r mfreenet n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость PowerPoint Presentation
Download Presentation
Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 78

Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость - PowerPoint PPT Presentation


  • 148 Views
  • Uploaded on

Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость. Москва, 2007 г. Содержание. A) Часть 1 : Основы EMC B) Часть 2: Требования EMC для пассивных компонентов (Кабели, Коннекторы) C) Часть 3: Практические тесты для сравнения UTP и FTP. Что такое EMC?.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Учебный курс R&Mfreenet Электромагнитная совместимость' - nedaa


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
r mfreenet

Учебный курс R&MfreenetЭлектромагнитная совместимость

Москва, 2007 г

slide2
Содержание
  • A) Часть 1: Основы EMC
  • B) Часть 2: Требования EMC для пассивных компонентов
  • (Кабели, Коннекторы)
  • C) Часть 3: Практические тесты для сравнения UTP и FTP.
slide3
Что такое EMC?
  • ЭМС - это способность устройства (включая кабель) функционировать без ошибки в предполагаемой электромагнитной среде.
slide4

Электрические генераторы,

моторы

Молния

Космическая радиация

Радар / Микроволновые передатчики

Флуоресцентное

освещение

Электрические магистрали /

Силовые кабели

Мобильные

телефоны

Каковы причины EMI?

Автомобильные двигатели

slide5

Радиоизлучение

Модель взаимовлияния

Источники излучения

Воздействуют на

Искусственного

происхождения

- Компьютеры, цифровое

оборудование, сети

- Средства связи Txs

- Промышленное

оборудование

- Навигационные средства

- Системы зажигания

Естественного

происхождения

- Молния

- Магнитное поле земли

- Электростатические

разряды

- ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

- Средства связи Rxs

- Компьютеры

- Сети

- Микропроцессоры

-Бизнес машины

-Индустриальные контроллеры

-Военные аппаратные средства

-Средства управления

транспортом

- Медицинское

оборудование

Взаимовлияние цепей

considerations in structured cabling systems
Considerations in Structured Cabling Systems

Излучение

Невосприимчивость

slide7

Высокая частота

появления ошибочных битов

Гул магнитофона

Шипение AM радио

TV помехи и

мерцание

Признаки наличия EMI
slide8

ABS Торможение

Бортовые компьютеры

Кардиостимулятор

Удаленный детонатор

Навигация и сопровождение

Более серьезные проблемы
slide9
ЭМИ

Качество электропитания

Совместимость оборудования

Соответствие оборудования нормам безопасности

Качество установки

Сезонные и циклические события

Нестандартные устройства от производителей

Передатчики

Некорректные соединения

Некорректное заземление

Конструкция заземлителя

Система молниезащиты

Обслуживание

Материалы

Вид телефонной сети

Квалификация персонала

fcc code of federal regulations title 47 part 15 subpart b
Нормы и стандарты, FCC Code ofFederal Regulations, Title 47, Part 15, Subpart B,
slide11

Нормы и стандарты. IEC CISPR-22, Information Technology Equipment—Radio Disturbance Characteris-tics - Limits and Methods of Measurement.

cenelec en 50082 generic immunity standard
CENELEC EN 50082 Generic Immunity Standard
  • Согласно требований ЭМС директив Европейского Союза все продукты (оборудование) должны иметь CE метку (the conformite Europeene)
slide14
Нормы и стандарты
  • EC регламентирующие документы
    • 89.336.EC Требования для стран членов EC относительно электромагнитной совместимости (1/96)
    • EN55022 Ограничения и методы измерения, для радио Излучения оборудования передачи информации
    • EN50081-1 EMC Стандарт регламентирующий допустимые значения Излучения
    • EN50082-1 EMC Стандарт регламентирующий допустимые значения Невосприимчивости
    • prEN55024-4 Ограничение величины напряжения Излучения в кабелях передачи данных
slide15
EMC Стандарты для Пассивного оборудования
  • Сегодня существуют стандарты EMC только для Активного оборудования.
  • Нет стандартов EMC для Пассивного оборудования (Кабели и Коннекторы).
  • Проект стандарта для пассивного оборудования находится в стадии обсуждения.
slide16
Требования к оборудованию
  • Цель:Минимум Излучения Максимум Невосприимчивости

