Table of Contents
(ج) إن تصميم خطوط الطاقة ونظم الأساس لتحقيق أقصى قدر من القدرة على المنافسة المغناطيسية أمر أساسي لضمان التشغيل الموثوق للمعدات الكهربائية والإلكترونية، ويقلل التصميم السليم من التدخل الكهرومغناطيسي الذي يمكن أن يعطل الأجهزة الحساسة ويقلل من خطر فساد البيانات ويساعد على استيفاء المعايير التنظيمية مثل IEC 61000 وFCC Part 15 و CISPR 22 في المنشآت الحديثة التي تحول فيها الهياكل الأساسية الرقمية
فهم لجنة التنسيق البيئية والأهمية
والقابلية للاختراق هي قدرة نظام على العمل دون التسبب في تدخل الكهرومغناطيسي غير مقبول أو المعاناة منه، وفي سياق خطوط الكهرباء والهبوط، تنطوي هذه المادة على التحكم في الانبعاثات التي يتم القيام بها (التنقل عبر الأسلاك) والانبعاثات المشعّة (الميادين المغناطيسية التي تقترن بسيرات مجاورة) وتتسبب في سوء تصميم نظم توزيع الطاقة كأجهزة لاسلكية غير مشعة
وتمتد أهمية هذه الإدارة إلى ما هو أبعد من مجرد وظيفة، وتفرض الهيئات التنظيمية في جميع أنحاء العالم قيودا صارمة على شركة EMI لحماية الطيف الإذاعي، وعلى سبيل المثال، فإن توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن الإدارة البيئية (2014/30/EU) يتطلب وضع علامات على معظم المعدات الكهربائية، وفي الولايات المتحدة، تحدد لجنة المنافسة الاتحادية حدودا للجهات المتعمدة وغير المقصودة، ويمكن أن يؤدي عدم الوفاء بهذه الحدود إلى الإشارة إلى تصميم المنتجات وإعادة تصميم التكاليف والالتزامات القانونية.
مبادئ تصميم خطوط الطاقة
ولا تقتصر خطوط الطاقة على الضوضاء الأساسية التي تُحدث حالياً في منطقة العاصمة أو العاصمة فحسب، بل أيضاً الضوضاء العالية التردد التي تولدها تبديل المنظمين، والسيارات، وغيرها من الحمولات غير المباشرة، كما أن تصميم هذه الخطوط للتقليل إلى أدنى حد من انتشار الضوضاء والإشعاعات هو مهمة متعددة الجوانب.
متعهدو ركاب الطائرات المصفحة المتجهون إلى العملية المتوازنة
ويقلل موصلو الطاقة الكهربائية كثيرا من مجال الحلقة بين موصلي المستقبل والعودة، ويعني وجود منطقة أصغر حجما الإشعاع المغنطيسي الأدنى، ويقلل من إمكانية التعرض للميادين المغناطيسية الخارجية، كما أن خطوط القوى الملاحية تلتف في كل من الموصلات المتحركة والمتزايدة في شكل منعطف يتراوح بين 10 و 20 قدم، وفي نظم العاصمة، فإن السكك الحديدية الإيجابية والسلبية تساعد أيضا على إلغاء الضجيج المتوازن بين السلوكيات.
الفصل بين القُبل والفصل المادي
ومن بين التدابير البسيطة والأكثر فعالية التي تتخذها لجنة التنسيق المشتركة، الإبقاء على الفصل المادي الكافي بين خطوط الكهرباء وكابلات الإشارة الحساسة، حيث يوصى بفصل 10 سم على الأقل (4 بوصات) عن الكابلات المنخفضة التردد و 30 سم (12 بوصة) أو أكثر عن الكابلات التي تحمل تيارات ذات تردد عال، وحيثما يكون العبور غير قابل للإبطال، ينبغي أن تتداخل الكابلات في الزوايا الصحيحة لتقليل الفجوة الكبلية إلى أدنى حد.
