Wydział Elektryczny ELEMENTY I UKŁADY DO OGRANICZANIA PRZEPIĘĆ

Transkrypt

1 Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Temat ćwiczenia: ELEMENTY I UKŁADY DO OGRANICZANIA PRZEPIĘĆ Ćwiczenie nr 5. Laboratorium z przedmiotu: Zakłócenia w układach elektroenergetycznych Kod: EZ2C Opracowali: Dr inŝ. Renata Markowska Dr inŝ. Leszek Augustyniak Prof. dr hab. inŝ. Andrzej Sowa Białystok 2013

2 1. WPROWADZENIE Elementy i układy do ograniczania przepięć 2 Zapewnienie bezawaryjnego działania większości urządzeń elektronicznych wymaga zastosowania elementów lub układów zabezpieczających przed przepięciami powstającymi w sieci zasilającej i w liniach transmisji sygnałów. Pomimo róŝnic funkcjonalnych oraz konstrukcyjnych elementy zabezpieczające, pod wpływem pojawiającego się udaru, zmieniają wartość swojej impedancji. Elementy oraz tworzone z nich układy zabezpieczające moŝna, w zaleŝności od ich zadania oraz miejsca zainstalowania, podzielić na dwie podstawowe kategorie: zabezpieczenia pierwotne, zabezpieczenia wtórne. Zadaniem elementów i układów zabezpieczenia pierwotnego jest pochłanianie lub odbicie udarów o duŝych wartościach szczytowych np. przepięcia atmosferyczne, łączeniowe lub elektrostatyczne. Zabezpieczenia wtórne stosowane są najczęściej do bezpośredniej ochrony urządzeń elektronicznych przed przepięciami indukowanymi i przepuszczonymi przez stopnie zabezpieczenia pierwotnego (mniejsze wartości). W zaleŝności od występującego zagroŝenia oraz rozmieszczenia urządzeń systemu przesyłu sygnałów, ograniczniki przepięć mogą być instalowane: bezpośrednio przed chronionym urządzeniem (rys. 1a), w miejscu wprowadzania linii przesyłu sygnałów do obiektu (rys. 1b), w miejscach pomiędzy poszczególnymi strefami ochrony, zgodnie ze strefową koncepcją ochrony (rys. 1c). b) ŚCIANA a) Linie przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ogranicznik przepięć Linie przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ogranicznik przepięć WNĘTRZE OBIEKTU c) Ściana budynku Ogranicznik przepięć Ogranicznik przepięć Linie przesyłu sygnałów Chronione urządzenie Ściana pomieszczenia Rys. 1 Przykłady rozmieszczania ograniczników przepięć i systemach przesyłu sygnałów. 2. ELEMENTY ZABEZPIECZAJĄCE Idealny element ochrony przepięciowej powinna charakteryzować moŝliwość zmiany impedancji od wartości nieskończenie wielkiej do zera i odwrotnie. Czas przejścia z jednego stanu

