ГОСТ Р 51179-98
(МЭК 870-2-1-95)
Группа П77
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Часть 2. Условия эксплуатации
Раздел 1.
Источники питания и электромагнитная совместимость
Telecontrol equipment and systems.
Part 2. Operating conditions.
Section 1. Power supply and electromagnetic compatibility
ОКС 33.200
ОКП 42 3200
Дата введения 1999-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН АО "Научно-исследовательский институт электроэнергетики (ВНИИЭ)"
ВНЕСЕН Российским акционерным обществом энергетики и электрификации "ЕЭС РОССИИ"
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 26 июня 1998 г. N 263
Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта МЭК 870-2-1-95 "Устройства и системы телемеханики. Часть 2. Условия эксплуатации. Раздел 1. Источники питания и электромагнитная совместимость" с дополнительными требованиями, отражающими потребности экономики страны
3 ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 870-2-1-93
ВВЕДЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Системы телемеханики применяют для контроля и управления территориально распределенными процессами в широком диапазоне условий окружающей среды. Чтобы гарантировать оптимальные характеристики аппаратуры телемеханики, необходимо установить требования для устройств и систем при различных условиях окружающей среды.
Настоящий стандарт рассматривает все аспекты электрических внешних влияний, т.е. требования к источникам питания и электромагнитной совместимости.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОБЪЕКТ
Настоящий стандарт распространяется на устройства и системы телемеханики с передачей информации кодированной последовательностью битов для контроля и управления территориально распределенными процессами.
Стандарт также относится к устройствам и системам высокочастотной (ВЧ) защиты; к аппаратуре, входящей в состав системы ВЧ связи по распределительным сетям, и к автоматизированным системам распределительных сетей.
Настоящий стандарт определяет для различных составных частей систем, упомянутых выше, следующее:
1) характеристики источника питания, к которому подсоединены эти составные части при нормальной работе;
2) минимальные требования по электромагнитной совместимости (ЭМС) - уровни помехоустойчивости и помехоэмиссии.
Уровни помехоустойчивости и помехоэмиссии выбирают применительно к классам, установленным базовыми публикациями МЭК в области ЭМС, принимая во внимание конкретные условия окружающей среды, в которых работают различные типы аппаратуры, рассматриваемые в настоящем стандарте.
Процедуры, схемы испытаний и условия (критерии) приемки в стандарте описаны кратко.
Дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны, выделены по тексту стандарта курсивом.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте используют ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 29156-91 (МЭК 801-4-88) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ 29191-91 (МЭК 801-2-91) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ 29216-91 Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от оборудования информационной техники. Нормы и методы испытаний
ГОСТ 29280-92 (МЭК 1000-4-91) Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Общие положения
ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения
ГОСТ Р 50007-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 50008-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотным электромагнитным полям в полосе 26-1000 МГц. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 50397-92 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
ГОСТ Р 50627-93 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к динамическим изменениям напряжения сети электропитания. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 50648-94 (МЭК 1000-4-8-93) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 50652-94 (МЭК 1000-4-10-93) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к затухающему колебательному магнитному полю. Технические требования и методы испытаний
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте используют следующие термины с соответствующими определениями:
Электромагнитная помеха - по ГОСТ Р 50397.
Влияние помехи - по ГОСТ Р 50397.
Электромагнитная совместимость; ЭМС - по ГОСТ Р 50397.
Эмиссия - по ГОСТ Р 50397.
Уровень совместимости - установленный максимальный уровень электромагнитных помех, который, возможно, будет воздействовать на аппаратуру, устройства или системы, работающие в данных конкретных условиях.
Устойчивость (к помехе) - по ГОСТ Р 50397.
Уровень эмиссии - по ГОСТ Р 50397.
Норма на эмиссию - по ГОСТ Р 50397.
Уровень помехоустойчивости - максимальный уровень электромагнитной помехи, воздействующий на аппарат, устройство или систему, при котором они остаются работоспособными с заданным качеством.
