ления глубин очевидно, что вероятно появление провалов глубиной более 95 В, однако они не были зарегистрированы из-за ограниченных технических возможностей применявшейся измерительной аппаратуры.

Сходные измерения в цехах машиностроительных заводов дали следующие результаты [41, 42]. Средний период следования провалов составил 2-3 ч, перенапряжений - 5-6 ч. Средняя глубина провалов и амплитуда перенапряжений не превышали 10 В, а максимальные глубины провалов и амплитуда перенапряжений составили соответственно 40 и 17 В. Средняя длительность провалов и перенапряжений была равной соответственно 30 и 10 периодам промышленной частоты. Максимальные значения составили соответственно, 100 и 40 периодов.

Преднамеренная коммутация цепей питания металлорежущих станков с мощностью привода менее 7,5 кВ-А вызывала провалы напряжения в сети глубиной до 15 % номинального значения и длительностью до 40 периодов промышленной частоты.

Обобщая результаты, можно сделать следующие выводы. В распределительных электрических сетях переменного тока 380/220 В имеют место длительные возмущения напряжения, когда значение напряжения выходит за регламентированные стандартами допустимые значения отклонений -t-10-=-15 °/о. При этом случаев перенапряжений бывает значительно меньше, чем случаев провалов напряжения. Возникновение длительных помех одновременно на нескольких фазах сети - события более редкие, чем на одной.

Необходимо отметить неожиданно большую частоту случайных перерывов питания. Совершенно ясно, что невозможно при эксплуатации подтвердить даже весьма посредственные показатели надежности ЦТС, если не принять специальных мер по резервированию питания или, по крайней мере, по защите информации от разрушения при отключениях питания.

2.4., Результаты узкополосных измерений помех в сети питания

Линии электропередачи и распределительные электрические сети часто используются в качестве каналов узкополосной связи автоматических и телемеханических систем. Поэтому исследования помех такого рода объектов

с помощью узкополосной измерительной аппаратуры проводились и описывались неоднократно [13, 14, 48-51].

В наиболее обобщенном виде результаты исследований распределительных электрических сетей напряжением 0,4- 35 кВ изложены в [13]. Они сводятся к следующему. В низкочастотной части спектра (до 5-10 кГц) высокий уровень помех обусловлен гармоническими и комбинационными составляющими напряжения промышленной частоты 50 Гц.

Довольно часто в литературе можно встретить термины интенсивность помех и уровень помех, под которыми обычно подразумевается средняя мощность или эффективное напряжение помех в определенной полосе частот [8, 13].

Если в узкой полосе частот Дш энергетический спектр можно считать постоянным = const], ТО МОЩНОСТЬ в этой полосе

а эффективное напряжение (на сопротивлении в 1 Ом)

При расчетах каналов связи по линиям электропередачи принято задавать среднюю мощность или эффективное напряжение помех в полосе пропускания 5 кГц [14]. При этом средняя мощность флуктуа-ционных помех в неперах для другой полосы частот Af может быть пересчитана по формуле

<2д; = <25-0,51п (5/Д/),

где Qs - средняя мощность в полосе 5 кГц.

Пересчет эффективного напряжения флуктуационных помех для другой полосы частот может быть произведен по формуле

где Us - напряжение в полосе 5 кГц.

На рис. 2.3 приведен спектр помех для сети напряжением 380 В. В спектре из-за трехфазной структуры сети имеются только нечетные гармоники. Уровень отдельных гармоник в разное время суток меняется не более чем на 20-50 %. Источниками высших гармоник являются в основном генераторы электростанции, а также повышающие и понижающие трансформаторы в линиях электропередачи и распределительных сетях [51].

С повышением частоты спектра помехи становятся флуктуационными. Функция распределения амплитуд приближается к нормальному закону в полосе пропуска-

75 .50 25 О

5 IB /.кГц 2.4

5 10

Рис. 2.4 Уровень флуктуационных помех в распределительной сети 0,4 кВ (Af=2 кГц)

Рис. 2.5. Амплитудные характеристики N{U) и F(U) импульсных помех в электрической сети (Af = 10 кГц):

Ри iVi - нефтепромысел, линия 380 В кГц); fj, JVj - то же (/„о„ =

-50 кГц); 3, Лз -шахта, линия 380 В (fnoMSO кГц); f,, Л, - станочный парк, -сеть 220 В (/„ом"™ «Гц)

НИЯ 2 кГц. Этот диапазон занимает спектр до 30 кГц. С ростом частоты уровень флуктуационных помех снижается (рис. 2.4) и начинают появляться редкие импульсные помехи значительной амплитуды.

При частотах от 30-35 до сотен килогерц при полосе пропускания 10 кГц помехи становятся импульсными. Для сетей с малым числом электрических нагрузок установлена синхронность появления импульсов помех и изменения напряжения сети, что объясняется появлением разрядов на дефектных изоляторах, причем большее число импульсов соответствует положительной полуволне напряжения. В электрических сетях шахт, нефтепромыслов, крупных заводов, где к сети подключено большое количество электрических установок, картина импульсных помех становится более сложной. В таких сетях появляются одиночные или групповые импульсные помехи, не синхронные с частотой сети (из-за коммутационных процессов и атмосферных разрядов). Средний уровень помех в сети в течение суток может изменяться более чем на порядок.

Амплитудные характеристики импульсных помех для ряда объектов приведены на рис. 2.5. Под амплитудной характеристикой здесь понимается средняя частота следования N{U) импульсов, амплитуда которых, измеренная за полосовым фильтром с номинальной частотой /ном и шириной полосы А/, превышает заданный уровень U.

Исходя из амплитудной характеристики, нетрудно так-