Внедрение: 2013 г.

В автореферате диссертации, защищённой в Казанском государственном энергетическом университете, мы находим применение модулей АЦП L‑Card E14‑440 и E20‑10 в мобильном комплексе для измерения электромагнитных (ЭМ) полей, генерируемых электрооборудованием энергетики и промышленности в диапазоне частот 5 кГц - 2600 МГц [1].

Мобильный комплекс позволяет проводить измерения, обработку и графическую визуализацию результатов в задачах исследования пространственно-временной структуры ЭМ полей, т.е. осуществлять комплексный мониторинг ЭМ обстановки на предприятиях энергетики и промышленности.

На этапе постановки задачи были сформулированы основные функциональные требования к разрабатываемому оборудованию:

1.  Мобильность, малогабаритность, независимое питание.
2.  Широкий диапазон частот.
3.  Возможность сканирования всего частотного диапазона и определяемых программой эксперимента поддиапазонов.
4.  Многоканальный режим записи длительных временных реализаций процесса.
5.  Направленность антенных систем для пеленгации источников.
6.  Возможность как автоматической работы по заранее заданной программе, так и оперативного, в реальном времени, управления экспериментом с консоли оператора.
7. Возможность предварительной обработки (тестирование процесса на стационарность, сглаживание, цифровая фильтрация и т.п.) и корреляционно-спектрального анализа записываемых реализаций в реальном масштабе времени с графической визуализацией результатов.
8. Относительно невысокая стоимость в сравнении с другими измерительными системами.

На рисунке 1 приведена структурная схема комплекса.

Рисунок 1. Структурная схема комплекса: 1 – магнитная антенна (рамка); 2 – система антенн, состоящая из трех электрических антенн; 3 – блок переключения электрических антенн SA‑5000; 4 – цепь управления переключением антенн; 5 – широкополосный приемник типа AR‑5000A; 6 – блок переключения выходов приемника; 7 – блок переключения АЦП; 8 – АЦП и ЦАП E14‑440; 9 – АЦП и ЦАП E20‑10; 10 – программный демультиплексор; 11 – компьютер; 12 – система синхронизации; 13 – GPS (GPRS) приемник; 14 – рубидиевый стандарт частоты; 15 – система питания c альтернативными источниками: ~220 В через адаптер 12 В (16), дизель-генератор (17) и аккумулятор (18).

На рисунке 2 представлен общий вид основных функциональных модулей мобильного комплекса. 

Рисунок 2. Внешний вид комплекса.

На рисунке 3 представлен внешний вид диалогового окна программы управления комплекса.

Рисунок 3. Диалоговое окно программы SuperVisor 1.2.

В диссертации приведены результаты, полученные при проведении серии тестовых измерений ЭМ полей на реальных объектах, характеризующие общую ЭМ обстановку на обследуемом предприятии, связанную с наличием ЭМ излучений в широком диапазоне частот 5 кГц до 2500 МГц, что может быть полезным как при вводе нового электрооборудования, систем релейной защиты и автоматики, связи и управления, так и при эксплуатации уже существующих систем для решения проблем электромагнитной совместимости и принятия надлежащих мер по обеспечению безопасности персонала.

На рисунке 4 представлен пример результатов измерения напряженности ЭМ поля, зарегистрированного в полосе частот f = 5‑2500 кГц в ходе эксперимента, проводившегося в лаборатории ЭМ поля и ЭМС Казанского государственного энергетического университета. Видно, что на приведенном временном интервале измерений регистрируется сигнал "включения" некоторой, не идентифицированной нами, электроустановки.

Рисунок 4. Результат измерения напряженности ЭМ поля в полосе частот f = 5‑2500 кГц: а) исходный сигнал включения электроустановки; б) амплитудный спектр сигнала; в) динамический спектр с присутствующим на нем регистрируемым сигналом.

Результаты диссертационной работы внедрены при выполнении мониторинговых исследований ЭМ обстановки на предприятиях: ОАО «ПО «Завод имени Серго» (г. Зеленодольск), ОАО «Сетевая компания» (г. Казань), что подтверждено актами внедрения.

Источник:
Асадуллин А.И. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук «Мобильный экспериментальный комплекс для исследования электромагнитных полей, генерируемых электрооборудованием и элементами электроэнергетичекских систем». – Казань. – 2013. – 20 с.

Разработчик: Асадуллин Артур Ильдарович (ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет» (КГЭУ)