Министерство образования и науки Украины
Запорожский национальный технический университет
Кафедра защиты информации
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
Сетевые фильтры электропитания
Выполнила:
Cт. гр. РП-815
Видишева А.И.
Руководитель:
Дмитренко В.П.
2009
РЕФЕРАТ
ПЗ: 29 с., 9 рисунков, 8 источников.
Обьект исследования – сетевые фильтры электропитания.
Цель работы – углубление знаний по вопросам современых методов построения сетевых фильтров, детальное рассмотрение техники защита от намеренного силового воздействия (НСВ) по цепям питания.
Сетевой фильтр необходим для достаточно дорогостоящих устройств, постоянно включенных в электрическую сеть, таких, как: холодильник, СВЧ-печь, теле-радиоаппаратура с дистанционным управлением, факсы, компьютеры и др., которые чувствительны к перенапряжениям в сети и помехам. Осветительные лампы, нагревательные приборы и некоторые пылесосы менее требовательны к качеству электропитания, и для них сетевой фильтр можно использовать в качестве удлинителя-разветвителя электропитания.
Техногенные помехи, дроссели, резисторы, kонденсаторы, паразитная индуктивность, варисторы, фильтры электропитания, тепловой предохранитель, колебательный контур, монтаж электроснабжения, сети питания, внешние импульсные помехи
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат...……..…………………………………………………………................2
Введение.………………….………..…………………………………………......4
1 Oсновные параметры фильтров-удлинителей...………….……………….......6
2 Основные параметры Фильтров кондуктивных электромагнитных и синфазных помех………………………………………………………..………..8
3 Основные параметры сетевых фильтров. Варисторы....…….…….….……..13
4 Защита от намеренного силового воздействия (НСВ) по цепям питания. Использование сетевых фильтров......………….……………………………...19
Выводы...……………………………………….............………………………..27
Список литературы…….…………………………………………………….….28
Введение
Сетевой фильтр необходим для достаточно дорогостоящих устройств, постоянно включенных в электрическую сеть, таких, как: холодильник, СВЧ-печь, теле-радиоаппаратура с дистанционным управлением, факсы, компьютеры и др., которые чувствительны к перенапряжениям в сети и помехам. Осветительные лампы, нагревательные приборы и некоторые пылесосы менее требовательны к качеству электропитания, и для них сетевой фильтр можно использовать в качестве удлинителя-разветвителя электропитания.
Импульсы, возникающие в результате подключения (отключения) большого количества потребителей, работа промышленного оборудования и городского электротранспорта, световая реклама, аварии на подстанциях, выбросы тока – это техногенные помехи. Природные помехи: грозовые разряды и удары молнии вблизи кабелей наружной электросети и линий электропередач. Постоянное воздействие электромагнитных импульсов может привести как к полному выходу аппаратуры из строя, так и к потере накопленной информации. Первым уровнем защиты и являются сетевые фильтры.
Сетевой фильтр способен предотвратить частые ретрейны и обрывы связи связанные с незначительным присутствием высокочастотных помех в сети питания модема или факса в связи, с чем повысить производительность передачи данных, которая так необходима при междугородних звонках.
Причиной помех телевидению во многих случаях является недостаточная высокочастотная развязка выходящих из передатчика проводов и особенно провода сетевого питания. Высокочастотная энергия передатчика, попадая в питающую сеть, подводится через провода этой сети к телевизорам и радиоприемникам, включенным в нее, а также излучается в пространство. Для высокочастотной развязки проводов, выходящих наружу от передатчика, применяют дроссели, резисторы и конденсаторы, образующие цепи, шунтирующие на землю высокочастотные сигналы в проводах или образующие заградительные фильтры для высоких частот. В зависимости от номиналов применяемых деталей и частоты сигнала уровень ослабления меняется. Существенно улучшает развязку на высоких частотах применение проходных конденсаторов вместо обычных или конденсаторов опорного типа, поскольку у проходных конденсаторов паразитная индуктивность сведена к минимуму. При выборе типа проходного конденсатора необходимо учитывать допустимый ток, пропускаемый внутренним проводом конденсатора.