آثار خط الانطلاق
وتظهر خطوط الكهرباء فوق عدد قليل من الترددات المتوسطة، وتتسبب الاختراقات المفاجئة في انعكاسات يمكن أن تشع الطاقة وتخلق موجات دائمة، وبالنسبة لتوزيع الطاقة العالية السرعة (مثلاً في النظم الرقمية)، فإن آثار التبسيط الخاضعة للرقابة على لوحات الدوائر المطبوعة أو كابلات الطاقة الضوئية ذات الترددات المنخفضة ذات الترددات العالية التي تقاوم الترددات الافتراضية البالغ عددها 50 نقطة ضعف.
المدخلات والمخرجات
فالتصوير هو الطريقة الرئيسية لقمع تشغيل نظام إي إم آي، ووضع مرشح خطي في نقطة دخول الطاقة إلى الضميمة، وينبغي أن يتألف المرشح من موصل للسلسلة (الاختناقات المشتركة) ومرشّحات للصوت (المتراوح بين الكفاءات بين الكتف و الكوادر التي ترتفع فيها تواتر الترددات في العاصمة، واستخدام أكبدة موصلات مصغرة للصوت، أو زيادة النواة
الرصيد ضد خطوط غير متوازنة
فالخطوط المتوازنة )حيث يكون لدى كل من الموصلين مساوية في الأرض( تنتج أقل إشعاعا من الخطوط غير المتوازنة، وفي نظم وحيدة )غير متوازنة( تتدفق حاليا العودة عبر طائرة أرضية أو فوضوية، مما يخلق مناطق واسعة من حلقات العمل، وعند الإمكان، تستخدم الإشارة المتفاوتة لتوزيع الطاقة - مثلا نقطة حرارة + ١٢ و - ٢١ درجة خامسا ذات أرضية مركزية.
تصميم نظام تحديد المواقع للشبكة
ويوفر التطوير مساراً منخفضاً للتيارات العيوب وفولطاً مرجعياً ثابتاً للدوائر، وبالنسبة للشبكة، يجب على النظام الأرضي أن يتحكم في ارتفاع الفولط بين مختلف أجزاء التركيب ويمنع الحلقات الأرضية من التصرف كحيوانات.
One —Point vs. Multi —Point Grounding
(أ) يُستخدم نهج متوسط النطاق (الطائرة ذات التردد العالي) في كل نقطة مادية، ويُحدَّد في الغالب قرب عودة إمدادات الطاقة، ويُستبعد هذا النهج من الحلقات الأرضية، ولكنه قد يُنشئ خطوطاً أرضية طويلة تعمل كثيفة في ارتفاع الترددات.
منخفض - مُتقلب
ويجب أن تظل الازدحام الأرضي منخفضاً لتقليل الانخفاضات الفولطية من التيارات الخاطئة أو الضوضاء، واستخدام موصلات نحاسية واسعة (مقطع لا يقل عن 25 مم مربعاً من أجل السلامة، وسماكة من التردد العالي) وإخفاء الأدلة قدر الإمكان، ويتناسب أثر الوصلات الأرضية المنخفضة مع طولها، ويتناسب مع اختلافات الوصل بين أسلاكها.
الوقاية من اللوبي الأرضي
وتنشأ حلقات أرضية عندما تفصل نقطتان أرضيتان عن بعد ويرتبط بهما موصل، مما يشكل حلقة تجمع بين الحقول المغناطيسية، ويمكن للفولط المستحث أن يتداخل مع الإلكترونيات الحساسة، ولمنع الحلقات الأرضية، واستخدام أرض ذات نقطة واحدة لدوائر المصادر المنخفضة التردد، وكسر الحلقة باستخدام تقنيات العزلة مثل أجهزة الاختناق، والمحولات، أو أجهزة التحويل اللافتة، في وسائل قياسية الصوتية أو المتحركة.