CE

CE

CE

Горизонтальный кабель

Коммутационная панель

slide17

Что важно в высокоскоростных информационных кабельных системах?

slide18
EMC и каблирование
  • Кабели являются важными компонентами, потому что они являются самыми длинными цепями между компонентами информационной системы. Зачастую они представляют из себя антенну (напр. развитые проводники) для приема и излучения электромагнитных шумовых полей внешнего происхождения.
slide19
EMC: Излучение и Невосприимчивость

Излучение

  • Цель:Низкое излучение и высокая невосприимчивость

Невосприимчивость

slide20
Излучение
  • Цифровой сигнал обычно имеет широкий спектр (Преобразование Фурье), но малую амплитуду.
  • Передача-прием осуществляют через сбалансированные линии, использующие витую пару или коаксиал.
  • Для кабелей типа витая пара, становится большой проблемой для работы увеличение частоты больше чем 30Mhz.
slide21
Невосприимчивость к радиоизлучению
  • Слабый контроль за источниками излучений.
  • Уровень электромагнитных воздействий и разрушения не предсказуемый.
  • Результатом является нарушение или потеря данных.
  • Невосприимчивость достигается путем:
  • - Экранирование - Витая пара / Коаксиал
  • - Сбалансированные линии - Корректирующие коды
slide22
Кондуктивная наводка по цепям и Невосприимчивость
  • Возникает из-за индуктивной связи с силовыми линиями.
  • Шумовое напряжение обычно попадает в кабельную систему из активного оборудования.
  • Сбалансированная линия не компенсирует помеху
  • Невосприимчивость достигается за счет фильтрации и использования устройств подавления.
slide26
Противофазная модель

Оборудование 2

Оборудование 1

ВЧ ток прямой

VS

ZS

ZL

ВЧ ток обратный

GND

GND

Zземли

slide27
Синфазная модель

Оборудование 2

Оборудование 1

ВЧ ток

VS

ZS

ZL

ВЧ ток

GND

GND

Zземли

slide28

+V

0V

-V

Компенсация полей

Сбалансированная линия

slide29
B) Взаимная компенсация полей
  • Витая пара (Ниже 30MHz)

Противофазная модель

Поглощение H-поля

Невосприимчивость

к H-полям

Уменьшение Излучения

Улучшение Невосприимчивости

30mhz
Витые пары (< 30MHz)

Короткий шаг повива влечет за собой больше точек H - Поля Взаимокомпенсация:

=> Более низкое Излучение / Более высокая Невосприимчивость

slide31
Выводы: B) Компенсация полей
  • Витые пары хорошо компенсируют магнитные поля в диапазоне до 30 Мгц .
  • Выше 30 Мгц витые пары теряют эффективность компенсации магнитных полей и начинают излучать из-за:
  • a) Возрастают отражения от повива.
  • b) Антенный эффект из-за возрастающего индуктивного сопротивления. ZL = 2p f L
  • Витые пары не эффективны против противофазного шума.
slide32
Ограничения для UTP?
  • Полоса пропускания:
  • Cat 5 <-> 100MHz
  • Обеспечение EMC:
  • Cat 5 UTP <-> 30MHz
slide33
Защита от EMI
  • Для лучшей защиты от воздействия E- и H- полей необходимо:
  • 1) Использование сбалансированных линий (витые пары)
  • 2) Экранирование алюминиевой фольгой, заземленной на одном конце к Информационной земле. (На стороне коммутационной панели)
  • 3) Заземление алюминиевого экрана на другом конце (Активное оборудование)
slide34
Выводы
  • EMI-электромагнитная помеха является причиной снижения эффективности производительности информационной системы.
  • Кабели UTP могут использоваться если спектр передаваемого информационного сигнала и спектр источника Излучения - в диапазоне ниже 30 Mhz.
  • Выше 30MHz, дополнительная защита от EMI достигается путем использования правильно заземленного экрана.
slide35