Линии питания - линии, идущие от источника питания (переменного или постоянного напряжения).
Линии управления - все линии, используемые для целей управления, сигнализации и измерения.
Напряжение общего вида - напряжение, между каждым из проводов и установленным эталоном, обычно землей или корпусом.
Напряжение дифференциального вида - напряжение между любыми двумя из заданной группы активных проводов.
Интергармоники - составляющие спектра Фурье, расположенные между гармониками промышленной частоты (50 Гц).
4 ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
4.1 Общие условия
Этот пункт устанавливает характеристики источников питания устройств и систем, рассматриваемых в настоящем стандарте.
Электрическая энергия для работы систем может быть получена:
- непосредственным присоединением к источнику питания;
- от блока питания, включенного между источником питания и системой или ее частью;
- от вспомогательного резервного источника питания (с перерывом или без перерыва питания), предусмотренного для системы или ее части в случае ремонта или повреждения основного источника питания.
4.2 Источники питания переменного тока
В настоящем стандарте рассмотрено только питание от источников переменного тока с основными характеристиками, соответствующими сети общего назначения переменного тока 50 Гц. Источники питания переменного тока с более высокими частотами, например 400 Гц, не рассматриваются.
В таблице 1 приведены наиболее часто используемые номинальные значения напряжения переменного тока частоты 50 Гц.
Таблица 1 - Номинальные значения напряжения переменного тока (средние квадратические значения напряжения переменного тока частоты 50 Гц)
В вольтах | |||
Однофазное напряжение | Трехфазное напряжение | Однофазное напряжение | Трехфазное напряжение |
240 | 415 | 220 | 380 |
230* | 400* | 110* | 190* |
* Предпочтительные значения по ГОСТ 29322. |
4.2.1 Отклонения напряжения переменного тока.
В таблице 2 приведены значения отклонений напряжения, допускаемые для устройств и систем, рассматриваемых в настоящем стандарте.
Таблица 2 - Классы отклонений напряжения переменного тока
Класс | Значение отклонения от номинального напряжения, % |
АС1 | От +10 до -10 |
АС2 | От +10 до -15 |
АС3 | От +15 до -20 |
АСх (специальный) | - |
4.2.2 Отклонения частоты.
В таблице 3 приведены значения отклонений частоты, допускаемые для устройств и систем, рассматриваемых в настоящем стандарте.
Таблица 3 - Классы отклонений частоты
| Значение отклонения |
F1 | ±0,2 |
F2 | ±1,0 |
F3 | ±5,0 |
Fх (специальный) | - |
4.2.3 Несинусоидальность.
Несинусоидальность характеризуется коэффициентом искажений , определяемым как процентное отношение корня квадратного из суммы квадратов напряжений гармоник к напряжению основной гармоники.
В таблице 4 приведены классы значений , допускаемых для устройств и систем, рассматриваемых в настоящем стандарте.
Таблица 4 - Классы коэффициента искажений
Класс | Значение , % |
Н1 | Менее 5 |
Н2 | Менее 10 |
Нх (специальный) | - |
4.3 Источники питания постоянного тока
Наиболее распространенные номинальные значения напряжения постоянного тока для устройств и систем, рассматриваемых в настоящем стандарте, приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Номинальные значения напряжения постоянного тока
В вольтах | |
Значения напряжения | |
250 | 60* |
220* | 48* |
125 | 24* |
110* | 12* |
* Предпочтительные значения. |
4.3.1 Отклонения напряжения постоянного тока.
В таблице 6 приведены классы отклонений напряжения постоянного тока, допустимые для устройств и систем телемеханики.
Таблица 6 - Классы отклонений напряжения для источника напряжения постоянного тока
Класс | Значение отклонения номинального напряжения, % |
DC1 | ±10 |
DС2 | ±15 |
DC3 | От -20 до +15 |
DСх (специальный) | - |
4.3.2 Заземление для источников питания постоянного тока.
