ వర్తించబడతాయి. డేటా పోర్టుల కోసం - 4 కి.వి. ఈ పరీక్ష సమయంలో, ఆపరేషన్ అంతరాయం కలిగించవచ్చని భావించబడుతుంది, కానీ జోక్యం అదృశ్యమైన తర్వాత, అది స్వయంగా కోలుకుంటుంది.

రియాక్టివ్ లోడ్‌ల స్విచింగ్, రిలే పరిచయాల “బౌన్స్”, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ని సరిదిద్దేటప్పుడు మారడం
విద్యుత్ వ్యవస్థలో వివిధ మార్పిడి ప్రక్రియలు సంభవించవచ్చు: ప్రేరక లోడ్ల అంతరాయాలు, రిలే పరిచయాలను తెరవడం మొదలైనవి.

ఇటువంటి మార్పిడి ప్రక్రియలు ప్రేరణ శబ్దాన్ని కూడా సృష్టిస్తాయి. వాటి వ్యవధి ఒక నానోసెకన్ నుండి ఒక మైక్రోసెకండ్ వరకు ఉంటుంది. అలాంటి ప్రేరణ శబ్దాన్ని నానోసెకండ్ ఇంపల్స్ నాయిస్ అంటారు.

పరీక్షలను నిర్వహించడానికి, నానోసెకండ్ పప్పుల పేలుళ్లు స్విచ్‌లకు పంపబడతాయి. పప్పులు పవర్ పోర్ట్‌లు మరియు డేటా పోర్ట్‌లకు సరఫరా చేయబడతాయి.

పవర్ పోర్ట్‌లు 2 కెవి పల్స్‌తో సరఫరా చేయబడతాయి మరియు డేటా పోర్ట్‌లు 4 కెవి పల్స్‌తో సరఫరా చేయబడతాయి.
నానోసెకండ్ బర్స్ట్ నాయిస్ టెస్టింగ్ సమయంలో, స్విచ్‌లు పూర్తిగా పనిచేయాలి.

పారిశ్రామిక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, ఫిల్టర్లు మరియు కేబుల్స్ నుండి శబ్దం
విద్యుత్ పంపిణీ వ్యవస్థలు లేదా పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల సమీపంలో స్విచ్ వ్యవస్థాపించబడితే, అసమతుల్య వోల్టేజీలు వాటిలో ప్రేరేపించబడవచ్చు. ఇటువంటి జోక్యాన్ని నిర్వహించిన విద్యుదయస్కాంత జోక్యం అంటారు.

నిర్వహించిన జోక్యం యొక్క ప్రధాన వనరులు:

  • DC మరియు 50 Hzతో సహా విద్యుత్ పంపిణీ వ్యవస్థలు;
  • పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు.

జోక్యం యొక్క మూలాన్ని బట్టి, అవి రెండు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి:

  • 50 Hz ఫ్రీక్వెన్సీతో స్థిరమైన వోల్టేజ్ మరియు వోల్టేజ్. పంపిణీ వ్యవస్థల్లో షార్ట్ సర్క్యూట్‌లు మరియు ఇతర ఆటంకాలు ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీలో అంతరాయాన్ని సృష్టిస్తాయి;
  • 15 Hz నుండి 150 kHz వరకు ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో వోల్టేజ్. ఇటువంటి జోక్యం సాధారణంగా పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్స్ ద్వారా ఉత్పన్నమవుతుంది.

స్విచ్‌లను పరీక్షించడానికి, పవర్ మరియు డేటా పోర్ట్‌లు నిరంతరం 30V యొక్క rms వోల్టేజ్‌తో మరియు 300 సెకనుకు rms వోల్టేజ్ 1Vతో సరఫరా చేయబడతాయి. ఈ వోల్టేజ్ విలువలు GOST పరీక్షల తీవ్రత యొక్క అత్యధిక స్థాయికి అనుగుణంగా ఉంటాయి.