3 Elementy i układy do ograniczania przepięć 3 pracy do drugiego powinien być moŝliwie najkrótszy. Jeśli w znamionowych warunkach pracy wartość impedancji jest równa nieskończoności, a w momencie przekroczenia określonej wartości napięcia wartość impedancji spada do zera, to taki element naleŝy włączyć równolegle do zacisków wejściowych chronionego urządzenia. W rzeczywistych elementach zabezpieczających nie udaje się osiągnąć nieskończonych wartości impedancji w warunkach znamionowych ZN i zerowej w momencie nadejścia udaru napięciowego ZU. Stosunek wartości obu impedancji, tzw. współczynnik przełączenia, jest często parametrem decydującym o zastosowaniu danego elementu ochronnego. Obecnie jako równolegle włączane elementy zabezpieczające stosuje się: o odgromniki gazowe, o warystory metalowo-tlenkowe, o specjalne diody półprzewodnikowe. Oprócz tego czasami wykorzystywane są tradycyjne diody Zenera oraz propagowane w ostatnich latach tyrystory diodowe. Znanymi szeregowymi elementami zabezpieczającymi o zmiennej impedancji są termistory PTC i nadprzewodniki. NaleŜy jednak zauwaŝyć, Ŝe tego typu elementy zabezpieczające praktycznie nie są stosowane. Innym sposobem ochrony jest zastosowanie filtrów pasywnych. Bardzo często filtry stosowane są równocześnie z elementami ochrony przepięciowej. NaleŜy zaznaczyć, Ŝe najczęściej wykorzystywane są układy zabezpieczające powstające z połączenia kilku powyŝszych elementów. Do ochrony przed przepięciami/przetęŝeniami wolnozmiennymi moŝna równieŝ zastosować następujące elementy: przekaźniki izolacyjne, elementy piezoelektryczne, transformatory izolujące. Przedstawione elementy zabezpieczające wykorzystywane są do ochrony przed udarami dochodzącymi do urządzeń z sieci zasilającej i z linii przesyłu sygnałów. W systemach przesyłu sygnałów coraz powszechniej stosowane są równieŝ rozwiązania wykorzystujące elementy optoelektroniczne. Dzięki temu istnieje moŝliwość galwanicznego oddzielenia chronionego urządzenia i przewodów, w których występują przepięcia. Schemat elementu optoelektronicznego oraz przykład rozwiązania konstrukcyjnego przedstawiono na rys. 2. a) wejściowy prąd I F wyjściowy prąd I C optoelement b) nadajnik ekran odbiornik Rys.2. Przykład stosowania elementu optoelektronicznego: a) schemat ogólny, b) przekrój.

4 Elementy i układy do ograniczania przepięć 4 Decyzja o wybraniu konkretnego elementu zabezpieczającego musi być poprzedzona: analizą istniejącego zagroŝenia przepięciowego chronionego urządzenia, określeniem jego odporności udarowej, określeniem wpływu zainstalowanego elementu lub układu zabezpieczającego na pracę urządzenia, oceną moŝliwości ograniczenia przepięć/przetęŝeń przez element lub układ zabezpieczający. Rozwiązanie powyŝszych problemów pozwala na dokonanie prawidłowego doboru elementów zabezpieczających, które zapewnią wymagane poziomy napięć/prądów przy jednoczesnym zminimalizowaniu kosztów ochrony. 3. WARYSTORY Warystory są napięciowo zaleŝnymi nieliniowymi rezystorami charakteryzującymi się właściwościami podobnymi do właściwości dwóch równolegle połączonych i przeciwnie spolaryzowanych diod Zenera. Symetryczne dla napięć o biegunowości dodatniej i ujemnej, gwałtownie narastające charakterystyki prądowo-napięciowe ( przebicia ) umoŝliwiają doskonałe tłumienie stanów nieustalonych przez warystor. Ograniczenie napięcia stanu nieustalonego do bezpiecznego poziomu następuje, jeśli poddana działaniu przepięcia impedancja warystora zmniejsza swą wartość o kilka rzędów wielkości, od stanu praktycznie rozwartego obwodu do stanu o wysokiej przewodności. Z tego powodu potencjalnie destrukcyjna energia szkodliwego impulsu jest absorbowana przez warystor, chroniący tym samym czułe miejsca obwodu. Jednym z dwóch powszechnie stosowanych materiałów proszkowych stosowanych do budowy warystorów jest węglik krzemu SiC. Warystory na bazie SiC są obecnie szeroko stosowane w telekomunikacji, energetyce i automatyce. Ze względu na charakterystyczny dla nich niski współczynnik nieliniowości rzędu 2 10 i łatwość ich zniszczenia po przebiciu, w zabezpieczeniach współczesnych układów elektronicznych naleŝy stosować elementy o lepszych parametrach elektrycznych. Drugim aktualnie szeroko stosowanym tworzywem warystorowym jest tlenek cynku ZnO. Warystory wykonane z ZnO znacznie przewyŝszają parametrami elektrycznymi elementy wykonane na bazie SiC. obudowa elektrody tlenek cynku ocynkowany drut miedziany mikrowarystor wypełniacz Ι = 10 µm warstwa półprzewodnika Rys. 3. Przekrój warystora Podstawowe parametry warystorów Parametry decydujące o wyborze warystora do konkretnych układów zilustrowano na rys. 4. za pomocą liniowej charakterystyki prądowo-napięciowej U-I.