В таблице 7 приведены четыре класса условий заземления для источников питания постоянного тока.
Таблица 7 - Классы условий заземления для источников питания постоянного тока
Класс | Условие заземления |
Е | Заземлен плюсовой полюс |
Е | Заземлен минусовой полюс |
ЕС | Заземлена центральная точка |
ЕF | Плавающая точка, т.е. без заземления |
Примечания |
4.3.3 Пульсации напряжения источника питания постоянного тока.
В настоящем стандарте пульсации напряжения, характеризуемые коэффициентом пульсации, определяются как двойной размах (от пика до пика) переменной составляющей напряжения питания от выраженного в процентах измеренного (среднего) напряжения питания при нормальной нагрузке.
Пульсация напряжения может быть измерена в месте присоединения источника питания постоянного тока к аппаратуре.
В таблице 8 приведены классы пульсации, рекомендуемые для устройств и систем, рассматриваемых в настоящем стандарте.
Таблица 8 - Классы пульсации
Класс | Коэффициент пульсации напряжения (от номинального напряжения постоянного тока), % |
VR1 | 1 |
VR3 | 5 |
VRx (специальный) | - |
5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ
5.1 Общие положения
Устройства и системы, рассматриваемые в настоящем стандарте, могут подвергаться воздействию различного рода кондуктивных электромагнитных помех от линий питания, информационных линий или помех, непосредственно излучаемых окружающей средой. Типы и уровни помех зависят от условий, в которых работает система, подсистема или устройство.
В таблице 9 приведен перечень испытаний на помехоустойчивость, охватывающих наиболее важные электромагнитные явления, которые могут оказывать влияние на электронное оборудование, с указанием применимости каждого испытания для определенного состава подсистем или частей, на которые эти системы могут быть разделены.
Таблица 9 - Перечень испытаний на помехоустойчивость электронной аппаратуры и применимость испытаний для различных частей систем
(Испытания А.1.6, А.1.7, А.1 8, А.1.9, А.2.6, А.2 7 и А.4.2 не представляют интереса для систем телемеханики и представлены в таблице для полноты)
Испытание на помехоустойчивость | Аппаратура пункта управления (ПУ) | Аппаратура контролируемого пункта (КП) или удаленного терминала | ||||||
Источник питания переменного тока | Источник питания постоянного тока | Цепи передачи команд и сигналов | Канал связи | Цепи передачи команд и сигналов | Источник питания постоянного тока | Источник питания переменного тока | ||
А.1.1 Гармоники | + | - | - | - | - | - | + | |
А.1.2 Интергармоники | + | - | - | - | - | - | + | |
А.1.3 Напряжение сигнализации | + | - | - | - | - | - | + | |
А.1.4 Колебания напряжения | + | + | - | - | - | + | + | |
А.1.5 Провалы напряжения и кратковременные перерывы питания | + | + | - | - | - | + | + | |
А.1.6 Несимметрия трехфазного напряжения | - | - | - | - | - | - | - | |
А.1.7 Изменения частоты питания | - | - | - | - | - | - | - | |
А.1.8 Постоянный ток в сети переменного тока | - | - | - | - | - | - | - | |
