1.2. Снижение магнитного фона промчастоты 50 Гц путем оптимизации системы электропитания

Борьба с повышенным магнитным фоном промчастоты 50 Гц - не простая задача, так как столь низкочастотное поле слабо поддается экранировке. На основе анализа приведенного выше фактического материала и проведенных исследований сформулируем практически реализуемые рекомендации по снижению магнитного фона промчастоты 50 Гц в зданиях, помещениях и на рабочих местах.

· При монтаже цепей электропитания следует избегать пространственного разноса фазового и нулевого проводников, которыми питаются конкретные электропотребители (в том числе осветительные приборы).

· Должны быть исключены пути для протекания тока по дополнительным нулевым проводникам, которые находятся в пространственном удалении от фазного проводника. Имеющиеся в здании резервные кабели должны быть отключены не только по фазам, но и по нулевому проводу.

· Должна быть исключена многократная гальваническая связь нулевого проводника с арматурой железобетонных и иных перекрытий, а также с системой теплоснабжения здания. Подобная связь допускается только в одной точке. Заземление (зануление) энергопотребителей нужно выполнять не по замкнутой (кольцевой), а по лучевой схеме.

· Нужно помнить, что дополнительный магнитный фон могут создавать двухпроводные провода питания энергопотребителей со встроенными сетевыми фильтрами. Обычное (и само собой разумеющееся) заземление корпусов таких энергопотребителей приводит к возникновению нескомпенсированных токов в подводящих проводах и к резкому увеличению магнитного фона промчастоты 50 Гц, в особенности, при большом количестве таких энергопотребителей.

Для избежания эффекта образования нескомпенсированного магнитного поля 50 Гц в случае применения сетевых фильтров (как встроенных, так и внешних) в двухпроводных сетях можно рекомендовать (естественно, при обеспечении требуемых характеристик по подавлению помех) применение сетевых фильтров, работающих без заземления, как показано, например, на рисунке 1-8.

В этом случае токи, протекающие по фазному и нулевому проводам равны. Следовательно, происходит взаимная балансировка магнитных полей проводов и во внешнем пространстве индукция магнитного поля практически равна нулю.

· Рабочие места необходимо располагать в максимально возможном удалении от силовых щитов, трансформаторов и транзитных силовых электрокабелей. На самих рабочих местах электропитание технических средств необходимо выполнять шнурами электропитания минимальной длины и эти шнуры не должны располагаться в зоне нахождения работающего. При использовании сетевых шнуров значительной длины не допускается свертывание их в кольцо. Шнуры должны быть уложены "змейкой" (см. рисунок 1-9).

Если это возможно (в том числе с учетом экономических факторов) целесообразно выполнить электропроводку проводами типа "витой пары". Магнитные поля от проводов питания в окружающем пространстве снизятся при этом почти на порядок.

· Необходимо периодически осуществлять контроль равномерности нагрузки по фазам в здании, а также принимать меры к такому распределению этих нагрузок, при котором сводится к минимуму временная неравномерность токов по фазам.

Если кабели электропитания установленной в помещении аппаратуры или технологического оборудования создают большое магнитное поле из-за наличия в этой аппаратуре сетевых фильтров (см. рис. 1-7), снизить это поле можно двумя следующими способами.

Способ первый. Выполнить заземление аппаратуры и технологического оборудования не отдельной заземляющей шиной (как это делается обычно), а третьим заземляющим проводом, конструктивно совмещенным в один кабель с токонесущими проводами питания этой аппаратуры (технологического оборудования). В этом случае магнитные поля дополнительных токов (текущих по проводникам из-за наличия в системе электропитания емкостных фильтров) взаимно компенсируются в пространстве, и увеличения магнитного поля не происходит.

Способ второй. Подключить аппаратуру и технологическое оборудование не непосредственно к розетке электропитания, а через согласующее устройство, симметрирующее цепи электропитания по отношению к нулевому (заземляющему) проводнику (см. рис. 1-10).

Подобные согласующие устройства разработаны и выпускаются серийно предприятием "Циклон-Тест". При подключении аппаратуры и технологического оборудования с встроенными емкостными фильтрами через такое согласующее устройство уровень фоновых магнитных полей снижается в 5-6 раз. Одновременно снижается (в 15 – 20 раз) и уровень фоновых электрических полей промчастоты 50 Гц.

Рис. 1-10.

Схема подключения аппаратуры со встроенными емкостными фильтрами через согласующее устройство (показано пунктиром) для снижения фоновых полей от цепей электропитания аппаратуры в окружающем пространстве.

В настоящее время налажен выпуск двух типов согласующих устройств - на допустимую мощность нагрузки 2 кВт (для небольшого офиса) и 350 Вт (индивидуально для рабочего места). Внешний вид этих приборов показан на рисунках 1-11 и 1-12, соответственно.

Рис. 1-11.

Согласующее устройство "Циклон-2000"

на допустимую мощность нагрузки 2 кВт

Рис. 1-12.

Согласующее устройство "Циклон-350"

на допустимую мощность нагрузки 350 Вт

Данные устройства также эффективно снижают в окружающем пространстве уровень электрического поля от электрокабелей питания аппаратуры. Их можно применять для снижения вредного воздействия на человека электрических и магнитных полей и в быту - при пользовании миксерами, осветительными приборами, электробритвами, фенами, электрогрелками. В особенности это актуально при пользовании приборами, находящимися при работе в близком контакте с различными органами человека. Экспериментальные данные по снижению электрических полей от различных электроприборов представлены на рисунке 1-13.

Рис. 1-13.

Уровень электрического поля в окружающем пространстве от различных электроприборов при питании их непосредственно от сети (1) и через согласующее устройство "Циклон-350" или "Циклон-2000" (2)

Применение согласующего устройства "Циклон-350", в особенности, рекомендуется применять при работе с портативными компьютерами (ноутбуками). Данные ПЭВМ (конструктивно не имеющие заземления) при питании от сети 220 вольт создают вокруг себя весьма мощный ореол электрических полей промчастоты 50 Гц. Подключение адаптера такой ПЭВМ к сети через описанное выше устройство полностью снимает для работающего проблему вредного фона.

Описанные выше устройства также выполняют эффективно функции фильтрации помех по сети питания. Частотная характеристика по уровню ослабления помех в диапазоне частот до 30 МГц для устройства "Циклон-350" (в сравнении с аналогичной характеристикой для одного из типов широко используемых сетевых фильтров PILOT-4) показана на рисунке 1-14.

Ослабление помех в диапазоне от 150кГц до 30МГц достигает рекордных результатов - 60-80дБ, т.е. значительно лучше, чем у широко применяемых в настоящее время фильтров. Следовательно, появляется возможность использования данного устройства не только для снижения напряженности электрических полей 50Гц, но и в качестве сетевого фильтра для защиты РЭА (например, ПЭВМ) от внешних сетевых помех, а также для предотвращения «утечки» информации из компьютера в электросеть. При этом не требуется применение сетевых фильтров.

Рис. 1-14.

Частотная характеристика по уровню ослабления

согласующего устройства НЭП-350

1.3. Снижение магнитного фона промчастоты 50 Гц путем экранировки