Конец части 1

EMC Основы

slide36
Обеспечение EMC
  • Использование кабелей типа витая пара -> ограничение до 30MHz
  • Организационные мероприятия (физическое разделение, сокращение совместного пробега …)
  • Экранирование (металлические кабельные каналы и экранированные кабели)
  • Заземление
slide37
B) Экранирование
  • Экранирование обеспечивает наилучшую защиту EMC для кабельной системы.
  • Требования предъявляемые к
  • a) Кабелю
  • b) Коммутационному оборудованию
  • Качество экранирования зависит от:
  • Частотного диапазона
  • Типа, толщины и геометрии экранирующих материалов
  • Типа и качества соединений экранов
  • Метод заземления экрана
slide38
Подключение экрана горизонтальных кабелей
slide39

a

b

c

d

e

Подключение экрана горизонтальных кабелей

Низкое сопротивление

соединения FTP и S-FTP кабелей

Эффективное снятие напряжения

и большая поверхность

контакта гарантированны

Язык экрана

соединительного

модуля

slide40
Непрерывное экранированиев соединительных модулях

Низкое сопротивление экрана <100 мОм передаточного сопротивления

Источник излучения помехи

Излучаемое шумовое поле

Излучаемый шум воздействует на экран кабеля

Источник помехи приводит к возникновению паразитных токов

{

slide41
360 градусное экранирование
  • A) Экранирование модуля:Экран модуля должен иметь 360 градусное экранирование во всех точках соединения информационного канала.
  • B) Подключение экрана:
  • Соединение между экраном кабеля и соединительными модулями должно иметь максимальную площадь поверхности, но 360 градусов не требуется
eia tia 569

Условия

Минимальное расстояние

2 кВа

2-5 кВа

5 кВа

Неэкранированные силовые линии или электрическое оборудование в открытом или неметаллическом коробе

127мм

(5”)

305 мм

(12”)

610 мм

(24”)

Неэкранированные силовые линии или электрическое оборудование в непосредственной близости к заземленным металлическим кабель каналам

64 мм

(2,5”)

152 мм

(6”)

305 мм

(12”)

Силовые линии в металлическом заземленном экране в непосредственной близости к заземленным металлическим кабель каналам

-

-

76 мм

(3”)

152 мм

(6”)

Разнос между информационными и силовыми кабелями EIA/TIA-569

Разделение телекоммуникационных и силовых кабельных каналов с напряжением, не превышающим 480 В

eia tia 569 ansi neca bicsi 568 2001

Конструктивные особенности кабельной трассы

Минимальное расстояние, мм

< 2 кВА

2 – 5 кВА

> 5 кВА

Неэкранированные силовые кабели или другие электрические устройства относительно открытых или неметаллических кабельных каналов для информационных кабелей

125

305

610

Неэкранированные силовые кабели или другие электрические устройства относительно закрытых заземленных металлических кабельных каналов для информационных кабелей

64

152

305

Силовые кабели в заземленных металлических кабельных каналах или другие экранированные электрические устройства относительно закрытых заземленных металлических кабельных каналов для информационных кабелей

-

76

152

Электродвигатели и силовые трансформаторы

-

-

1220

Открытые или неметаллические кабельные каналы для неэкранированных информационных кабелей относительно ламп дневного света