А.1.9 Переменный ток в сети постоянного тока | - | - | - | - | - | - | - | |
А.2.1 Импульсы напряжения 100/1300 мкс | + | - | - | - | - | + | + | |
А.2.2 Импульсы напряжения - тока 1,2/50 - 8/20 мкс; 1,0/50- 6,4/16 мкс | - | - | - | - | + | + | + | |
А.2.3 Наносекундные импульсные помехи | + | + | + | + | + | + | + | |
А.2.4 Затухающие синусоидальные колебания | + | + | + | - | - | - | - | |
А.2.5 Затухающие колебания | - | - | - | + | + | + | + | |
А.2.6 Высокочастотные наведенные напряжения | - | - | - | - | - | - | - | |
А.2.7 Кондуктивные радиочастотные помехи | - | - | - | - | - | - | - | |
А.2.8 Импульсы напряжения 10/700 мкс | - | - | - | + | - | - | - | |
А.3.1 Электростатический разряд | + | + | ||||||
А.4.1 Магнитное поле промышленной частоты | + | + | ||||||
А 4.2 Импульсное магнитное поле | - | - | ||||||
А.4.3 Затухающее колебательное магнитное поле | - | + | ||||||
А.5.1 Радиочастотное электромагнитное поле | + | + | ||||||
А.6.1 Напряжение промышленной частоты во вторичных цепях | - | - | + | + | + | - | - | |
А.6.2 Напряжение постоянного тока во вторичных цепях | - | - | - | - | + | - | - | |
Примечание - В таблице знак "+" означает наличие испытаний, знак "-" - отсутствие испытаний. |
Ряд испытаний, включенных в базовые публикации по ЭМС (испытания А.1.6, А.1.7, А.1.8, А.1.9, А.2.6, А.2.7 и А.4.2), не представляют интереса для настоящего стандарта и поэтому не используются для некоторых устройств, подсистем и систем.
Различные части рассматриваемых здесь систем телемеханики также могут быть источником электромагнитных помех в широком диапазоне частот и могут через цепи питания, вторичные цепи управления или непосредственное излучение воздействовать на работу других частей системы или влиять на внешние электромагнитные условия.
В таблице 10 приведен перечень испытаний на помехоэмиссию с указанием применимости для различных частей систем, рассматриваемых в настоящем стандарте.
Таблица 10 - Перечень испытаний электронной аппаратуры на помехоэмиссию и применимость их для различных частей систем, рассматриваемых в настоящем стандарте
| Аппаратура ПУ, КП и удаленных терминалов | |||
Источник питания переменного тока | Источник питания постоянного тока | Каналы связи | Цепи передачи команд и сигналов | |
Гармонические составляющие тока | + | - | - | - |
Колебания напряжения | + | - | - | - |
Напряжения низкочастотных помех | - | + | - | - |
Помехи от переходных процессов (в стадии рассмотрения) | + | + | - | - |
Напряжение радиочастотных помех по ГОСТ 29216 | + | + | - | - |
Токи радиочастотных помех по ГОСТ 29216 | - | - | + | - |
Радиочастотные излучения по ГОСТ 29216 | + | |||
Примечание - В таблице знак "+" означает наличие испытаний, знак "-" - отсутствие испытаний. |
5.2 Испытания на помехоустойчивость
В таблицах 11-15 приведены уровни жесткости испытаний на помехоустойчивость устройств и систем различного применения. Для каждого испытания в таблице дано краткое описание помех, т.к. испытание моделируется в лабораторных условиях, и основные параметры приложенных напряжений (тока) поля.