5 Elementy i układy do ograniczania przepięć 5 I I p I NOM I D U U DCM U pkm U NOM U C Rys. 4. Charakterystyka prądowo-napięciowa warystora. Parametry warystora: U NOM - napięcie znamionowe - napięcie na warystorze przy konkretnym prądzie stałym (zazwyczaj I NOM = 1 ma) i określonym czasie pomiaru; U nom - szczytowe napięcie znamionowe - jak wyŝej, ale mierzone przy konkretnym prądzie zmiennym; U C - napięcie ograniczenia - szczytowe napięcie na warystorze podawane dla określonej szczytowej wartości prądu i kształtu fali (napięcie i prąd szczytowy nie muszą być koniecznie zgodne w czasie); U acm - maksymalna skuteczna wartość napięcia sinusoidalnego ciągłego, które moŝe być zastosowane; U pkm - szczytowe napięcie powtarzalne - maksymalne napięcie powtarzalne dla wymaganych cykli roboczych i kształtu fali; U DCM - maksymalne ciągłe napięcie stałe, które moŝe być zastosowane; I D - prąd warystora zmierzony przy napięciu U DCM ; U U C DCM U C U C,, napięciowy współczynnik ograniczania; U U acm pkm I P - wartość szczytowa prądu w stanie nieustalonym - jego wielkość jest funkcją kształtu impulsu, częstotliwości powtarzania impulsów i ich ogólnej liczby; P tam - średnia wartość mocy traconej w czasie stanów nieustalonych; Rezystancja izolacji (MΩ) - maksymalna rezystancja pomiędzy zwartymi wyprowadzeniami a powierzchnią obudowy; C - typowa wartość pojemności mierzona przy 0,1 1 MHz. Warystory są z natury matrycą ziaren ZnO rozmieszczonych w mieszaninie tlenku bizmutu i innych tlenków metali. ChociaŜ nazywa się je wciąŝ rezystorami nieliniowymi, to współczesne warystory są, ze względu na duŝy współczynnik nieliniowości, bardzo podobne w działaniu do półprzewodnikowych tłumienników stanów nieustalonych. Obydwa elementy charakteryzuje gwałtowne przebicie. Główną zaletą MOV (ang. Metal Oxide Varistor) jest ich duŝa zdolność pochłaniania udarów prądowych w stosunku do wymiarów geometrycznych. Osiągnięto szeroki zakres napięć i prądów roboczych. Jedną z wad tych przyrządów jest wysokie napięcie przełączania dla szybko narastających stanów nieustalonych. Posiadają one równieŝ stosunkowo duŝą pojemność - setki do tysięcy pf, która tłumi szybkozmienne sygnały robocze.

6 Elementy i układy do ograniczania przepięć 6 4. PÓŁPRZEWODNIKOWE DIODY ZABEZPIECZAJĄCE W charakterze przyrządów zabezpieczających często stosuje się tradycyjne diody Zenera oraz tzw. tłumienniki krzemowe (ang. silicon suppressor), które będziemy nazywali diodami zabezpieczającymi. Diody Zenera są powszechnie znanymi elementami i z tego powodu nie będą omawiane ich charakterystyki. Popularyzacji wymaga natomiast wiedza o specjalnych diodach zabezpieczających Konstrukcja diody zabezpieczającej Rysunek 5 przedstawia budowę diody zabezpieczającej na przykładzie przyrządu o nazwie firmowej TRANSIL francuskiej firmy THOMSON-CSF. Ze względu na konieczność odprowadzenia duŝej energii impulsowej tłumienniki krzemowe charakteryzują się duŝą powierzchnią złącza p-n i posiadają połączone ze strukturą półprzewodnikową radiatory. Miedziane wyprowadzenie Gazoszczelny szklany izolator przepustowy Fałdowanie i zgrzewanie elektryczne Azot Zabezpieczenie podzespołu aktywnego Srebrne radiatory Miedziane wyprowadzenie Półprzewodnikowa pastylka P-N złącza Złącza lutowane odporne na udary termiczne Rys. 5. Budowa diody TRANSIL w obudowie DO Parametry i charakterystyki diod zabezpieczających Właściwości ograniczające diod zabezpieczających przejawiają się po podaniu na jej wyprowadzenia wstecznie polaryzującego impulsu napięciowego. Na rys. 6. przedstawiona jest charakterystyka napięciowo-prądowa U-I tej diody. Wykorzystując charakterystykę U-I moŝna zdefiniować podstawowe parametry diody zabezpieczającej. Z punktu widzenia uŝytkownika najwaŝniejszymi parametrami tłumienników krzemowych są: I RM - prąd upływnościowy ( µa); U RM - napięcie neutralne - maksymalne napięcie, przy którym dioda jeszcze nie przewodzi (I RM = kilka ma); U BR - napięcie przebicia - odpowiada ono początkowi rozwoju zjawiska powielania lawinowego (przy napięciu powyŝej 8 V określa się je dla 1 ma); I RSM - maksymalna szczytowa wartość prądu płynącego przez diodę w czasie badań impulsem standardowym; U RSM - maksymalna szczytowa wartość napięcia przy prądzie I RSM. Wartość ta określa maksymalne napięcie, jakie moŝe się pojawić na zaciskach układu zabezpieczającego;