الأرض المزروعة و المقاومة للتربة
وتتوقف فعالية أرض أرضية أرضية (مثلاً، القضبان الأرضية، الميوشات المدفونة) على مقاومة التربة، ويمكن أن تكون التربة الجافة مقاومتها لأكثر من 000 1 قطعة أرضية، بينما قد تكون الطينات الرطبة أقل من 50 متراً مربعاً.() وينبغي أن تُركَّز قضبان أرضية متعددة تفصل بين طولها وتربطها بحافلة خاتمية لخفض المقاومة المشتركة.()
الدفن والحياكة المتساوية
ويربط الغرق جميع الضيوف المعدنية، والدروع الكابلية، والموصلات الأرضية بتشكيل سطح مجهز، مما يحول دون وجود اختلافات خطيرة في الفولط بين الأجسام ويقلل من خطر التداول، وفي تركيب مكثف، ترتبط جميع المعدات بالحافلة الأرضية المشتركة (أو حافلات متعددة مرتبطة بسلاسل منخفضة القدرة)، وينبغي ربط أرض الإشارة وأرض الأمان عند نقطة اتصال رئيسية فقط،
الاستراتيجيات الإضافية للمؤتمر الوزاري العالمي الأمثل
وإلى جانب تحديد مسارات خطوط الطاقة وإرساءها، فإن عدة تقنيات تكميلية تزيد من تعزيز أداء الإدارة البيئية.
حرق السفن وتصفية الدروع
فالكابلات المدوَّنة فعالة ضد كل من القابلية للتشعيع والانبعاثات، وينبغي ربط الدرع بالأرض في كلا النهايتين من أجل إشارات عالية التردد (لمنع أن يصبح الدرع هوائيا)، ولكن في نهاية واحدة فقط من الإشارات اللاصقة المنخفضة التردد لتجنب الحلقات الأرضية، وتوفر دروع الصمامات تغطية 100 في المائة للميادين الكهربائية، بينما توفر الدروع المتصدعة أرضا أفضل.
خبز الخضروات و الشوكات المشتركة
ويمكن أن تؤدي المقاييس إلى خفض الانبعاثات المشتركة من خلال 10 إلى 20 من الـ دي بي. (وبالنسبة إلى الرش، فإن الـ 3 أو 4 من سلك الطوربيدات من خلال جهاز التخدير، والترددات العامة (الموصلات التي تمر بضوضاء متوازنة في السلسلة مع وجود مادة عالية الارتداد).
Proper Cable Routing and Segregation in Enclosures
داخل خزانات المعدات، وخطوط طاقة مستقلة مادياً، وخطوط طاقة العاصمة، وكابلات الإشارة، وأجهزة التوصيل الأرضية، واستخدام قنوات منفصلة للكابلات أو ربطات العنق للحفاظ على المسافات، وطرق الكابلات ذات السرعة العالية إلى أقصى حد ممكن للتقليل إلى أدنى حد من منطقة الحلقة، وتجنب توجيه الكابلات الحساسة الموازية لكابلات الكهربية من أجل مسافات طويلة، وعندما يقطع السلك الأرضي في زاويه
قمع رقم التحويل في المصدر
تخفيض عدد أفراد البعثة من أصلها باستخدام دوائر ميكروفونات مصغرة على تحويل مترجمين، وإضافة شبكات لصيد الأسماك المسببة للصدمات إلى حمولات خطية، واستخدام ساعات المسافات العالية في محولات الطاقة، وتوليد أعلى من الطوابق المزودة بالأجهزة الصمامية (مثل محولات الترام الخبيثة) مما ينتج عنه من ضوضاء أقل من الأسطوانات ذات الترددات العالية)١(.