Таблица 11 - Низкочастотные помехи: основные параметры испытаний на помехоустойчивость различных частей систем в соответствии с применимостью, определенной в таблице 9
Испытание | Электромагнитное явление | Форма кривой напряжения/тока ГОСТ 29280 | Уровень жест- | Значение испытательной величины | |||
А.1.1 | |||||||
Суммарное искажение | |||||||
Гармоники | Гармоники в низковольтной питающей сети | Одна или комбинация нескольких синусоид, наложенных на напряжение питания. | 1 | 5% | |||
А.1.2 | |||||||
Интергармоники | Интергармоники в низковольтной сети питания | Синусоиды, наложенные на напряжение питания | 1 | Не применяется | |||
А.1.3 | |||||||
Напряжения сигнализации | Напряжения сигнализации в низковольтной сети питания от: | Непрерывные сигналы частотой 9-150 кГц (более высокие частоты в стадии рассмотрения) | 1 | Не применяется | |||
А.1.4 | |||||||
Колебания напряжения | Быстрые изменения напряжения источника питания, вызванные: | Повторяющееся ступенчатое изменение напряжения с амплитудой | 1 | =±8% | |||
ГОСТ Р 50627 | |||||||
А.1.5 | |||||||
| |||||||
Провалы и кратковременные перерывы напряжения питания | Повреждения в сетях низкого, среднего и высокого напряжений | Повторяющееся ступенчатое изменение напряжения с амплитудой и продолжительностью | 1 | 30% | 0,5 с | ||
| |||||||
1 | 100% | 10 мс | |||||
ГОСТ Р 50627 | 2 | 100% | 0,5 с; | ||||
* ВЧ каналы по ВЛ - высокочастотные каналы по высоковольтным линиям. |
Таблица 12 - Кондуктивные помехи от переходных процессов и высокочастотные помехи: основные параметры испытаний на помехоустойчивость для различных частей системы в соответствии с применимостью, определенной в таблице 9
Испытание | Электромагнитное явление | Форма кривой напряжения/тока | Уровень жесткости | Значение испытательной величины (напряжение общего вида) | |
А.2.1 | |||||
Импульсы напряжения 100/1300 мкс | Перегорание предохранителей в низковольтных сетях питания |
| - | 1,3 | |
Напряжение дифферен- циального вида* | |||||
А.2.2 | |||||
Импульсы напряжения (волны) | Переключение в силовых сетях; повреждения в силовых сетях; удары молний (прямые или непрямые) |
| 1 | 0,5 кВ | |
ГОСТ Р 50007 | |||||
А.2.3 | |||||
Наносекундные импульсные помехи | Переключение (включение) небольшой индуктивной нагрузки (дребезг контактов реле); переключение высоковольтной коммутационной аппаратуры (в частности элегазового или вакуумного типа) |
| 1 | 0,5 кВ | |
ГОСТ 29156 | |||||
А.2.4 | |||||
Затухающие синусоидальные колебания | Явление переключения; непрямой эффект влияния грозового разряда |
| 1 | 0,5 кВ | |
ГОСТ 29280 | |||||
А.2.5 | |||||
Волны с затухающими колебаниями | Переключения в сетях среднего и высокого напряжений; аварии в сетях среднего/высокого напряжения |
| 1 | 0,5 кВ | |
ГОСТ 29280 | |||||
А.2.8 | |||||
Импульсы напряжения (волны) | Разряд молнии |
| 1-2 | 1 кВ | |
* Уровни напряжения дифференциального вида равны половине уровней напряжения общего вида (напряжение дифференциального вида не используют в симметричных сигнальных линиях). | |||||
|
Таблица 13 - Электростатический разряд: основные параметры испытаний на помехоустойчивость различных частей системы в соответствии с применимостью, определенной в таблице 9
Испытание | Электромагнитное явление | Форма кривой напряжения/тока | Уровень жесткости | Значение испытательной величины (контактный разряд) | |
А.3.1 | |||||
Электростати- | Электростатический разряд между оператором и устройством или между двумя соседними объектами |
| 1 | 2 кВ | |
Обозначение: - время нарастания фронта разряда | |||||
ГОСТ 29191 | |||||
|
Таблица 14 - Магнитные поля: основные параметры испытаний на помехоустойчивость различных частей системы в соответствии с применимостью, определенной в таблице 9
Испытание | Электромагнитное явление | Форма кривой напряжения/тока | Уровень жесткости | Значение испыта- тельной величины, А/м | |
А.4.1 | |||||
Магнитное поле промышленной частоты | Короткие замыкания в линиях электропередачи и цепях, заземляющих проводах и т.п., рабочий ток в цепях питания или схемах; утечки в аппаратуре (трансформаторы, двигатели, реакторы и т.п.) | Незатухающая синусоидальная волна/короткая синусоидальная волна (1-3 с). ГОСТ Р 50648 | 1 | 3/- | |
А.4.3 | |||||
Затухающее колебательное магнитное поле | Переходные токи |
| 1 | - | |
ГОСТ Р 50652 | |||||
* В числителе испытания постоянным магнитным полем, а в знаменателе - импульсным магнитным полем. |
Таблица 15 - Радиочастотное электромагнитное поле: основные параметры испытаний на помехоустойчивость для различных частей систем в соответствии с применимостью, определенной в таблице 9
Испытание | Электромагнитное явление | Форма кривой напряжения | Уровень жесткости | Значение испытательной величины, В/м | |
А.5.1 | |||||
Радиочастотное электромагнитное поле | Электромагнитные | Незатухающие колебания в диапазоне частот 80-1000 МГц. ГОСТ Р 50008
| 1 | 1 | |
|
Значения величин, приведенные в таблицах, должны рассматриваться как минимальные требования к уровням жесткости. В частных случаях по договоренности используются более жесткие уровни.