125

Разнос между информационными и силовыми кабелямиEIA/TIA-569 и ANSI/NECA/BICSI 568-2001
en50174 2000
Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174 (август 2000)
slide45
Разнос между информационными и силовыми кабелями
  • К методам минимизации помех от силовых кабелей можно также отнести:
  • выбор хорошо сбалансированных силовых кабелей
  • использование трехфазных разводок
  • применения фильтров для подавления высших гармоник
en50174 2
Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2
en50174 21
Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2
en50174 22
Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2
en50174 23
Разнос между информационными и силовыми кабелями EN50174-2
utp ftp s ftp s stp
Критерии выбора типа системы Неэкранированный (UTP) или экранированный (FTP, S-FTP до S-STP)?
  • 1) Безопасность: - Требуется-ли уровень безопасности?
  • 2) Частота: - Спектр сигнала выше 30 МГц? - Спектр источника шума выше 30MHz?
  • 3) Разнос: - Какой разнос может быть выдержан (параллельные силовые кабели, оборудование)?
  • 4) Монтаж: - Заземленные металлические короба?
  • 5) Рабочая среда: - Уровень источников сбоев?-не предсказуем
utp ftp s ftp s stp1
Критерии выбора типа системы Неэкранированный (UTP) или экранированный (FTP, S-FTP до S-STP)?
  • Тип здания (новое, старое, смешанное, госпиталь, др.)
  • Тип системы электропитания (TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT)
  • Источники электромагнитных помех (интенсивность и спектр)
  • Специфические требования по ТЗИ, предъявляемые заказчиком
  • Специфические требования по ЭМС, предъявляемые заказчиком
  • Тип существующих и/или будущих заземлителей
  • Тип существующей или будущей системы заземляющих проводников
  • Тип кабельных каналов и способ прокладки в них кабелей
  • «Национальные» особенности
iec 60364
Системы разводок электропитания IEC 60364

Система TN-C

Система TN-C-S

Система TN-S

Система TT

slide53
Заземление. ПУЭ (1987).

1.7.7 Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

1.7.11. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

1.7.12. Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.

1.7.15. Магистралью заземления или зануления называется соответственно заземляющий или нулевой защитный проводник с двумя или более отводами.

1.7.16. Заземляющим проводникам называется проводник, соединяющий заземляющие части с заземлителем.

slide54
Устройство заземления
  • Расположено достаточно близко к зданию.
  • Выполнено из пластин связанных металлической полосой
  • Закопано на 1-3метр во влажной земле.
  • Низкий уровень измеряемого сопротивления.
iec61000 5 2 1997
Заземление. IEC61000-5-2 (1997).

Молниезащита и электрическая безопасность определяют конструкцию заземляющих электродов

Техника безопасности и ТЗИ диктуют размер заземляющих электродов

Требования ЭМС определяют структуру системы заземления в здании

en50174 25
Усовершенствование звездообразной структуры заземления EN50174-2
ground loop
Ground loop

Picture from EN 50174

ground loop countermeasure
Ground loop-countermeasure

Picture from EN 50174

slide60
Возможные топологии заземления

Достигаемое EMC

Новые здания

Сетчатая структура

Древовидная структура

Плавающий экран

Старые и новые здания

UTP

Долговременность инвестиций

slide61
Сетчатая структура
  • A) Сетчатая структура:-> Наилучшая защита EMC-> Максимальная пропускная способность сетей-> Предотвращает петли заземления и разность потенциалов-> Недостатки: Инсталляция
slide62
Сетчатая структура

Активное сетевое оборудование

Активное терминальное оборудование

Кабель рабочего места подключен к контуру заземления

Кобель оборудования подключен к контуру заземления

FD

Коммутационная

панель

TO

Горизонтальный

кабель

Экранированные розетки RJ 45 и заземляещий комплект коммутационной панели подсоединяются к коммуникационной земле здания.