الخطط الأرضية وإدارة مسار العودة
وفي لوحات الدوائر، تشكل الطائرة الأرضية المستمرة أكثر أدوات إدارة البيئة فعالية، وهي توفر مساراً منخفضاً للعودة إلى التيارات العالية التردد، وتخفض إلى أدنى حد الاختلافات في الفولطية عبر اللوحة، ولا تقسم الطائرة الأرضية إلا إذا كان من غير الضروري قطعها، وإذا كان من غير الممكن تجنبها، تستخدم الجسور أو الخصبة للربط بين الجزر المستقلة، وتتأكد من أن تردّيّات من إشارات عالية السرعة تتدفق مباشرة.
الاختبار والامتثال
ويجب التحقق من تصميمات هذه الإدارة عن طريق الاختبارات، فالاختبارات السابقة للالتزام أثناء التنمية أقل تكلفة بكثير من الاعتماد الكامل بعد الإنتاج.
إجراء اختبارات الانبعاثات
(ج) إجراء قياس على أساس معدل الانبعاثات الناشئة عن خطوط الكهرباء باستخدام شبكة تثبيت التعطل الخطي على النحو المحدد في الوثيقة CDPR 16. Connect the LISN between the mains supply and the equipment under test (EUT).
اختبار الانبعاثات المتردية
وتقاس الانبعاثات المتردية في غرفة كهربية أو في موقع اختبار مفتوح في المنطقة (OATS) وتوضع هذه الانبعاثات على طاولة، وتتلقى مسحاً هوائياً من 30 ميغاهرتز إلى 1 جيهرتز (أو أعلى بالنسبة لمعدات الموجات الدقيقة) ويجب أن يكون القوام الميداني الكهربائي أقل من الحد ذي الصلة (مثل 40 ميكروغرام/متر في 3 أمتار بالنسبة للكابلات الثابتة من نوع B).
اختبار الحصانة
كما يتطلب الأمر من شركة EMC أن تكون المعدات قادرة على التدخل الخارجي، وينبغي اختبار الحصانة من التصريف الإلكتروني لكل من هذه الشركة، وهي 000 61-4-2، والحصانة المشعّة من طراز RF لكل من الفئة العمرية 61000-4، والحصانة الكهربائية السريعة للمرور، لكل من الفئة العمرية 61000-4، وينبغي اختبار خط توليد الطاقة، واختبارات الاختبارات المخففة (أثقال التي تُعُر في مواقع المركبات).
قوائم مرجعية ومعايير الامتثال
تواؤم نفسك مع المعايير المنطبقة في مرحلة التصميم، وتشمل الوثائق الرئيسية ما يلي:
- IEC 61000 —6-4-3-/6-4] - Generic emission standards for residential and industrial environments.
- FCC Part 15] — Limits for unintentional radiators in the U.S.
- CISPR 22 (EN 55022) ] - حدود معدات تكنولوجيا المعلومات.
- IEC 61000 —4--] - معايير اختبار الحصانة.
- MIL - STD —461] - المتطلبات العسكرية للحركة العسكرية (أكثر تعقيداً من التجارة).
(ج) وضع مصفوفة للامتثال لرسم خرائط لكل شرط من المتطلبات المتعلقة بملامح تصميمية محددة (مثل " الحد الأقصى المشع " 15 ميغاهيرتز " )، واستخدام العبارة في مدخلات AC)، وهذا النهج المنظم يحول دون الرقابة.
خاتمة
إن تصميم خطوط الطاقة ونظم الأرض من أجل الأداء الأمثل للحركة البيئية هو انضباط حرج يربط مسارات الكابلات، وتركيب الدوائر، وعلم الطبو، والتصفية، والتدريع، ومن خلال تطبيق أفضل الممارسات - مثل الأسلاك الملتوية، والفصل المادي السليم، أو العناوين المتعددة النقاط حسب الاقتضاء، والربط بين الأرض المنخفضة الحدة، والتصميم الفعلي للشحنات - يمكن للمهندسين أن يقللوا بدرجة كبيرة من سرعة عملية تحديد درجات الحرارة.