Хорошую блокировку проводов по высокой частоте можно обеспечить, если поместить их в заземленный экран. Экран создает распределенную емкость вдоль провода и таким образом шунтирует провод на высокой частоте по всей длине, Увеличить сопротивление провода на высокой частоте можно путем увеличения его погонной индуктивности. Для этого на провод одевают ферритовые кольца соответствующего типоразмера с магнитной проницаемостью порядка нескольких сот. Если требуется локально увеличить индуктивность провода, его несколько раз продевают сквозь ферритовое кольцо, образуя таким образом тороидальную катушку с необходимой индуктивностью. Осуществляя развязку сетевого провода передатчика, следует помнить, что ток в нем может быть значительной величины. Это накладывает дополнительные требования к катушкам фильтра, индуктивность которых не должна существенно изменяться под действием тока. В противном случае характеристики фильтра будут меняться в зависимости от нагрузки. Это относится к катушкам с сердечниками из магнитных материалов. Для исключения влияния тока подмагничивания катушку наматывают в два провода, в результате чего магнитное поле тока компенсируется.
Но все эти меры защиты являются далеко не идеальными и для того чтобы получить почти идеальное напряжение питания необходимо использовать специальное устройство сетевой фильтр.
1 Oсновные параметры фильтров-удлинителей
Сечение жилы подводящего сетевого провода.
По проектным нормам допускаемая длительная токовая нагрузка в переносных шланговых трёхжильных кабелях при сечении жилы 0,75мм.кв.-14А, 1мм.кв.-16А.
Длина подводящего сетевого провода.
Обычная длина - 1,8 метра. Принято считать наиболее удобной длинну 1,9 метра и 3,1метра.
Величина тока срабатывания теплового предохранителя.
По ТУ на всех фильтрах- удлинителях декларируется максимальный ток 10 А. Величина тока срабатывания предохранителя зависит от величины перегрузки по току и времени воздействия, и часто 10 А предохранитель имеет ток срабатывания 12–16 А.
Количество предохранителей, их тип.
Для большей надёжности некоторые производители, кроме теплового предохранителя в цепи фазы, ставят в цепь фазы предохранитель на основе металлоорганических полупроводников, а в цепь нейтрали плавкий предохранитель.
Степень варисторной защиты.
Она определяется рассеиваемой энергией варисторов, при которой они не разрушаются. В спецификации большинство производителей указывают суммарную энергию разрушения всех варисторов, что неправильно. Оценить энергию варисторов можно по их ТУ или ориентировочно по их размеру, либо по декларируемой энергии на удлинитель и количеству варисторов. Энергия, поглощаемая варисторами, зависит от его геометрических размеров, рабочего напряжения, длительности воздействия импульса. Наиболее широко распространены варисторы, диаметр которых равен 8,10,14,18 мм. При рабочем среднеквадратичном напряжении (СКН) 275 В их энергия соотносится как 12,36,63,104 Дж. Если выбрать рабочее СКН, например,320 В для тех же условий, то энергия изменится до15,44,77,120Дж Длительность воздействия импульса принимается 1000 мксек при фронте 10 мксек.
Дополнительные устройства в цепях защиты.
Предохранители служат для исключения перегорания варисторов при перегрузке. Индикация исправности защиты (светодиод). Если предохранители или провода в цепи варисторов сгорели – светодиод не горит.
Газовые разрядники служат для увеличения степени варисторной защиты. Этот элемент повышает энергию разрушения варисторов фаза-земля, нейтраль-земля, при ударе молнии в фазу и нейтраль, так как в начале срабатывает газовый разрядник, а затем варистор.
Емкостные фильтры.
Емкостные фильтры служат для подавления помех с помощью шунтирования. Чем больше ёмкость фильтрующих конденсаторов (до определённого предела), тем лучше.
Индуктивные фильтры.
Индуктивные фильтры служат для подавления помех последовательным способом (включением большого сопротивления). Основные требования к проводу, как и для сетевого шнура, т.е. плотность тока через провод должна быть менее чем 10А/кв.мм., чем больше размер катушки, тем больше индуктивность, тем лучше. Наличие феррита улучшает свойства индуктивности. Тороидальные ферритовые сердечники предпочтительнее линейных, хотя и более трудоёмкие в изготовлении.
Индикатор правильности подключения фазы.
Это устройство позволяет использовать однополюсный выключатель в фазной цепи. Если используется двухполюсный выключатель тогда особого смысла в этом устройстве нет. Кроме того, это устройство требует трёхконтактную сетевую розетку, а в нашей стране большинство розеток двухконтактные.
Укладчик кабелей, вешалка.
Стоимость накладывает ограничения на наличие укладчика кабелей. Вешалка выполняется в виде отверстий в корпусе.
Розетки. Обычно от 4 до 6.
Традиционно 5 – все евророзетки. Ориентироваться на старый "советский" стандарт бессмысленно, т.к. новые устройcтва с такими вилками не выпускаются.