|
Современные устройства, основанные на
микроэлектронных и микропроцессорных элементах, имеют
широкие функциональные возможности и ряд других преимуществ
перед электромеханическими устройствами. Однако, в отличие
от них, современные микропроцессорные устройства обладают
одним существенным недостатком, заключающимся в повышенной
чувствительности к электромагнитным помехам. Основными
причинами возрастания чувствительности цифровой техники
к электромагнитным помехам являются рост скорости передачи
информации и повышенная критичность к ошибкам вследствие
более плотной "упаковки" информации. С ростом
рабочих частот возрастают коэффициенты емкостной и индуктивной
связи, характеризующие паразитные взаимовлияния между
различными цепями и, соответственно, возрастает уровень
электромагнитных возмущений. Что же касается плотности
упаковки информации, то стоит обратить внимание на то,
что изменение, вследствие воздействия возмущений, хотя
бы одного бита электронного сообщения означает, вообще
говоря, порчу всего сообщения (точнее, пакета информации).
Разумеется, ситуацию стараются исправить за счет введения
избыточности информации, чтобы контролировать на ее основе
правильность доставки отдельных пакетов. Однако даже это
спасает положение далеко не всегда; кроме того, повторные
пересылки испорченных пакетов могут значительно снизить
реальный трафик в линии связи и сделать невозможной передачу
информации в реальном масштабе времени.
С каждым днем проблема обеспечения ЭМС аппаратуры с электромагнитной
обстановкой (ЭМО) на объектах, где размещается аппаратура,
становится все актуальнее. Сегодня понятие ЭМС знакомо,
наверное, всем, чьи интересы так или иначе связаны с электроникой
или связью. Возникнув первоначально в радиотехнике, понятие
ЭМС вскоре распространилось далеко за ее рамки. Сейчас
сюда относят широчайший круг вопросов, от традиционных
проблем совместного использования радиочастотного спектра
разными радиостанциями до проблем оптимизации конструкции
печатных плат, организации систем заземления и питания
электронной аппаратуры. Стоит отметить, что многие перспективные
телекоммуникационные технологии вызваны к жизни именно
проблемой ЭМС. Это справедливо, в частности, по отношению
к новым средствам передачи информации для локальных и
глобальных сетей: появление типов кабелей "витая
пара" (с экранированием и сверхточной балансировкой
пар), а также широкое использование оптоволоконной техники
во многом продиктовано именно проблемой ЭМС.
Особенно актуальна проблема ЭМС при размещении современной
цифровой аппаратуры на объектах электроэнергетики и вблизи
таких объектов. Прежде всего, из-за аппаратов и конструкций,
способных нести значительные токи и потенциалы, а также
создавать электромагнитные поля высокой напряженности.
При этом если каналы связи используются для передачи критической
информации в реальном масштабе времени (например, РЗА),
требования к надежности и качеству работы системы оказываются
очень высокими. В то же время, в большинстве случаев верхний
уровень системы АСУ строится на основе обычных средств
вычислительной техники и информатики (СВТИ), к которым
не предъявляется очень высоких требований помехоустойчивости.
Отметим, что устройства РЗА, часто рассматриваемые в качестве
элементов нижнего уровня системы АСУ, испытываются на
ЭМС с учетом специфики жесткой ЭМО на энергообъектах.
Кроме того, большинство объектов проектировалось еще до
появления отечественных нормативных документов в области
ЭМС. Такие факторы, как старение заземляющих устройств,
повреждения заземлителей в процессе эксплуатации, внесение
недокументированных модификаций в схемы питания, заземления
и прокладки цепей, также способствуют ухудшению ЭМО.
Многочисленные публикации в нашей стране и за рубежом
свидетельствуют об актуальности проблемы ЭМС. Так, по
данным Copper Development Association, в Европе на 12
объектах за 10 месяцев было зафиксировано 858 электромагнитных
помех (ЭМП), 42 из которых привели к выходу из строя оборудования.
По данным DOE Occurrence Reporting and Processing System
Database, за период с 1990 по 2000 года на атомных объектах
США было зафиксировано 346 инцидентов, вызванных молнией.
Стоить отметить, правда, некоторые противоречия, часто
отмечаемые при анализе подобного рода информации. Они
являются следствием как естественного статистического
разброса результатов измерений, так и различия в методиках
подсчета и анализа. Тем не менее, имеющаяся статистика
используется за рубежом в частности, при оценке страховых
рисков. В зарубежной технической литературе подробно рассматриваются
технические мероприятия, направленные на снижение этих
рисков.
Адекватному осознанию и, следовательно,
эффективному решению проблемы ЭМС в нашей стране мешает
отсутствие должной статистики по электромагнитной обстановке
на различных объектах. Особую тревогу вызывает ЭМО на
объектах электроэнергетики, транспорта, в энергоемких
производствах и т.п. - там, где выполняющая критически
важные функции цифровая аппаратура оказывается размещенной
рядом с мощными источниками электромагнитных помех.
|