7 Elementy i układy do ograniczania przepięć 7 U U RSM U BR U RM I RM I R Rys. 6. Charakterystyka wstecznie spolaryzowanej diody zabezpieczającej. P RSM - udarowa niepowtarzalna szczytowa moc rozproszenia, P RSM = U RSM * I RSM ; I FSM - dopuszczalna szczytowa wartość prądu w kierunku przewodzenia przy badaniu impulsem standardowym; U RSM współczynnik ograniczania (ustalania) - charakteryzuje skuteczność napięciową diody i U BR zazwyczaj znajduje się w przedziale 1,2 1,4 T CL - czas niezbędny do rozpoczęcia ograniczania - czas potrzebny do wystąpienia zjawiska przebicia lawinowego ( s); C - pojemność diody ( pf). WaŜnymi zaletami tych diod są: I RSM bardzo krótki nanosekundowy czas reakcji (teoretycznie s), duŝa zdolność pochłaniania udarów, mała rezystancja szeregowa (R ON ) włączonego elementu. Przyrządy te produkowane są w szerokim zakresie mocowym 400 W 15 kw i mogą być łączone szeregowo lub równolegle dla zwiększenia wielkości odprowadzanej mocy. Wadą ograniczającą zastosowanie diod zabezpieczających przy częstotliwościach powyŝej 100 MHz jest stosunkowo duŝa pojemność struktury półprzewodnikowej ( pf, pojemność niŝszych napięciowo typów sięga 15 nf), która wytłumia wysokoczęstotliwościowe sygnały robocze. 5. UKŁADY FILTRUJĄCE Szkodliwy wpływ impulsów zakłócających dochodzących do urządzeń elektronicznych moŝna równieŝ ograniczyć stosując filtry na wejściu i wyjściu urządzenia. W większości przypadków impulsy wywołane przez zewnętrzne źródła zaburzeń charakteryzują się krótkimi czasami narastania i wysokoczęstotliwościowymi oscylacjami. Częstotliwość sieci zasilającej oraz sygnały robocze systemów elektronicznych znajdują się najczęściej w niŝszym paśmie częstotliwości. Do ograniczenia tego rodzaju zaburzeń najodpowiedniejsze są filtry dolno-przepustowe lub pasmowoprzepustowe typu T lub π o stałych skupionych (rys. 7). Dobierając filtr do zabezpieczonego urządzenia naleŝy uwzględnić moŝliwość występowania następujących zjawisk: rezonansu w układzie pojemności-obciąŝenie w filtrach dolno-przepustowych typu π. W takich przypadkach na kondensatorze wejściowym moŝe wystąpić wzrost napięcia doprowadzający do jego zniszczenia. I

