Введение

Нашу планету постоянно пронизывают потоки электромагнитных полей и излучений. Электромагнитные поля и излучения воздействуют на окружающую среду, человека, электротехнические устройства и т.д., что создает проблему электромагнитной совместимости (ЭМС).

Электромагнитные поля и излучения обусловлены как естествен­ными, так и искусственными причинами. К естественным источникам полей относятся: электрическое и магнитное поле Земли, радиоизлучения Солнца и галактик, разряды статического электричества между предметами, получившими заряды противоположной полярности, и мощные электромагнитные импульсы, возникающие при грозо­вых разрядах. Напряженность электрического поля у поверхнос­ти Земли [1,2] составляет примерно 3 В/м, увеличиваясь до несколь­ких кВ/м под грозовым облаком. Постоянное магнитное поле Земли имеет напряженность около 0,2 А/м, увеличиваясь в не­сколько сотен раз при геомагнитных возмущениях. Главный раз­ряд молнии сопровождается импульсами тока амплитудой до не­скольких сотен килоампер (кА), создавая вблизи канала разряда маг­нитные поля напряженностью порядка 10⁵ А/м и выше.

К искусственным источникам полей относятся разнообразные электроэнергетические, электротехнические, радиотехнические и иные устройства, использующие электрическую энергию в быту, на производстве, для целей телекоммуникаций и т.д. В результа­те в окружающем пространстве возникает искусственный (анропогенный) электромагнитный фон, включающий в себя поля промышленной частоты, высоких и сверхвысоких частот, импульсных и переходных процессов. Частотный диапазон искусственных электромагнитных полей достаточно широк и составляет от 5 Гц до 300 ГГц.

По величинам напряженностей электромагнитного поля искусственный электромагнитный фон может значительно превышать естественный электромагнитный фон Земли, причем за последнее десятилетие суммарный уровень электромагнитный полей искусственного происхождения увеличился в среднем на 5 порядков.

В форми­рование электромагнитной окружающей обстановки су­щественный вклад вносят: воздушные линии электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения, системы электроснабжения (СЭС); разряды статического элек­тричества производственного происхождения; мощные промышленные электроустановки и распределительные устройства (РУ); электрофицированный транспорт; системы зажига­ния двигателей внутреннего сгорания; радиолокационные устройства, радио- и те­лепередатчики; мобильная телефонная связь; бытовые элетротехнические установки и устройства; микроволновые печи т. д.

По мере расширения применения разнообразных электро- и радиоприборов, возрастания их мощности, окружающие электри­ческие, магнитные и электромагнитные поля становятся все бо­лее интенсивными и разнообразными по своим характеристикам.

В электроэнергетике длительное время актуальными были и продолжают оставаться проблемы борьбы с радиопомехами; защиты изоляции электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений; повышения качества электроэнергии, т.е. обеспечения электромагнитной совместимости системы электроснабжения и электрооборудования для кондуктивных электромагнитных помех, распространяющихся по электрической сети [3, 4].

В настоящее время все большее значение приобретают и другие аспекты обеспечения электромагнитной со­вместимости, такие как, ослабление электромагнитных полей, т.е. снижение электромагнитных помех; затрудне­ние проникновения помех в прибор через сеть питания, корпус, систему заземления, сигнальные вводы; рациональное построе­ние схем и конструкций приборов и функциональных связей между ними; сохранения помехоустойчивости и т.д.

В последнее десятилетие в электроэнергетике непрерывно расширяется использование микропро­цессорной, вычислительной техники, компьютеров и т.д., проис­ходит их миниатюризация при понижении уровней рабочих на­пряжений, полезных сигналов. Все активнее используется электронная аппаратура в системах релейной защиты, режимной и противоаварийной автоматики электроустановок высокого напряжения. Однако электронная аппа­ратура, как правило, весьма чувствительна к помехам, появля­ющимся во вторичных цепях подстанций, источниками которых являются коммутации выключателей и разъединителей вы­сокого напряжения, удары молний, а также большие токи замы­кания на землю.

В связи с указанными обстоятельствами появилась необходи­мость решения сложной задачи электромагнитного сосущест­вования электронных и электротехнических систем. Таким образом, появилось новое актуальное научно-техническое направление – обеспе­чение электромагнитной совместимости электронных систем. При этом, надежная работа электронной аппаратуры является акту­альной частью проблемы обеспечения электромагнитной сов­местимости электрооборудования. Ее значение непрерывно возрастает в связи с развитием новых технологий, приведших к широкому распространению полупроводниковых, микроэлект­ронных и микропроцессорных систем автоматического управ­ления во всех сферах человеческой деятельности, включая электроэнергетику.

В лекциях использованы труды известных ученых: В.Г. Гольдштейна, А.П. Долина, Е.С. Колечицкого, Э. Хабигера, А.Й. Шваба, Д.М. Шевеля и др.