Pobierz spis treści

SPIS TREŚCI
Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1. Klasyfikacja zaburzeń elektromagnetycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2. Sprzężenia pomiędzy układami przewodów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Mechanizmy przenikania zaburzeń elektromagnetycznych
do obwodów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Modelowanie sprzężeń pomiędzy zewnętrznymi źródłami zakłóceń
a liniami sygnałowymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1. Sprzężenie galwaniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2. Sprzężenie pojemnościowe między dwoma przewodami
nad ziemią odniesienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3. Sprzężenie pojemnościowe dwóch przewodów,
gdy przewód odbiornika jest ekranowany . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.4. Sprzężenie pojemnościowe dwóch przewodów,
gdy przewód odbiornika jest ekranowany
i połączony rezystancją do ziemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.5. Sprzężenie indukcyjne występujące
między dwoma przewodami nad ziemią odniesienia . . . . . . . . .
2.2.6. Sprzężenie indukcyjne dwóch przewodów,
gdy przewód odbiornika jest ekranowany
(ekran nieuziemiony) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.7. Sprzężenie indukcyjne dwóch przewodów,
gdy przewód odbiornika jest ekranowany
(ekran uziemiony na obu końcach) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.8. Sprzężenie przez promieniowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.9. Napięcia indukowane przez prąd udarowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Zalecenia dotyczące odstępów między układami przewodów . . . . . . .
2.4. Charakterystyka linii do przesyłu sygnałów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1. Kabel miedziany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2. Kabel współosiowy (koncentryczny) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
11
12
12
15
16
18
19
19
20
21
22
25
27
27
28
3
3. Układy ograniczające przepięcia atmosferyczne
w systemach przesyłu sygnałów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Przepięcia atmosferyczne w systemach przesyłu sygnałów . . . . . . . . . .
3.2. Zagrożenie w obiektach uderzonych przez pioruny . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Układy ograniczające przepięcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4. Zasady doboru układów ograniczających przepięcia . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5. Przykładowe rozwiązania układów ograniczających przepięcia . . . . .
29
29
33
35
36
44
4. Elementy i układy do ograniczania przepięć . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1. Elementy zabezpieczające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Warystory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1. Konstrukcja warystora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2. Podstawowe parametry warystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Półprzewodnikowe diody zabezpieczające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1. Konstrukcja diody zabezpieczającej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2. Parametry i charakterystyki diod zabezpieczających . . . . . . . .
4.4. Układy filtrujące . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. Układy ochrony przepięciowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
46
49
49
50
51
51
52
53
54
5. Generatory udarowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Generatory impulsów unipolarnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1. Generatory napięć udarowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2. Generatory prądów udarowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.3. Generatory napięciowo-prądowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.4. Generatory gasnących impulsów oscylacyjnych . . . . . . . . . . . . .
58
58
59
64
66
66
6. Ocena zagrożenia stwarzanego przez impulsowe pole elektromagnetyczne
6.1. Charakterystyka impulsów elektromagnetycznych
wywołanych przez różnego rodzaju źródła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1. Impulsy elektromagnetyczne
wywołane przez eksplozje nuklearne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2. Impulsowe pole elektromagnetyczne
wywołane przez wyładowania piorunowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3. Impulsy elektromagnetyczne
wywołane przez sieć elektroenergetyczną . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Oddziaływanie impulsowego pola elektromagnetycznego
na układy przewodów i anteny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1. Oddziaływanie EMP na linie jednoprzewodowe . . . . . . . . . . . .
6.2.1.1. Przewody napowietrzne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1.2. Przewody podziemne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2. Oddziaływanie EMP na proste układy anten . . . . . . . . . . . . . . . .
68
4
68
68
73
75
76
76
76
79
79
6.2.2.1. Prosty dipol umieszczony daleko
od powierzchni ziemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2.2. Oddziaływanie pola magnetycznego
na antenę pętlową . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80
82
7. Pomiar promieniowanych zakłóceń elektromagnetycznych . . . . . . . . . . . . . . .
7.1. Środowisko elektromagnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Wpływ zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.1. Źródła zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.2. Propagacja i sprzężenia zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.3. Oddziaływanie zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. Pomiar zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
84
84
85
85
87
88
89
8. Kompatybilność elektromagnetyczna odbiorników telewizyjnych . . . . . . . . .
8.1. Pomiary zakłóceń emitowanych przez odbiorniki telewizyjne . . . . . . .
8.1.1. Pomiary napięć zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.2. Pomiary natężenia pola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.3. Pomiary mocy zakłóceń . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2. Badania odporności odbiorników telewizyjnych
na działanie sygnałów zakłócających . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.1. Badanie odporności OTV
na działanie pola elektromagnetycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
90
90
91
91
91
92
92
9. Zjawiska falowe w liniach długich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
9.1. Trafienie fal na węzły . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
9.2. Przejście fali na inną impedancję falową . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
9.3. Trafienie fali na kondensator równoległy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
9.4. Trafienie fali na cewkę szeregową . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
9.5. Trafienie fali na szeregowy obwód LC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
10. Metodyka i program badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1. Ćwiczenie 1: Sprzężenia pomiędzy układami przewodów . . . . . . . . . . .
10.1.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1.2. Analiza wyników pomiarów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1.3. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2. Ćwiczenie 2: Układy ograniczające przepięcia
w systemach przesyłu sygnałów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2.2. Pomiary charakterystyki amplitudowej ograniczników
różnych typów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2.3. Pomiary właściwości ochronnych ograniczników . . . . . . . . . . .
10.2.4. Opracowanie wyników badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2.5. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
102
102
102
102
104
104
104
105
105
106
106
5
10.3. Ćwiczenie 3: Elementy i układy do ograniczania przepięć . . . . . . . . . . .
10.3.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3.2. Sposób wykonywania badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3.3. Opracowanie wyników badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3.4. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4. Ćwiczenie 4: Generatory udarowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4.2. Opracowanie wyników badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4.3. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5. Ćwiczenie 5: Ocena zagrożenia stwarzanego przez impulsowe pole
elektromagnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5.2. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6. Ćwiczenie 6: Pomiar promieniowanych zakłóceń
elektromagnetycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.2. Pomiar zaburzeń promieniowanych,
generowanych przez wyładowania iskrowe . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.3. Pomiar zakłóceń emitowanych przez komputer . . . . . . . . . . . . .
10.6.4. Opracowanie wyników badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.5. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.7. Ćwiczenie 7: Kompatybilność elektromagnetyczna
odbiorników telewizyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.7.1. Zakres badań laboratoryjnych i opracowanie ich wyników . .
10.7.2. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.8. Ćwiczenie 8: Zjawiska falowe w liniach długich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.8.1. Zakres badań laboratoryjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.8.2. Metodyka badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.8.3. Opracowanie wyników badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.8.4. Literatura dotycząca tematyki ćwiczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
106
106
106
109
109
109
109
110
111
111
111
112
112
112
112
114
116
116
116
116
118
118
118
118
122
122
11. Regulamin porządkowy w laboratorium
kompatybilności elektromagnetycznej z uwzględnieniem przepisów BHP . 123
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Streszczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6
7