కఠినమైన విద్యుదయస్కాంత వాతావరణంలో వ్యవస్థాపించబడినట్లయితే పరికరాలు అటువంటి ప్రభావాలను తట్టుకోవాలి. ఇది దీని ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది:

  • పరీక్షలో ఉన్న పరికరాలు తక్కువ-వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌లు మరియు మీడియం-వోల్టేజ్ లైన్‌లకు కనెక్ట్ చేయబడతాయి;
  • పరికరాలు అధిక-వోల్టేజ్ పరికరాల గ్రౌండింగ్ వ్యవస్థకు అనుసంధానించబడతాయి;
  • గ్రౌండింగ్ సిస్టమ్‌లోకి ముఖ్యమైన ప్రవాహాలను ఇంజెక్ట్ చేసే పవర్ కన్వర్టర్లు ఉపయోగించబడతాయి.

స్టేషన్లు లేదా సబ్‌స్టేషన్‌లలో ఇలాంటి పరిస్థితులు కనిపిస్తాయి.

బ్యాటరీలను ఛార్జ్ చేసేటప్పుడు AC వోల్టేజ్ సరిదిద్దడం
సరిదిద్దిన తర్వాత, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ పల్సేట్ అవుతుంది. అంటే, వోల్టేజ్ విలువలు యాదృచ్ఛికంగా లేదా క్రమానుగతంగా మారుతాయి.

స్విచ్‌లు DC వోల్టేజ్ ద్వారా శక్తిని పొందినట్లయితే, పెద్ద వోల్టేజ్ అలలు పరికరాల ఆపరేషన్‌కు అంతరాయం కలిగిస్తాయి.

నియమం ప్రకారం, అన్ని ఆధునిక వ్యవస్థలు ప్రత్యేక యాంటీ-అలియాసింగ్ ఫిల్టర్లను ఉపయోగిస్తాయి మరియు అలల స్థాయి ఎక్కువగా ఉండదు. కానీ విద్యుత్ సరఫరా వ్యవస్థలో బ్యాటరీలు వ్యవస్థాపించబడినప్పుడు పరిస్థితి మారుతుంది. బ్యాటరీలను ఛార్జ్ చేసినప్పుడు, అలలు పెరుగుతాయి.

అందువల్ల, అటువంటి జోక్యం యొక్క అవకాశాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

తీర్మానం
మెరుగైన విద్యుదయస్కాంత అనుకూలతతో స్విచ్‌లు కఠినమైన విద్యుదయస్కాంత పరిసరాలలో డేటాను బదిలీ చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి. వ్యాసం ప్రారంభంలో Rasvumchorr గని ఉదాహరణలో, డేటా కేబుల్ ఒక శక్తివంతమైన పారిశ్రామిక ఫ్రీక్వెన్సీ అయస్కాంత క్షేత్రానికి బహిర్గతమైంది మరియు 0 నుండి 150 kHz వరకు ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో జోక్యం చేసుకుంది. సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక స్విచ్‌లు అటువంటి పరిస్థితులలో డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్‌ను ఎదుర్కోలేకపోయాయి మరియు ప్యాకెట్లు పోయాయి.

మెరుగైన విద్యుదయస్కాంత అనుకూలతతో స్విచ్‌లు క్రింది జోక్యానికి గురైనప్పుడు పూర్తిగా పనిచేస్తాయి:

  • రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలు;
  • పారిశ్రామిక ఫ్రీక్వెన్సీ అయస్కాంత క్షేత్రాలు;
  • నానోసెకండ్ ప్రేరణ శబ్దం;
  • అధిక శక్తి మైక్రోసెకండ్ పల్స్ శబ్దం;
  • రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన జోక్యం;
  • 0 నుండి 150 kHz వరకు ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో జోక్యం నిర్వహించారు;
  • DC విద్యుత్ సరఫరా వోల్టేజ్ అలలు.

మూలం: www.habr.com

ఒక వ్యాఖ్యను జోడించండి