8 Elementy i układy do ograniczania przepięć 8 rezonansu indukcyjności L1 i L2 (rys. 7a) z obciąŝeniem lub źródłem sygnału. Problem ten moŝna rozwiązać dodając do podłuŝnej gałęzi filtru dolnoprzepustowego dławiki z rdzeniem ferrytowym. Prawidłowo zaprojektowane dławiki umoŝliwiają uzyskanie minimalnej reaktancji i rezystancji w paśmie przepustowym filtru oraz znacznych wartości reaktancji w paśmie zaporowym. a) b) L 1 L 2 C L C 1 C2 Rys. 7. Filtry: a) typu T, b) typu π. Podsumowując dane o właściwościach ochronnych filtrów naleŝy stwierdzić, Ŝe są one szczególnie efektywne, jeśli sygnały robocze i impulsy zakłócające leŝą w innych pasmach częstotliwości niŝ sygnały robocze. Nie zawsze jednak tak jest. Powoduje to konieczność tworzenia układów zabezpieczających, w których filtry współpracują z innymi elementami lub układami ochronnymi. 6. UKŁADY OCHRONY PRZEPIĘCIOWEJ Układy zabezpieczające stosujemy w przypadkach, w których oddzielne zastosowanie pojedynczych elementów ochronnych nie zapewnia dostatecznego poziomu zabezpieczenia przed przepięciami/przetęŝeniami. Łączenie elementów zabezpieczających w układy umoŝliwia zsumowanie ich ochronnych zalet i wyeliminowanie niepoŝądanych efektów występujących podczas ich oddzielnego zastosowania. Układ zabezpieczający składa się z pojedynczych elementów zabezpieczających połączonych elementami wzdłuŝnymi, nazywanymi często elementami sprzęgającymi. Schemat najprostszego układu ochronnego przedstawia rys. 8. Najprostsze układy ochronne składają się z jednego lub dwóch elementów ograniczających napięcia i elementu wzdłuŝnego. W przypadku układu składającego się z dwóch elementów ochronnych element wzdłuŝny koordynuje ich wzajemne działanie oraz ogranicza wartość prądu, który moŝe popłynąć przez drugi z elementów ochronnych. Przykładowe rozwiązania typowych układów zabezpieczających przedstawia rys. 9. wejście wyjście Ochrona podstawowa - iskierniki, - odgromniki - warystory Elementy sprzęgające np. rezystory, kondensatory, filtry Ochrona dodatkowa np. diody, warystory Rys. 8. Przykład układu zabezpieczającego przed przepięciami/przetęŝeniami.

9 Elementy i układy do ograniczania przepięć 9 R lub L R lub L R lub L odgromnik odgromnik warystor warystor dioda dioda Rys. 9. Przykłady rozwiązań układów ochrony przepięciowej. Przeanalizujmy działanie układu dwustopniowego z diodami jako drugim stopniem ochrony (rys. 10). R I PP U ZD I sk D V CL gdzie: U ZD dynamiczne napięcie zapłonu odgromnika, I PP maksymalny szczytowy prąd diody, V CL maksymalne szczytowe napięcie na diodzie przy prądzie I PP Rys. 10. Dwustopniowy układ ochrony przepięciowej. Zasada działania powyŝszego układu polega na tym, Ŝe, gdy do układu przyjdzie udar napięciowy i napięcie na diodzie przekroczy napięcie zadziałania ( przebicia ) diody, to zaczyna ona przewodzić. Wówczas szybko rośnie prąd płynący przez diodę, który powoduje wzrost spadku napięcia na rezystorze pomiędzy diodą a odgromnikiem. Suma spadków napięć na rezystorze i diodzie odkłada się na odgromniku i gdy przekroczy ona wartość dynamicznego napięcia zapłonu odgromnika, nastąpi jego zapłon. W odgromniku następuje wyładowanie jarzeniowe, które przechodzi w łukowe a przepływający prąd udarowy odprowadza energię przepięcia do uziemienia. gdzie: I PP maksymalny szczytowy prąd diody V CL maksymalne szczytowe napięcie na diodzie przy prądzie I PP I RM prąd upływnościowy U RM napięcie neutralne U BR napięcie przebicia Rys. 11. Charakterystyka diody zabezpieczającej [8].