5.3 Критерии качества функционирования при испытаниях на помехоустойчивость
В таблице 16 показано применение обобщенных критериев качества функционирования к системам, рассматриваемым в настоящем стандарте, принимая во внимание важность различных функций, связанных с системой, и вид помехи.
Таблица 16 - Критерии качества функционирования при испытаниях на помехоустойчивость
Функция | Критерий качества функционирования | Допустимая неисправность | |
Команда и сигналы | В | Короткая задержка исполнения команды | |
Измерения | В | Временные самоустраняющиеся отклонения | |
Счетчики | А | Нет влияния | |
Передача данных | В | Временные потери | |
Защита информации и хранения данных | А | Нет влияния | |
Обработка | онлайновая | А | Нет влияния |
офлайновая | С | Остановка и восстановление | |
Управление | В | Временные потери | |
Интерфейс человек - машина | С | Остановка и восстановление | |
Самодиагностика | В | Временные потери | |
Обозначения: |
Использование других или более подробных критериев качества функционирования может быть оговорено между изготовителем и потребителем.
5.4 Испытания на помехоэмиссию
В таблице 17 приведены уровни помехоэмиссии как кондуктивной, так и излучаемой.
Таблица 17- Помехоэмиссия: основные параметры испытаний для различных частей систем в соответствии с таблицей 10
Испытание | Диапазон частот и допустимые пределы | Класс |
Гармонические составляющие тока | До 40-й гармоники | А=В |
Колебания напряжения | Колебания напряжения и мигание (фликер) | А=В |
Низкочастотные напряжения помех в телефонном канале | Псофометрические измерения 3 мВ (0-4 кГц) | А=В |
Напряжения помех от переходных процессов | Измерения во временной области: | |
500 мВпп | А | |
50 мВпп | В | |
Напряжение радиочастотных помех. | А | |
Токи радиочастотных помех. | А | |
Радиочастотные помехи | А | |
А: предельное расстояние измерения - 30 м | ||
|
5.5 Устройства защиты и руководство по установке
В стадии рассмотрения.
6 НАПРЯЖЕНИЯ, ВЫДЕРЖИВАЕМЫЕ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Устройство может быть подвержено воздействиям напряжения промышленной частоты высокого уровня и импульсным перенапряжениям, приходящим от различных входов/выходов (портов).
Минимальные требования к изоляции устройства при испытании на напряжения промышленной частоты и импульсные перенапряжения определены в таблице 18.
Таблица 18 - Классы выдерживаемого напряжения
| Выдерживаемые напряжения промышленной частоты (среднее квадратическое значение), кВ - 60с |
|
0,5 | 1 | |
1,0 | 2 | |
2,5 | 5 | |
(специальный) | - | - |
Примечания |
Напряжение для испытаний подают на вход цепи питания, линий связи и изолированные вторичные цепи; все входы, которые не испытывают, должны быть заземлены.
Цепи, для которых испытания не проводят, устанавливает изготовитель.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1998