Abstract

Abstract

Рассмотрены экранирующие свойства плетенок из медной проволоки, покрытой серебром, и облегченных плетенок из мишурных водорастворимых нитей, и медной круглой проволоки покрытой серебром, смоделировано проникновение электрического поля внутрь плетенки, вычислен коэффициент экранирования.

Full Text

Проблема помехозащищенности электротехнических и радиоэлектронных устройств требует самого пристального внимания, так как неверный выбор схемы подключения, неправильный метод разводки кабелей, ошибка проектирования системы заземления и экранирования могут вызвать полный отказ или сбои в работе системы, нарушить ее безопасность. Применение относительно несложных и недорогих методов защиты от помех поможет решить эту проблему. Экранирование – надежное конструктивное средство, позволяющее ослабить любые излучения. Экранирование может быть выполнено с применением металлических экранов, с помощью напыления проводящего материала на внутреннюю поверхность корпусов, путем экранирования проводов. В электроприборах защиту кабелей и проводов от взаимного влияния, от влияния внешних полей и защиту элементов схемы от влияния помех, исходящих от кабеля, производят с помощью экранирования металлическими экранами. Металлический экран уменьшает энергию электромагнитных волн при помощи либо поглощения этой энергии проводящей средой, либо при помощи отражения энергии в месте границы двух сред. Материал экрана должен обеспечивать максимальную защиту и ослабление электромагнитного поля помех, тип материала выбирается в зависимости от того, является ли поле помех магнитным или электрическим. Магнитные материалы защищают от электромагнитной энергии, а проводники (например, медь и алюминий) имеют хорошую отражающую способность и защищают от электрических полей помех [1–2]. Для экранирования проводов в электроприборах применяется плетенка ПМЛ (рис.1), соответствующая ТУ 4833-002-08558606-95. Рис. 1. Внешний вид плетенки ПМЛ Эффективность экранирования учитывают коэффициентом экранирования Э, представляющим собой отношение напряженностей электромагнитного поля в какой-либо точке экранированного пространства при наличии экрана (Е э и Н э) к напряженности поля в этой же точке без экрана (Е и Н) [2]: или . Коэффициент экранирования Э может находиться в пределах от 0 (полное экранирование) до 1 (отсутствие действия экрана) [3]. Наиболее часто применяемые плетенки марки ПМЛОС (плетенка из медной проволоки, покрытой серебром) сейчас заменяются плетенками ПСКС (плетенка спиральная из мишурных нитей на основе водорастворимых нитей и медной круглой проволоки, покрытой серебром), которые имеют меньший вес. Внешний вид плетенок под микроскопом показан на рис. 2. Плетенка марки ПМЛОС имеет следующие характеристики: количество пасм – 24; количество проволок в пасме – 7; диаметр одной проволоки – 0,12 мм. У плетенки марки ПСКС: количество пасм – 22; количество проволок в пасме – 5; диаметр одной проволоки – 0,06 мм. Моделирование электрического поля, проникающего в проводник, защищенный плетенкой, произведено в многоцелевом конечно-элементном пакете Ansys версии 12.0. Построение модели осуществлено в системе моделирования «Компас» версии 11 и импортировано в Ansys. На рис. 3 показаны расположение плетенки ПМЛОС на проводе диаметром 8 мм и внешний источник. Потенциал экрана равен нулю, на влияющий провод подано постоянное напряжение 250 В. а б Рис. 2. Внешний вид плетенок под микроскопом: а – плетенка ПМЛОС; б – плетенка ПСКС Рис. 3. Схема расположения проводов: 1 – токопроводящая жила, скрученная из медных посеребрённых проволок; 2 – изоляция из фторопластовой пленки; 3 – плетенка из медных лужённых оловом проволок; 4, 5 – токопроводящая жила и изоляция из фторопластовой пленки влияющего провода На рис. 4 показано распределение потенциала плетенки ПМЛОС; на рис. 5 – плетенки ПСКС. На рис. 4 видно, что при использовании плетенки ПМЛОС наблюдается слабое проникновение электрического поля в экран. Коэффициент экранирования На рис. 6 видно, что при использовании плетенки ПСКС наблюдается проникновение электрического поля в экран большее, чем у плетенки ПМЛОС. Коэффициент экранирования Рис. 5. Распределение напряжения электрического поля для плетенки ПМЛОС Рис. 6. Распределение напряжения электрического поля для плетенки ПСКС Вывод Экранирующие свойства плетенки ПМЛОС 6×10 больше в 2 раза, чем у плетенки ПСКС 6×10. Коэффициент экранирования плетенки ПМЛОС 6×10 Кэкр = 0,12, плетенки ПСКС 6×10 Кэкр = 0,24. Необходимо увеличить плотность плетения плетенки ПСКС 6×10.