10 Elementy i układy do ograniczania przepięć 10 Wzory obliczeniowe rezystora dopasowującego oba stopnie ochrony (odgromnik z diodą): Stąd wartość rezystancji: U ZD = V U R = CL ZD Na rys. 12 poniŝej przedstawiono przykładowy schemat układu chroniącego linie transmisji sygnałów. I + I V PP PP CL R WE 1 WY 1 D1 D5 D3 D2 D4 WE 2 WY 2 Rys. 12. Przykład układu ochrony przepięciowej linii sygnałowych. Układ ten pracować moŝe zarówno w liniach symetrycznych (skrętka) jak i niesymetrycznych (kabel koncentryczny). Dla systemów, w których wykorzystywany jest kabel UTP lub STP odpowiednie wejścia i wyjścia ochronnika naleŝy podłączyć do odpowiednich przewodów pary. W drugim przypadku jedna z linii: WE1-WY1 lub WE2-WY2 połączona powinna być z ekranem przewodu koncentrycznego a druga z Ŝyłą środkową. W przypadku, gdy impuls pojawiający się na zaciskach 1 2 ochronnika ma wartość dodatnią, prąd udarowy płynie przez diody D1 D5 D4. Stabilizacja napięcia wyjściowego odbywa się dzięki elementowi D5 (dioda ochronna). Napięcie ochronne panujące na wyjściu jest równe podwojonemu spadkowi napięcia na diodzie D1 (D2), czyli ok. 1,7 V powiększonemu o wartość napięcia występującego na elemencie D5 (napięcie V CL ). W przypadku impulsu ujemnego, prąd udarowy płynąć będzie przez elementy D2 D5 D3. Funkcje przez nie spełniane są analogiczne jak w poprzednim przypadku. Przykładowe wartości parametrów elementów stosowanych w analizowanych układach zestawiono w tablicy 1 i 2. Tabl. 1: Parametry ochronników Comgap. Parametr Jednostka CG 75L PMT3(310) Statyczne napięcie zapłonu (U ST ) V Dynamiczne napięcie zapłonu (U ZD ) V Prąd udarowy DC ka Prąd udarowy AC A Pojemność pf 1 Zakres temperatur C od - 65 do + 125

11 Elementy i układy do ograniczania przepięć 11 Tabl. 2: Parametry diod i układu zabezpieczającego. Parametr Jednostka BZW06 5V8B 1,5KE91C ITA6V5 I PP udar 10/1000µs A I PP udar 8/20µs A V CL udar 10/1000µs V 10, V CL udar 8/20µs V 13, I RM ma 1 0,005 0,05 U RM V 5,8 77,8 5 U BR przy I R =1mA V 6,8 91 6,5 W przypadku zabezpieczenia szczególnie wraŝliwych urządzeń pracujących w strefie zagroŝenia przepięciami o znacznych wartościach szczytowych stosowane są układy ochronne składające się z trzech elementów ograniczających napięcie (rys. 13). R lub L R lub L odgromnik odgromnik warystor dioda Rys. 13. Trójstopniowy układ ochrony przepięciowej. 7. PROGRAM BADAŃ 1. Badanie właściwości ochronnych typowych układów zabezpieczających w przypadku doprowadzenia: napięć sinusoidalnych o zmiennych częstotliwościach, udarów napięciowych. 2. Sposób wykonywania badań: Zdejmowanie charakterystyk amplitudowych typowych układów zabezpieczających. Zasadę pomiaru przedstawia rys. 14. Generator funkcyjny Oscyloskop dwukanałowy Badany element/układ ochronny Rys. 14. Ogólny układ pomiarowy stosowany podczas badania charakterystyk amplitudowych.