Информационная земля здания

slide63
Древовидная
  • B) Древовидная структура:- Наилучшая, если предназначена для телекоммуникационной земли- Хорошая для высокоскоростных сетей- Порты активных компонентов должны иметь гальваническую развязку с электрической землей (стандарт), чтобы избежать петли заземления на низких частотах.
slide64
Древовидная структура

Активное терминальное оборудование

Активное сетевое оборудование

Активное сетевое оборудование

Активное терминальное оборудование

Кабель рабочего места подключен к контуру заземления

Кобель оборудования подключен к контуру заземления

FD

Коммутационная

панель

TO

Горизонтальный

кабель

Экранированные розетки RJ 45 соединены с заземляющим комплектом коммутационной панели, подсоединённом к коммуникационной земле здания.

Информационная земля здания

slide65
Плавающий экран
  • Плавающий экран:Экран «плавающий» (не подключенный к земле)- Экран кабельной системы имеет гальваническую развязку на обоих концах активных компонентов (или гальваническая развязка достигается коммутационными шнурами)-> Явление “эффект Фарадея”-> Для зданий имеющих разность потенциалов выше чем 1В.
slide66
Плавающий экран

Активное сетевое оборудование

Активное терминальное оборудование

Кабель рабочего места подключен к контуру заземления

Кобель оборудования подключен к контуру заземления

FD

Коммутационная

панель

TO

Горизонтальный

кабель

Не используется комплект заземления

slide67
D) Заземление
  • Информационная земля: a) Информационная земля подсоединяется к главной земле здания вместе с заземлением электрическим/безопасности в самой нижней точке ввода в здание.
  • b) Информационная земля соединяется к комплекту заземления коммутационной панели на другом конце.
  • Земля электрическая/безопасности:Земля электрическая/безопасности используется для заземления шкафов стоек и силового оборудования.
    • Системное заземление:Системная земля заземляет/выравнивает потенциалы активного оборудования.
slide68
Общие рекомендации
  • Все земли необходимо соединить, чтобы уменьшить разность потенциалов между различными точками заземления.
  • Разность потенциалов между любыми 2 точками системы заземления здания не должно превышать 1В и иметь минимальное сопротивление.
slide72
Общие рекомендации
  • Все земли необходимо соединить, чтобы уменьшить разность потенциалов между различными точками заземления.
  • Разность потенциалов между любыми 2 точками системы заземления здания не должно превышать 1В и иметь минимальное сопротивление.

Заземление безопасности

Заземление системы водоснабжения

Информационное заземление

slide73
Заземление оборудования

Земля

безопасности

Информационная

земля

Стойка с активным

оборудованием

slide74
Необходимое сечение заземляющих проводников
  • Протяженность Площадь Диаметр провода Размер провода
  • метров сечения, мм2 миллиметров AWG по
  • До 30,5 >13,33 >4.12 6
  • 30,6–48,8 >21,15 >5.19 4
  • 48,9–76,2 >33,59 >6.54 2
  • 76,3–106,7 >42,43 >7.35 1
  • 106,8–122 >53,46 >8.25 0
  • 122,1–152,4 >67,49 >9.27 00
slide75
Заземление
  • EN50173 и ISO IS 11801
    • Рекомендации Международных и Европейских стандартов
    • Локальные стандарты
    • Рекомендации ПУЭ
    • Отраслевые стандарты
    • Рекомендации производителей
slide76
Выводы
  • Правильно организованное заземление и соединение является важным элементом для обеспечения EMC.
  • Обеспечьте низкое сопротивление заземления.
  • Обеспечьте меньшую разность потенциалов между любыми двумя точками заземления (max 1V).
emc r m freenet
Обеспечение EMC R&M FreeNet
  • Удовлетворяет наиболее строгому EMC стандарту EN55022 / Class B и EN55082
  • 360 градусное экранирование во всех элементах информационного канала гарантирует высокое качество EMC
  • Низкое сопротивление подсоединения экрана
  • Удобство и Скорость оконечивания (Запатентована)
  • Поддержка “Древовидная структура”, “Сетчатая структура” и “Плавающий экран”