Техническое регулирование в области ЭМС и ЭМБ

Общие вопросы электромагнитной совместимости

Совместимость в технической системе

Под совместимостью в дальнейшем будем понимать способность двух или более технических элементов систем работать совместно, с высокой степенью эффективности и надежности. Конечно, некоторые функции и параметры элементов систем при этом могут претерпевать те или иные изменения, но это не должно приводить к отрицательному эффекту, т.е. к снижению тех критериев, которые необходимо сохранить или усилить. Совместимость может быть разная: акустическая, электромагнитная, тепловая и т.д.

Чтобы разработать набор электротехнических устройств, являющихся комплектующими элементами современной электроэнергетической системы (ЭЭС) и эффективно реализующими свое техническое предназначение, необходимо еще на стадии проектирования решить проблему многокритериальной оптимизации структуры как для каждого технического устройства, так и для их совокупности. Эта проблема включает решения ряда задач таких как: обеспечение минимальной достаточности функционально-структурного состава энергетического и информационно-управляющего оборудования; удовлетворение условиям надежности, живучести и безопасности функционирования в условиях внутрисистемных и внесистемных воздействий; достижение технико-экономической эффективности; снижение производственных и эксплуатационных затрат; обеспечение электротехнической совместимости и т.д. К электротехнической совместимости относят [1.1], прежде всего, электроэнергетическую, электромагнитно-сигнальную, электромагнитную совместимости и стойкость к мощным электромагнитным импульсам. Здесь под электроэнергетической совместимостью понимают совместимость по видам, параметрам, качеству, отказам электропитания и аварийным режимам в системах электроснабжения; под электромагнитно-сигнальной совместимостью - совместимость по видам, параметрам, качеству, сбоям сигналов в информаци- онно-управляющих системах; под электромагнитной совместимостью (ЭМС) - способность высокочувствительных элементов автоматики и вычислительных комплексов функционировать совместно и одновременно с другими устройствами при воздействии непреднамеренных ЭМ помех и ЭМ импульсов.

Стойкость к ЭМ импульсам оценивается по способности эффективно функционировать после воздействия молний, ядерных взрывов и мощных внутрисистемных разрядных процессов. Все виды рассмотренной совместимости охватываются термином- электромагнитная совместимость (ЭМС) [1.2-2.2]. Стоит лишь вспомнить, что ЭМ процесс может протекать по-разному, в зависимости от видов воздействия на систему (или отдельные технические средства) и электрофизических параметров самой системы (или отдельных технических средств). Под воздействием необходимо понимать как внутрисистемные воздействия такие, как переходные режимы в самой системе, связанные с изменениями в работе отдельных технических средств, так и изменения электрофизических параметров отдельных технических средств, подсистем или ЭЭС в целом, так и внесистемные воздействия, к которым необходимо отнести непреднамеренные ЭМ помехи, ЭМ импульс и т.д. Поэтому в дальнейшем будет пользоваться лишь термин ЭМС, которая должна быть обеспечена на всех стадиях проектирования, изготовления, испытания и эксплуатации электрооборудования (ЭО). Необходимо отметить, что все последующее рассмотрение относится к любой по сложности и габаритам ЭЭС, в том числе и транспортной. Просто в транспортной ЭЭС к обеспечению требований ЭМС необходимо подходить с большей ответственностью из-за ограниченных размеров энергетических помещений, что приводит дополнительно к усложнению условий размещения всей совокупности технических средств.

В отличие от ранее публиковавшихся материалов только по ЭМС технических средств мы считаем необходимым расширить это понятие и на человека как элемента, управляющего ЭЭС. Именно от человека в значительной мере зависит эффективное функционирование ЭЭС в целом. Не случайно отмечают, что большинство современных экологических катастроф (в том числе, и Чернобыльская) связаны с некомпетентным управлением персоналом техническими средствами. А поэтому полнота рассмотрения ЭМС будет достигнута, если мы будем рассматривать ЭМС технических средств и человека в совокупности.

В последние десятилетия существенно выросло стремление к совершенствованию современных электротехнических систем. С целью увеличения эффективности работы таких систем значительно усилилось внимание к надежности, живучести и безопасности как системы в целом, так и составляющих ее подсистем и отдельных элементов. Однако по мере усложнения и развития автоматизированных систем контроля и управления ими количественные показатели надежности, живучести и безопасности не только не увеличивались, но в ряде случаев и снижались. В значительной мере это было связано с двумя обстоятельствами. Во-первых, с ухудшением качества электрической энергии, питающей систему, появлением внешних полей помех (в основном электромагнитных), воздействующих на высокочувствительные элементы автоматики, линии связи, вычислительные комплексы и т.д. Во- вторых, с ошибками операторов, обслуживающих систему. Перед кон- структорами-разработчиками и инженерами-эксплуатационниками встали две группы задач, объединенные проблемами ЭМС и эргономики. Решение части из них позволило снова выйти на сравнительно высокие показатели надежности, живучести и безопасности.

Вероятность безотказной работы последовательной технической системы

Таблица 1.1

Особенности технической системы

Формула для расчета вероятности безотказной работы

Система из N элементов без учета внешних воздействий

pm Np(t)> i 1,N , где Pj(t) - вероятность безот-

i 1

казной работы 1 элемента

Система из N элементов с учетом человека как элемента системы

ПЛ , где „ . . - вероятность безот-

р™б)=р0б)пт w /=1

казной работы оператора

Система из N элементов с учетом ЭМС

/?3’(0=<0,где г«> < W - б“-

отказной работы 1 элемента с учетом ЭМС

Система из N элементов с учетом ЭМС и электромагнитной экологии

л-што*ад<ад-"р,т"

безотказной работы оператора с учетом ЭМС и электромагнитной экологии

Проходило время, усложнялись и совершенствовались системы, а снижение показателей надежности их работы наблюдалось все чаще. Установлено, что дальнейшее снижение показателей надежности системы связано со снижением характеристик надежности человека как элемента системы под воздействием внешних физических полей, создаваемых технической деятельностью человека. Для примера в табл. 1.1 [1.3] приведены формулы для расчета вероятности безотказной работы последовательной технической системы.

Если учесть, что P(t),P0(t) всегда ограничены пределами [0,1],

т.е. 0< P(t),P0(t) 1 , то сомнений в снижении вероятности безотказной работы такой системы не возникает. Аналогичный вывод можно применить к технической системе любой сложности. Представляется целесообразным рассмотреть величины воздействий отмеченных систем друг на друга, чтобы оценить возможные последствия.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >