Заземление технических средств

Заземление технических средств систем информатизации и связи должно быть выполнено в соответствии с определенными правилами. Основные требования, предъявляемые к системе заземления, заключаются в следующем:

1. Система заземления должна включать общий заземлитель, заземляющий кабель, шины и провода, соединяющие заземлитель с объектом;

2. Сопротивления заземляющих проводников, а также земляных шин должны быть незначительными;

3. Каждый заземляемый элемент должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляемых элементов запрещается;

4. В системе заземления должны, по возможности, отсутствовать замкнутые контуры, образованные соединениями или нежелательными связями между сигнальными цепями и корпусами устройств, между корпусами устройств и землей;

5. Следует избегать использования общих проводников в системах экранирующих заземлений, защитных заземлений и сигнальных цепей;

6. Качество электрических соединений в системе заземления должно обеспечивать минимальное сопротивление контакта, надежность и механическую прочность контакта в условиях климатических воздействий и механических нагрузок;

7. Контактные соединения должны исключать возможность образования оксидных пленок на контактирующих поверхностях и связанных с этими пленками нелинейных явлений;

8. Контактные соединения должны исключать возможность образования гальванических пар для предотвращения коррозии в цепях заземления;

9. Запрещается использовать в качестве заземляющего устройства нулевые фазы электросетей, металлоконструкции зданий, трубы систем отопления, водоснабжения, канализации и т.д.

Комплексные сопротивления заземляющих проводников должны обладать минимальными активным сопротивлением и собственной индуктивностью. Поэтому заземляющие проводники должны иметь минимально возможную длину l_з, значительно меньшую длины волны электромагнитного поля l — источника наводки. На практике должно выполняться условие l_з<0,02l. Для уменьшения сопротивления форма и размеры поперечного сечения заземляющих проводников должны выбираться таким образом, чтобы на частоте наводки обеспечивались малые активное и реактивное сопротивления. Сопротивление заземления этих средств не должно превышать 4 Ом.

Для устранения замкнутых контуров в системе заземления используют различные методы. На рис. 36 представлены три способа разрыва нежелательных контуров в цепях заземления: а — с помощью разделительных трансформаторов; б — с помощью дросселей, работающих в синфазном режиме, в — с помощью оптронов.

В целях исключения использования общих проводников в системах раз личных заземлений можно изолировать друг от друга цепи возврата сигнальных токов, цепи возврата постоянных токов питания и цепи возврата переменных токов питания. В этом случае необходимо построить систему заземления, состоящую из трех независимых контуров, сходящихся в одной точке. Такой подход позволяет оптимизировать каждую заземляющую цепь в отдельности. Например, цепи заземления схем распространения сигналов в диапазо­не частот до нескольких мегагерц должны иметь низкое сопротивление и по ним должен течь маленький ток. Заземляющая цепь источников питания постоянного тока должна быть рассчитана на низкое сопротивление, но на значительно больший ток, а заземления источников питания по сети переменного тока должны иметь низкое сопротивление и выдерживать токи в сотни ампер.

а)	б)
в) Рис. 36. Способы разрыва нежелательных контуров в цепях заземления

5.6. Согласованные нагрузки волноводных, коаксиальных и волоконно‑оптических линий

Поглощающие согласованные нагрузки. Поглощающие согласованные нагрузки используются в целях полного поглощения энергии электромагнитных колебаний.

Волноводные нагрузки низкого уровня мощности (до десятков ватт), как правило, представляют собой отрезки короткозамкнутых волноводов с помещенными внутрь поглотителями (СВЧ-резисторами). В поглотителях происходит преобразование электромагнитной энергии в тепло. В СВЧ диапазоне такое преобразование может происходить на поверхности проводила за счет токов проводимости и в толще диэлектрика с большими потерями.

В качестве твердых объемных поглотителей используются смеси полупроводящих окислов из мелкодисперсного карбонильного железа с твердыми наполнителями (полистирол, эпоксидная смола, различные виды керамики с примесью проводящих веществ).

Поглощающие нагрузки применяются в качестве эквивалентов антенн излучающих радиоэлектронных средств, а также для других целей (в циркуляторах, переключателях, делителях мощности и т.д.). Эквиваленты антенн используются при проведении различного рода измерений в высокочастотных трактах радиотехнических средств специального назначения в процессе их разработки, испытаний и эксплуатации, а также при проведении регламентных работ на этих средствах.

Антенные насадки. Антенные насадки используются при проведении испытаний специальных радиотехнических средств методом закрытых трактов. В этом случае радиоканал (антенна передающего устройства — среда распространения радиосигнала — антенна приемного устройства) замещается антенной насадкой, исключающей (или существенно ослабляющей) излучение радиосигнала в окружающее пространство.

Использование антенной насадки позволяет локализовать радиоизлучение в пределах ее рабочего объема и существенно ослабить (на 30—40 дБ) уровень радиоизлучений, проникающих во внешнее пространство.

Соединители волноводных, коаксиальных и оптических трактов. Соединителями волноводных трактов называют элементы, обеспечивающие соединение отдельных отрезков волноводов и узлов друг с другом. От качества электрического контакта в местах соединения зависит такая важная характеристика как электрогерметичность тракта. Если в месте соединения контакт ненадежен, то возможно излучение электромагнитного поля из щелей в окружающее пространство. В настоящее время используют два основных типа соединения волноводов — контактные и дроссельные. Контактное соединение может быть неразъемным и разъемным. Неразъемное соединение можно осуществить, например, с помощью внешних муфт. Возможна реализация неразъемных контактных соединений путем стыковки и холодной сварки торцов волноводов.

Разъемные контактные соединения выполняются с помощью специальных контактных фланцев. Плоские контактные фланцы за счет соприкосновения тщательно обработанных торцевых поверхностей обеспечивают непосредственный электрический контакт между соединяемыми волноводами. Контактные поверхности фланцев стягиваются между собой болтами или струбцинами.

Соединение гибких и жестких коаксиальных волноводов осуществляется с помощью специальных разъемов. Разъемные соединительные устройства обычно используются в оконечной аппаратуре.