12 Elementy i układy do ograniczania przepięć 12 W przypadku układów, do których sygnał jest doprowadzany za pomocą skrętki o impedancji falowej 100 Ω, w celu dopasowania wyjścia układów badanych obciąŝane są rezystorami o impedancji 100 Ω. PoniewaŜ impedancja wyjściowa generatora wynosi 50 Ω, w celu eliminacji odbić na wejściu układów zastosowano rezystancyjny dzielnik dopasowujący generator rys Ω We1 Wy1 G 50Ω Badany układ 100Ω 25Ω We2 Wy2 Kanał A OS Kanał B Rys. 15. Układ pomiarowy stosowany podczas badania charakterystyk amplitudowych elementów i układów o impedancji wejściowej i wyjściowej 100Ω. W układzie z rys. 14 naleŝy dokonać pomiarów wartości między-szczytowych (peak-to-peak) napięć sinusoidalnie zmiennych na wejściach i wyjściach badanych ograniczników przepięć oraz wykreślić charakterystyki tłumienia tych układów w funkcji częstotliwości. Obserwacje właściwości ochronnych typowych układów zabezpieczających w przypadku doprowadzenia udarów napięciowych 1,2/50 (µs/µs) o regulowanej amplitudzie od V. Ogólną zasadę pomiaru przedstawia rys. 16, zaś przykład badania układów, w przypadku których sygnał jest doprowadzany za pomocą skrętki o impedancji falowej 100 Ω rys. 17. Generator udarów probierczych Oscyloskop dwukanałowy GUP Badany element/układ ochronny Sondy napięciowe lub dzielniki napięcia Rys. 16. Ogólny układ pomiarowy stosowany podczas badania udarowego. GUP 2,7kΩ We1 Badany układ Wy1 100Ω Sonda OS We2 Wy2 Rys. 17. Układ pomiarowy stosowany podczas badania udarowego elementów i układów o impedancji wejściowej i wyjściowej 100Ω.

13 Elementy i układy do ograniczania przepięć 13 NaleŜy zarejestrować przebiegi czasowe napięć panujących na zaciskach badanych układów zabezpieczających oraz prądów udarowych płynących przez te układy w trakcie ograniczania przepięć oraz dokonać pomiarów wartości szczytowych zarejestrowanych napięć i prądów. W przypadku układów stosowanych w liniach 3-przewodowych, rejestracji i pomiarów naleŝy dokonać w odniesieniu do kaŝdej pary przewodów linii. 3. Opracowanie wyników badań: Wykreślenie charakterystyk amplitudowych (tłumienia) badanych układów (najlepiej na wspólnym wykresie w celu łatwiejszego porównania). Przedstawienie przebiegów zarejestrowanych napięć i prądów udarowych. Wykreślenie charakterystyk zaleŝności wartości szczytowych mierzonych napięć i prądów od wartości napięcia udarowego podawanego z generatora. Ocena porównawcza badanych układów pod względem tłumienia zaburzeń radioelektrycznych oraz pod względem właściwości ograniczania przepięć. PRZEPISY BHP Podczas badań naleŝy przestrzegać zasad i przepisów bezpieczeństwa pracy omówionych podczas zająć wstępnych w laboratorium, zawartych w Regulaminie porządkowym laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej i Ochrony Przeciwzakłóceniowej z uwzględnieniem przepisów BHP. Regulamin dostępny jest w pomieszczeniu laboratoryjnym w widocznym miejscu. Dodatkowo z uwagi na specyfikę ćwiczenia naleŝy zachować szczególną ostroŝność podczas obsługi generatorów udarowych. Nie naleŝy przekraczać nastaw wartości szczytowych napięć lub prądów generatora powyŝej wartości podanych przez prowadzącego. Wszelkie zmiany konfiguracji obwodów naleŝy przeprowadzać przy odłączonym źródle napięcia probierczego. LITERATURA 1. Augustyniak L.: Laboratorium kompatybilności elektromagnetycznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, Białystok, Sowa A.: Kompleksowa ochrona odgromowa i przepięciowa. Biblioteka COSiW SEP, Sowa A. W.: Ochrona urządzeń oraz systemów elektronicznych przed naraŝeniami piorunowymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej. Białystok Markowska R., Sowa. A.: Ograniczanie przepięć w instalacjach elektrycznych w obiektach budowlanych. Seria: Zeszyty dla elektryków nr 9. Dom Wydawniczy MEDIUM. Warszawa Hasse P.: Overvoltage protection of low voltage systems. The institution of Electrical Engineers, London Alain Charoy: Zakłócenia w urządzeniach elektronicznych: zasady i porady instalacyjne; Tom 1, Źródła, sprzęŝenia, skutki; Tom 2, Uziemienia, masy, oprzewodowanie; Tom 3, Ekrany, filtry, kable i przewody ekranowane; Tom 4, Zasilanie, ochrona odgromowa, środki zaradcze; WNT, Warszawa, 1999/ Bem Józef Daniel i in.: Impulsowe naraŝenia elektromagnetyczne; Wrocław: Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wydawnictwo ALFA WEKA Sp. z o.o. Certyfikat CE w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej.