Помехи в электросети: классификация, источники и способы защиты

Круг вопросов, рассматриваемых при проектировании комплекса технических средств охраны (КТСО), включающего также системы видеонаблюдения, должен быть достаточно широк: от техники заземления до разновидностей защиты — от электромагнитных помех, шумов, генерируемых элементами КТСО и сопряженными система-ми, до «стыкуемости» аппаратуры; от принципов построения систем электропитания (в том числе резервного) до выбора материалов экранирующих корпусов; от технологии выполнения монтажных работ до номенклатуры кабельной продукции, комплектующих

Вся аппаратура, входящая в КТСО, должна иметь не только электромагнитную совместимость, но и стыковаться по своим электрическим параметрам.

Следует подвергнуть серьезному анализу электромагнитную обстановку объекта в части определения или прогнозирования уровня электромагнитных помех от оборудования и аппаратуры смежных систем обеспечения безопасности и жизнедеятельности здания: трансформаторных подстанций, приточно-вытяжной вентиляции, систем и способов освещения помещений и территории, мощных потребителей электроэнергии, источников бесперебойного электропитания, систем оповещения и связи, мест проведения периодических работ с применением электросварки. Собственно прогнозирование уровня электромагнитной обстановки должно быть выполнено с учетом возможности возникновения аварийных ситуаций в вышеуказанных системах (узлах) и дать возможность предусмотреть способы защиты наиболее чувствительной аппаратуры от последствий влияния аварийных ситуаций на работоспособность и безотказность КТСО.

Источники шумов и шумы, наводимые на провода и кабельные линии

Основным примером такого вида связи являются шумы, проникающие в устройства по проводам сетевого электропитания. В случае если невозможно контролировать сеть или к сети подключают другую аппаратуру (мощный энергопотребитель) возникает необходимость в развязке проводов сети.

Тогда уже стоит вопрос о резервировании электропитания систем ССТV. В этих целях используют источники бесперебойного электропитания компьютеров (типа UPS) или источники для охранно-пожарной аппаратуры.

Проблемы при этом остаются прежние: различные напряжения, требуемые для электропитания составных частей системы видеонаблюдения, жесткие требования к верхним порогам выходных напряжений, условия электромагнитной совместимости и т.п.

Добавляются требования обеспечения минимального времени резервирования электропитания ССТV – 0,5 часа, согласно ГОСТ Р 51558–2000, а на практике необходимо резервирование электропитания на значительно большее время.

Связь через общее сопротивление

Связь через общее сопротивление встречается там, где токи от двух различных устройств проходят через одно сопротивление. При этом падение напряжения, создаваемое каждым из устройств на конкретном участке сопротивления, является для другой системы источником помехи, и чем больше потребление, тем выше амплитуда помехи.

Электромагнитные поля

Еще один вид связи представляет собой излучение электромагнитных полей. Эффективность экранирования зависит от: частоты излучения, конфигурации экрана, положения внутри экрана измерительной точки, вида ослабляемого поля, вектора его распространения и поляризации. Опуская прикладные и промежуточные теоретические выкладки, можно сделать выводы, определяющие эффективность экранирования:

• для электрических полей и плоских волн потери при их отражении очень велики;
• для низкочастотных магнитных полей потери при их отражении очень малы;
• экран толщиной, равной глубине скин-слоя, обеспечивает потери на поглощение примерно 9 дБ;
• магнитные поля труднее поддаются экранированию, чем электрические;
• для защиты от низкочастотных магнитных полей следует применять магнитные материалы;
• для защиты от электрических полей, плоских волн и высокочастотных магнитных полей следует применять экран из качественного проводника;
• реальная эффективность экранирования, достигаемая на практике, обычно определяется утечками в швах и соединениях, а не собственно эффективностью применяемого материала;
• величину утечки определяет максимальный линейный размер отверстия, а не его площадь;
• утечка через большое количество маленьких отверстий меньше, чем через одно отверстие той же площади;
• наличие на рынке услуг аппаратуры, которая не создает помехи, столь же необходимо, как и наличие аппаратуры, защищающей от помех;
• подавлением шумов следует заниматься на возможно более ранней стадии проектирования КТСО;
• шумы возникают в следующих случаях: при наличии наводки по проводам, при осуществлении связи через общее сопротивление, а также при наличии электромагнитного излучения;
• металлы, используемые в сигнальных цепях и контактирующие друг с другом, должны быть гальванически совместимыми;
• универсальный метод решения большинства проблем борьбы с электромагнитными помехами и шумами существует далеко не всегда, обычно используются несколько способов одновременно.

Заземление

Заземление – один из основных способов уменьшения нежелательных шумов и наводок, приводящих к сбоям в работе видеосистемы или выходу из строя аппаратуры. Грамотное заземление и экранирование может решить значительную часть проблем шумопо
давления. Надежно заземленная система (комплекс) должна быть спроектирована таким образом, чтобы она работала как единая цель.

Проектирование систем с качественным заземлением преследует две основные цели: первая — минимизировать напряжение шумов, возникающих при прохождении токов от двух или более единиц аппаратуры через общее сопротивление земли; вторая — исключить образование контуров заземления, чувствительных к магнитным полям и разностям потенциалов «земли». Надо помнить, однако, что неправильно выполненное заземление само может стать основной причиной возникающих шумов и помех.

Защитное заземление

Из соображений без опасности корпус аппаратуры, так же как и вся система, должен быть заземлен. При возникновении пробоя (аварийная ситуация) ток через шину заземления проходит, можно сказать, молниеносна, что приводит к разрыванию цепи защитными устройствами.

Эту точку следует выбирать таким образом, чтобы она была как можно ближе к распределительному щитку.

• Сигнальные «земли»
• Сигнальные «земли» делятся, в основном, на два класса: заземление в одной или нескольких точках.
• При более глубоком рассмотрении методов заземления необходимо помнить о следующем:

• все проводники имеют конечный импеданс, состоящий обычно из сопротивления и индуктивности;
• разнесенные в пространстве точки заземления редко имеют одинаковый потенциал.

Силовая «земля» практически не годится для организации или в качестве сигнальной «земли». Напряжение, измеряемое между двумя точками земли, в типичных случаях составляет сотни милливольт, а иногда и единицы вольт.

Это напряжение достаточно велико для цепей с сигналами низкого уровня. С точки зрения шумов наиболее нежелательным является заземление с общей шиной или общим проводом.

При использовании такой схемы наиболее критичное устройство (с наибольшим потреблением тока) следует подключать как можно ближе к точке первичного заземления.

Схему подключения с раздельными землями (параллельное включение) наиболее предпочтительно применять на низких частотах (рис. 1), поскольку при этом нет перекрестных связей между возвратными токами различных устройств.

Однако эта схема подключения достаточно громоздка с технической точки зрения, так как в большом комплексе для нее требуется непомерно большое количество проводов.

Другое ограничение схемы раздельного заземления проявляется при высоких частотах, где индуктивности заземляющих проводников увеличивают импеданс земли, создают индуктивную связь между заземляющими шинами.

Паразитные емкости между проводниками заземления также образуют связи между «землями» устройств. На еще более высоких частотах импеданс заземляющих проводников может быть достаточно большим, и они будут работать как антенны, излучающие шумы.

Система заземления в нескольких точках

Для минимизации импеданса земли на высоких частотах применяются многоточечные схемы заземления (рис. 2).

В этой схеме устройства подключаются, по возможности, к ближайшей заземленной шине с малым импедансом, при этом сопротивления R1ER3 и индуктивности L1EL3 должны быть как можно меньше.

Увеличение толщины заземляющего проводника (поверхности) не влияет на высокочастотный импеданс, поскольку вследствие скин-эффекта ток течет только по его поверхности.

Практические системы заземления

Большинство практических схем заземления представляют собой комбинацию последовательного и параллельного заземления в одной точке. Такая комбинация обычно диктуется компромиссным решением между необходимостью выполнения критериев по электрическим шумам (наводкам) и задачей избежать увеличения сложности проводного монтажа сверх необходимой.

Ключ к успешному совмещению этих факторов лежит в выборочной группировке заземляющих проводов, такой, чтобы схемы с достаточно различающимися уровнями потребляемой мощности не имели общего возвратного провода земли.

Таким образом, группы слаботочных устройств могут иметь общий возвратный провод «земли», тогда как другие группы устройств подключаются к «земле» другим возвратным проводником.

В большинстве интегрированных комплексах необходимо как минимум четыре возвратных проводника «земли» (рис. 3), исключая нейтраль и провод защитного заземления.

1. 
2. Использование такой конфигурации схемы заземления интегрированного комплекса безопасности и систем жизнеобеспечения здания (объекта) может значительно уменьшить проблемы неустойчивости работы отдельных подсистем.
3. Кроме двух перечисленных методов борьбы с помехами (экранирование и заземление) существуют такие, как:

• балансировка;
• фильтрация;
• изоляция;
• разнесение и ориентация;
• регулировка величины полного сопротивления;
• выбор номенклатуры кабельной продукции;
• снижение амплитуды пускового тока;
• минимизация энергопотребления;
• программно-аппаратный метод.

Рассмотренные методы шумоподавления применимы как к аналоговым, так и к цифровым системам, в том числе в системам видеонаблюдения.

Источник: https://os-info.ru/videonablyudenie/vidy-pomex-i-sposoby-ix-ustraneniya.html

Кондуктивные помехи | Виды и причины появления кондуктивных помех

Основополагающим в области ЭМС является понятие электромагнитной совместимости технических средств (ТС), под которой понимается способность этих ТС работать в условиях определенной электромагнитной обстановки с сохранением качества и без создания другим техническим средствам недопустимых электромагнитных помех.

Электромагнитной помехой, или ЭМП, называется естественное или искусственное электромагнитное явление (процесс), из-за которого происходит или возможно снижение качества работы технического средства.

Влияние ЭМП на оборудование может носить как непредсказуемый, но при этом временный характер (обратимый сбой характеристик канала передачи данных), так и необратимый характер, вплоть до физического повреждения технического средства (возгорание рабочей аппаратуры, ее кабелей и т.п.).

Классификация ЭМП

Подходов к классификации ЭМП существует немало: по источнику их возникновения, среде распространения, характеру воздействия на технические средства.

Исходя из среды распространения электромагнитные помехи делятся на:

• индуктивные. К ним относятся помехи, которые распространяются в виде электромагнитных полей в непроводящих средах;
• кондуктивные. К данному виду относятся токи, которые протекают по проводящим конструкциям, а также земле.

Названная классификация условна, так как в реальных условиях протекающий электромагнитный процесс является единым, он затрагивает как проводящую, так и непроводящую среду, в связи с чем во время распространения многих помех возможно их превращение из индуктивных в кондуктивные и наоборот. Относительно строгим такое деление можно считать только в низкочастотной области (до десятков кГц), где связи (емкостные и индуктивные) чаще всего незначительны.

В данной статье рассмотрим кондуктивные помехи и причины их возникновения.

Кондуктивные помехи

Как уже отмечено выше, кондуктивными электромагнитные помехи являются с учетом среды их распространения – в проводящих конструкциях и земле в виде токов.

Кондуктивные помехи в цепях с более чем одним проводником, в свою очередь, разделяются на:

• помехи «провод–земля». Называются также несимметричными, синфазными, общего вида. Напряжение помехи при этом, как видно из названия, приложено между каждым из проводников цепи и землей.

Обусловлены такие помехи разностью потенциалов в цепях заземления устройств. Могут возникнуть от токов в земле (аварийные либо токи молнии) либо магнитных полей. При синфазных помехах не возникают мешающие напряжения на приемнике, однако они оказывают воздействие на изоляцию проводов относительно земли, а следовательно, могут привести к пробою изоляции;

• помехи «провод–провод». Такие помехи называются еще симметричными, противофазными, дифференциального вида. В данном случае напряжение помехи приложено между различными проводниками одной цепи.

• 
• Возникновение таких помех происходит через гальванические связи, путем передачи электромагнитным полем, либо из-за преобразования помехи «провод–земля» в помеху «провод–провод».
• Если говорить о том, какие же из вышеназванных кондуктивных помех наиболее опасные, то обычно это помехи «провод–провод», из-за того, что приложены они оказываются так же, как и полезный сигнал.

Реальные кондуктивные помехи обычно представлены комбинацией помех «провод–земля» и «провод–провод». Кроме того, из-за несимметричности внешних цепей передачи сигналов и входных цепей аппаратуры возможно преобразование одного вида кондуктивных помех в другой.

Причины появления кондуктивных помех

Нарушения функционирования технических средств, как и помехи, непредсказуемы. Объяснением тому служат как множество различных механизмов возникновения помех, так и статистический характер помехоустойчивости у преобладающего числа средств автоматизации.

К причинам появления в системе кондуктивных ЭМП, то есть взаимного влияния приборов либо кондуктивных элементов, относятся:

• напряжение питания с частотой 50 Гц;
• ВЧ и НЧ тактовые сигналы;
• сигналы в проводах управления либо линиях передачи (ЛП) данных;
• коммутационные процессы в индуктивностях;
• искровые разряды в момент замыкания и размыкания контактов.

При данных причинах появления кондуктивных ЭМП они могут иметь различные значения.

В следующей статье мы рассмотрим способы защиты от электромагнитных, в том числе кондуктивных, помех.

Вас также может заинтересовать:

Источник: http://gauss-instruments.ru/konduktivnye-pomexi/

Воздействие электромагнитных излучений на технические средства

Помехи воздействуют на различные радиоэлектронные системы (РЭС), устройства и элементы, которые можно определить обобщенным понятием рецептора электромагнитных колебаний [1.3].

Рецепторы электромагнитной помехи — все устройства, которые в той или иной мере, обратимо или необратимо изменяют значения своих параметров под влиянием ЭМП (см. табл. 1.1).

Рецепторы могут быть естественного и искусственного происхождения. К рецепторам естественного происхождения можно отнести представителей фауны и флоры.

• Искусственные рецепторы можно разделить на работающие по принципу извлечения информации из ЭМП (радиоприемные устройства); рецепторы, принцип работы которых не связан с внешними полями.
• Таблица 1.1
• Рецепторы электромагнитных помех

Наиболее значимые группы рецепторов	Состав групп рецепторов
Естественные	Представители фауны
Представители флоры
Радиоэлектронные приёмные устройства	Радио и телевещание
Радиосвязь и навигация
Мобильная связь
Радиолокационные станции
Спутниковые системы
Радиорелейные линии связи
Усилители	промежуточной частоты
Видеочастоты
Звуковых частот
Высоких частот
Техническое оборудо- вание	Производственное оборудование
Офисная техника
Компьютеры
Радиотелефоны

Наиболее значимые группы рецепторов	Состав групп рецепторов
Вспомогательные уст- ройства	Средства охраны и сигнализации
Медицинское электронное оборудование
Пиротехнические электронные приборы
Электрические линии связи	Проводные линии связи
Кабельные линии связи

Воздействие помех на рецепторы происходит как через антенный тракт (радиоприемники), так и вследствие наводок па различные элементы РЭС, по цепям питания и управления.

Рассмотрим подробнее основные группы рецепторов электромагнитных помех.

Источник: https://bstudy.net/701005/bzhd/vozdeystvie_elektromagnitnyh_izlucheniy_tehnicheskie_sredstva

Помехи в электросети импульсные защита фильтр

Технологический прогресс последних десятилетий внес в жизнь человечества большое количество различных устройств и приспособлений. Сегодня многие люди не представляют возможным своё существование без компьютера, телевизора, холодильника и без различной бытовой техники.

Вся эта техника призвана помочь, а в некоторых случаях облегчить жизнь человека.

Давно известный факт – срок службы любого приспособления определяется качеством электрической сети. Повышение и понижение напряжения, различные помехи и скачки — неблагоприятные факторы, способствующие преждевременному выходу из строя любой техники. Какие существуют основные виды помех в электросети и как обезопасить себя от непредвиденных расходов?

Основные виды помех в электросети

Существует целая масса причин, из-за которых возникают различного рода помехи. В любой сети могут наблюдаться как импульсные, так и высокочастотные помехи.

Первые возникают во время включения и выключения прибора и являются наиболее опасными для бытовой техники. Физически собой они представляют скоротечное повышение амплитуды напряжения.

Резкий перепад напряжения является фатальными для многих микросхем, которыми оснащены современные устройства.

Что касается высокочастотных помех, то здесь стоит отметить, что они наблюдаются в сети практически всегда. Полностью избавиться от них не представляется возможным.

Наблюдать ВЧ-помехи можно во время работы холодильника, кофеварки и других приспособлений. Передаются они не только по проводам, но и по эфиру.

Однако большой угрозы они не представляют и на срок службы домашней техники практически не влияют.

Как защитить домашние приборы от помех

На сегодняшний день существует несколько действенных способов по борьбе с различными физическими отклонениями в работе электросети:

• стабилизатор напряжения;
• источник бесперебойного питания;
• сетевые фильтры.

Стабилизатор напряжения позволяет контролировать уровень напряжение в сети и, если произойдет резкий дисбаланс, устройство прекратит подачу электричества к потребителю. Сам стабилизатор подключается между источником напряжения и самим потребителем электроэнергии.

Стабилизатор — эффективный способ по защите бытовых приспособлений. Устройство прекращает подачу электроэнергии к потребителю в случае скачка напряжения в сети и, возобновляет подачу, когда напряжение нормализуется.

Правда такой способ борьбы с помехами не всегда подходит в качестве основного. Например, при работе с компьютером пользователю важно, чтобы все несохраненные текстовые данные не исчезли.

В таком случае лучше всего использовать ИБП – источник бесперебойного питания.

ИБП включает в себя обычный аккумулятор, который продолжает поддерживать компьютер в работоспособном состоянии еще некоторое время после случившихся помех и последующих перепадов напряжения.

Более дешевый способ придать домашней технике устойчивости перед помехами – сетевые фильтры. Они также хорошо справляются со своей задачей и применяют их чаще всего во время подключения крупной бытовой техники: холодильника, стиральной машины.

Как и чем измерить помехи

Измерить помехи в электросети и их прямое воздействие возможно с помощью специальных приборов. Приспособление подключается к источнику, в котором наблюдаются помехи.

При этом важно правильно проводить подготовительные работы, которые подразумевают корректное подключение прибора к сети.

В противном случае возникнет погрешность в показаниях, что усложнить дальнейший порядок действий по борьбе с помехами.

Всю работу можно осуществить, например, с помощью осциллографа. Прибор включается в сеть и на дисплее спустя некоторое время отображаются показатели напряжения и другие характеристики.

Источник: https://Web-electric.ru/kakie-byvayut-pomehi-v-elektroseti-i-kak-ot-nih-zashhititsya

1. Пассивные и активные методы и способы защиты каналов утечки информации

К
пассивным техническим средствам защиты
относятся экранирующие устройства и
сооружения, маски различного назначения,
разделительные устройства в сетях
электроснабжения, защитные фильтры и
т. д. Цель пассивного способа – максимально
ослабить сигнал от источника информативного
сигнала, например, за счет отделки стен
звукопоглощающими материалами или
экранирования технических средств.

Активное
техническое средство защиты – устройство,
обеспечивающее создание маскирующих
активных помех (или имитирующих их) для
средств технической разведки или
нарушающие нормальное функционирование
средств негласного съема информации.
Активные способы предупреждения утечки
информации можно подразделить на
обнаружение и нейтрализацию этих
устройств.

2 Методы и способы защиты информации, обрабатываемой в тспи

• Защита
  информации, обрабатываемой техническими
  средствами, осуществляется с применением
  пассивных и активных методов и средств.
• Пассивные
  методы защиты информации направлены
  на:
• •
  ослабление побочных электромагнитных
  излучений (информационных сигналов)
  ТСПИ на границе контролируемой зоны
  до величин, обеспечивающих невозможность
  их выделения средством разведки на фоне
  естественных шумов;
• •
  ослабление наводок побочных электромагнитных
  излучений (информационных сигналов)
  ТСПИ в посторонних проводниках и
  соединительных линиях ВТСС, выходящих
  за пределы контролируемой зоны, до
  величин, беспечивающих невозможность
  их выделения средством разведки на фоне
  естественных шумов;
• •
  исключение (ослабление) просачивания
  информационных сигналов ТСПИ в цепи
  электропитания, выходящие за пределы
  контролируемой зоны, до величин,
  обеспечивающих невозможность их
  выделения средством разведки на фоне
  естественных шумов.
• Активные
  методы защиты информации направлены
  на:
• •
  создание маскирующих пространственных
  электромагнитных помех с целью уменьшения
  отношения сигнал/шум на границе
  контролируемой зоны до величин,
  обеспечивающих невозможность выделения
  средством разведки информационного
  сигнала ТСПИ;
• •
  создание маскирующих электромагнитных
  помех в посторонних проводниках и
  соединительных линиях ВТСС с целью
  уменьшения отношения сигнал/шум на
  границе контролируемой зоны до величин,
  обеспечивающих невозможность выделения
  средством разведки информационного
  сигнала ТСПИ.
• Ослабление
  побочных электромагнитных излучений
  ТСПИ и их наводок в посторонних проводниках
  осуществляется путем экранирования и
  заземления ТСПИ и их соединительных
  линий.
• Исключение
  (ослабление) просачивания информационных
  сигналов ТСПИ в цепи электропитания
  достигается путем фильтрации информационных
  сигналов.
• Для
  создания маскирующих электромагнитных
  помех используются системы пространственного
  и линейного зашумления.

3 Методы и способы защиты информации, циркулирующей в телефонных аппаратах и двухпроводных линиях

1. Для
   защиты телефонного аппарата от утечки
   акустической (речевой) информации по
   акустоэлектрическому каналу используются
   пассивные, активные и комбинированные
   технические средства.
2. Как
   пассивные, так и активные средства
   защиты имеют свои характерные преимущества
   и недостатки.

3. Достоинствами
   пассивных средств защиты являются:
4. Относительная
   простота электрической схемы и малые
   габариты;
5. Для
   них не требуется источников электропитания;
6. Они
   включаются в разрыв цепей ВТСС, и поэтому
   выход из строя некоторых элементов
   электрической схемы обнаруживается в
   процессе эксплуатации;
7. Относительно
   низкая стоимость.
8. Активные
   средства защиты, по сравнению с пассивными,
   построены по более сложной схеме и,
   следовательно, имеют более высокую
   стоимость.
9. К
   наиболее широко применяемым пассивным
   методам защиты относятся:
10. Ограничение
    сигналов малой амплитуды;
11. Фильтрация
    сигналов высокой частоты (сигналов
    “высокочастотного навязывания”);
12. Отключение
    преобразователей (источников) сигналов.
13. Возможность
    ограничения сигналов малой амплитуды
    основывается на нелинейных свойствах
    полупроводниковых элементов, главным
    образом диодов.

К
пассивным методам относится отключение
преобразователей (источников) сигналов
от линии при положенной трубке телефонного
аппарата является наиболее эффективным
методом защиты информации. Самый простой
способ реализации этого метода защиты
заключается в установке в корпусе
телефонного аппарата или телефонной
линии специального ручного переключателя.
Более удобным в эксплуатации является
установка в телефонной линии специального
устройства защиты, автоматически (без
участия оператора) отключающего
телефонный аппарат от линии при положенной
телефонной трубке.

Активные
методы защиты от утечки информации по
акустоэлектрическому каналу предусматривают
подачу в линию при положенной телефонной
трубке маскирующего сигнала речевого
диапазона. При снятии трубки телефонного
аппарата подача в линию шумового сигнала
прекращается[3].

Наиболее
часто используются устройства защиты
комбинированного типа, реализующие
одновременно несколько методов защиты.
К таким устройствам относится устройство
защиты МП-1А. Именно оно будет использоваться
для защиты телефонных аппаратов в
конференц-зале.

Устройство
защиты МП-1А предназначено для исключения
утечки информации через абонентскую
линию аналоговых и цифровых АТС
соответственно, в режиме ожидания
вызова.

Оно отличается
малыми габаритами и низкой потребляемой
мощностью по сравнению с ближайшими
прототипами типа Гранит-8,11,12. Устройство
будет размещаться внутри телефонной
розетки

Источник: https://studfile.net/preview/5868802/

Классификация пассивных и активных способов и средств защиты информации, обрабатываемой техническими средствами

• Пассивные средства защиты:
• · экранирующие устройства и сооружения (например, экранирование помещений объекта с малой КЗ, в которых размещены ОТСС);
• · маски различного назначения;
• · разделительные устройства в сетях электроснабжения (например, установка в цепях электропитания ОТСС электрических помехоподавляющих фильтров);
• · защитные фильтры и т. д
• Пассивные методы защиты информации направлены на:
• · ослабление побочных электромагнитных излучений (информационных сигналов) ТСПИ на границе контролируемой зоны до величин, обеспечивающих невозможность их выделения средством разведки на фоне естественных шумов;
• · ослабление наводок побочных электромагнитных излучений (информационных сигналов) ТСПИ в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС, выходящих за пределы КЗ, до величин, обеспечивающих невозможность их выделения средством разведки на фоне естественных шумов;
• · исключение (ослабление) просачивания информационных сигналов ТСПИ в цепи электропитания, выходящие за пределы КЗ, до величин, обеспечивающих невозможность их выделения СР на фоне естественных шумов.

Активное техническое средство защиты – устройство, обеспечивающее создание маскирующих активных помех (или имитирующих их) для средств технической разведки или нарушающие нормальное функционирование средств негласного съема информации. Активные способы предупреждения утечки информации можно подразделить на обнаружение и нейтрализацию этих устройств.

1. К средствам активной защиты (САЗ) относятся:
2. · средства пространственного зашумления;
3. · экранирование помещений применяется в случаях, когда контролируемая зона от ОТСС превышает размеры контролируемой зоны объекта.
4. Активные методы защиты информации направлены на:
5. · создание маскирующих пространственных электромагнитных помех с целью уменьшения отношения сигнал/шум на границе контролируемой зоны до величин, обеспечивающих невозможность выделения средством разведки информационного сигнала ТСПИ;
6. · создание маскирующих электромагнитных помех в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС с целью уменьшения отношения сигнал/шум на границе контролируемой зоны до величин, обеспечивающих невозможность выделения средством разведки информационного сигнала ТСПИ.
7. · ослабление побочных электромагнитных излучений ТСПИ и их наводок в посторонних проводниках осуществляется путем экранирования и заземления ТСПИ и их соединительных линий.

· исключение (ослабление) просачивания информационных сигналов ТСПИ в цепи электропитания достигается путем фильтрации информационных сигналов.

Для создания маскирующих электромагнитных помех используются системы пространственного и линейного зашумления.

26. Основные требования к системе пространственного электромагнитного зашумления. Схема установки системы пространственного зашумления на объекте информатизации. Основные требования при установке системы пространственного зашумления на объекте информатизации.

• Система пространственного зашумления должна обеспечивать:
• · электромагнитные помехи в диапазоне частот возможных побочных излучений ТСПИ;
• · нерегулярную структуру помех;
• · уровень создаваемых помех на электрический ток и по магнитной составляющей должен обеспечивать минимальное значение сигнал/шум;
• · за счет выбора типа антенны помехи должны иметь горизонтальную и вертикальную поляризацию.
• Цель пространственного зашумления считается достигнутой, если отношение опасный сигнал/шум на границе контролируемой зоны не превышает некоторого допустимого значения, рассчитываемого по специальным методикам для каждой частоты информационного (опасного) побочного электромагнитного излучения ТСПИ.

Структурная схема системы пространственного зашумления реализуется с кабельными петлями, которые должны состоять из двух витков каждая и прокладываются таким образом, чтобы петли охватывали выделенное помещение (объект информатизации) в трех взаимноперпендикулярных плоскостях. При этом витки одной петли должны прокладываться по периметру взаимнопротивоположных стен. Прокладка должна осуществляться открыто или скрыто, но не в металлических трубах. Питание каждой петли должно осуществляться от независимого генератора шума. Токи в параллельных витках одной цепи должны быть направлены в одну сторону. Петли должны исполняться неэкранированным кабелем, сечение жил которого должно удовлетворять требованиям теплового режима. Генератор шума должен обеспечивать шумовой сигнал, соответствующий нормам пространственного зашумления.

В системах пространственного зашумления в основном используются слабонаправленные рамочные жесткие и гибкие антенны. Рамочные гибкие антенны выполняются из обычного провода и разворачиваются в двух-трех плоскостях, что обеспечивает формирование помехового сигнала как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией во всех плоскостях.

При использовании систем пространственного зашумления необходимо помнить, что наряду с помехами средствам разведки создаются помехи и другим радиоэлектронным средствам (например, системам телевидения, радиосвизи и т.д.).

Поэтому при вводе в эксплуатацию системы пространственного зашумления необходимо проводить специальные исследования по требованиям обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Кроме того, уровни помех, создаваемые системой зашумления, должны соответствовать санитарно-гигиеническим нормам.

Однако нормы на уровни электромагнитных излучений по требованиям ЭМС существенно строже санитарно-гигиенических норм. Следовательно, основное внимание необходимо уделять выполнению норм ЭМС.

Пространственное зашумление эффективно не только для закрытия электромагнитного, но и электрического каналов утечки информации, так как помеховый сигнал при излучении наводится в соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках, выходящих за пределы контролируемой зоны.

Источник: https://cyberpedia.su/5x7b23.html

Классификация источников электромагнитных помех

• По источнику – Естественные и искусственные (функциональные и нефункциональные источники) По спектральным характеристикам – Широкополосные и узкополосные – Низкочастотные и высокочастотные
• По среде распространения – Индуктивные и кондуктивные
• По типу возникновения – Синфазные – Противофазные
• Работа по электромагнитной совместимости на стадии проектирования

Стадия проектирования	Вид работы по ЭМС
Разработка концепции	Выяснение областей применения. Анализ условий применения, идентификация соответствующих норм.
Составление документации	Определение требований ЭМС, помехоустойчивости, граничных условий эмиссии помех и соответствующих условий испытаний и подтверждений ЭМС. Составление программы обеспечения ЭМС.
Определение параметров	Разработка схемы в соответствии с требованиями ЭМС. Разработка конструкции печатных плат и корпуса прибора, удовлетворяющих требованиям ЭМС. Проведение измерений в процессе разработки продукции. Доработка и совершенствование. Типовые испытания, сертификация.
Обслуживание продукции	Обеспечение электромагнитной совместимости при измерениях и заменах деталей.

Экранирование

Экранирование является одним из самых эффективных методов защиты от электромагнитных излучений. Под экранированием понимается размещение элементов КС, создающих электрические, магнитные и электромагнитные поля, в пространственно замкнутых конструкциях. Способы экранирования зависят от особенностей полей, создаваемых элементами КС при протекании в них электрического тока.

Характеристики полей зависят от параметров электрических сигналов в КС. Так при малых токах и высоких напряжениях в создаваемом поле преобладает электрическая составляющая. Такое поле называется электрическим (электростатическим).

Если в проводнике протекает ток большой величины при малых значениях напряжения, то в поле преобладает магнитная составляющая, а поле называется магнитным.

1. В зависимости от типа создаваемого электромагнитного поля различают следующие виды экранирования:
2. · экранирование электрического поля;
3. · экранирование магнитного поля;
4. · экранирование электромагнитного поля.

Экранирование электрического поля, заземленным металлическим экраном обеспечивает нейтрализацию электрических зарядов, которые стекают по заземляющему контуру.

Контур заземления должен иметь сопротивление не более 4 Ом. Электрическое поле может экранироваться и. с помощью диэлектрических экранов, имеющих высокую относительную диэлектрическую проницаемость ε.

При этом поле ослабляется в ε раз [64].

Материалы для изготовления экранов

Элементы схем с высоким уровнем побочных излучений могут помещаться в металлические или металлизированные напылением заземленные корпуса. Начиная с уровня блоков, экранирование осуществляется с помощью конструкций из листовой стали, металлических сеток и напыления. Экранирование кабелей осуществляется с помощью металлической оплетки, стальных коробов или труб.

При экранировании помещений используются: листовая сталь толщиной до 2 мм, стальная (медная, латунная) сетка с ячейкой до 2,5 мм. В защищенных помещениях экранируются двери и окна. Окна экранируются сеткой, металлизированными шторами, металлизацией стекол и оклеиванием их токопроводящими пленками.

Двери выполняются из стали или покрываются токопроводящими материалами (стальной лист, металлическая сетка). Особое внимание обращается на наличие электрического контакта токопроводящих слоев двери и стен по всему периметру дверного проема. При экранировании полей недопустимо наличие зазоров, щелей в экране.

Размер ячейки сетки должен быть не более 0,1 длины волны излучения.

Выбор числа уровней и материалов экранирования осуществляется с учетом:

• характеристик излучения (тип, частота и мощность);
• требований к уровню излучения за пределами контролируемой зоны и размеров зоны;
• наличия или отсутствия других методов защиты от ПЭМИН;
• минимизации затрат на экранирование.

Особености экранирования кабельных линий

При экранировании магнитных полей различают низкочастотные магнитные поля (до 10 кГц) и высокочастотные магнитные поля.

Низкочастотные магнитные поля шунтируются экраном за счет направленности силовых линий вдоль стенок экрана. Этот эффект вызывается большей магнитной проницаемостью материала экрана по сравнению с воздухом.

Высокочастотное магнитное поле вызывает возникновение в экране переменных индукционных вихревых токов, которые создаваемым ими магнитным полем препятствуют распространению побочного магнитного поля. Заземление не влияет на экранирование магнитных полей.

Для излучений на частотах свыше 10 МГц достаточно иметь экран из меди или серебра толщиной 0,1 мм.

Электромагнитные излучения блокируются методами высокочастотного электрического и магнитного экранирования.

Экранирование осуществляется на пяти уровнях:

• уровень элементов схем;
• уровень блоков;
• уровень устройств;
• уровень кабельных линий;
• уровень помещений.

Электрические фильтры

Электрический фильтр – это четырехполюсник, пропускающий из входной цепи в выходную определенный диапазон частот сигналов в виде напряжения или тока.

Электрические фильтры классифицируются по нескольким группам (табл.5.1):

• низкочастотные – это такие четырехполюсники, которые беспрепятственно пропускают частоты от нуля до некоторой частоты среза ?ср;

• высокочастотные – это такие четырехполюсники, которые пропускают частоты от частоты среза (?ср) до бесконечности;

• полосовые – это такие четырехполюсники, которые пропускают частоты от частоты ?1 до ?2, а остальные частоты не пропускают;

• заграждающие – это четырехполюсники, противоположные полосовым, т.е. частоты от частоты ?1 до ?2 не пропускают, а все остальные пропускают;

• совокупность двух или более перечисленных фильтров.

Основные требования к фильтрам:

• в полосе пропускания фильтр не должен потреблять активную мощность;

• схемы фильтров не должны содержать активных сопротивлений;

• фильтр должен содержать только элементы реактивного характера (L или C – элементы);

• в полосе заграждения (затухания) выходные сигналы должны быть равны нулю, то есть коэффициент затухания должен стремиться к бесконечности;

• в полосе пропускания коэффициент затухания должен быть равен нулю.

Так как фильтр попускает через себя большой диапазон частот, то для достижения эффективной передачи сигнала необходимо иметь согласованный режим во всем диапазоне частот, а значит, повторное сопротивление фильтра не должно быть реактивным.

Качество электроэнергии

Показатели качества электрической энергии, методы их оценки и нормы определяет Межгосударственный стандарт: «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» ГОСТ 13109-97.

• Большинство явлений, происходящих в электрических сетях и ухудшающих качество электрической энергии, происходят в связи с особенностями совместной работы электроприёмников и электрической сети.
• Семь ПКЭ в основном обусловлены потерями (падением) напряжения на участке электрической сети, от которой питаются соседние потребители. Потери напряжения на участке электрической сети (k) определяются выражением:
• ΔUk = (Pk·Rk + Qk·Xk) / Uном
• Здесь активное (R) и реактивное (X) сопротивление k-го участка сети, практически постоянны, а активная (P) и реактивная (Q) мощность, протекающие по k-му участкусети — переменны, и характер этих изменений влияет на формирование электромагнитных помех:
•  При медленном изменении нагрузки в соответствии с её графиком — отклонение напряжения;
•  При резкопеременном характере нагрузки — колебания напряжения;
•  При несимметричном распределении нагрузки по фазам электрической сети —несимметрия напряжений в трёхфазной системе;
•  При нелинейной нагрузке — несинусоидальность формы кривой напряжения.
• В отношении этих явлений потребители электрической энергии имеют возможность тем или иным образом влиять на её качество.

Всё прочее, ухудшающее качество электрической энергии, зависит от особенностей работы сети, климатических условий или природных явлений.

Поэтому, возможности влиять на это потребитель электрической энергии не имеет, он может только защищать своё оборудование специальными средствами, например, устройствами быстродействующих защит или устройствами гарантированного питания (UPS).



Источник: https://infopedia.su/9×7266.html

Классификация источников помех

• КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
• Кафедра ЭС 
• РЕФЕРАТ НА ТЕМУ : «Классификация источников помех» 
   
   
   
   
   
   
   

                                             Студент : Зинатуллин Б.Н.

 Группа : ТВН-1-10

Преподаватель: Муратаева Г.А.

                                 Казань 2012г. 
 

1. Классификация 
электромагнитных помех

В качестве электромагнитной помехи (ЭМП) может фигурировать практически 
любое электромагнитное явление 
в широком диапазоне частот. Прежде чем переходить к рассмотрению влияния 
ЭМП на электронную аппаратуру, попытаемся ввести некоторую классификацию 
ЭМП.

В зависимости от источника ЭМП можно разделить 
на естественные и искусственные. Наиболее распространенной естественной ЭМП является электромагнитный импульс при ударе молнии. Искусственные помехи можно разделить на создаваемые функциональными источниками и создаваемые нефункциональными источниками.

Функциональным источник помехи будем называть в случае, если для него самого создаваемая ЭМП является полезным сигналом. К таким источникам относятся, прежде всего, передающие устройства радиосвязи, а также аппаратура, использующая цепи питания для передачи информации.

Нефункциональными будем называть источники, которые создают ЭМП в качестве побочного эффекта в процессе работы. К ним можно отнести любые проводные коммуникации, создающие электромагнитные поля, коммутационные устройства, импульсные блоки питания аппаратуры и т.п.

Электростатический разряд с тела человека также может рассматриваться как создаваемый нефункциональным источником ЭМП.

Принципиальное различие между функциональными и нефункциональными источниками состоит в том, что для вторых уровень ЭМП часто можно снизить путем пересмотра конструкции источника, в то время как для функциональных ЭМП такой путь обычно исключается.

В зависимости от среды распространения ЭМП могут 
разделяться на индуктивные и кондуктивные. Индуктивными называют ЭМП, распространяющиеся в виде электромагнитных полей в непроводящих средах. Кондуктивные ЭМП представляют собой токи, текущие по проводящим конструкциям и земле.

Деление помех на индуктивные и кондуктивные является, строго говоря, условным. В реальности протекает единый электромагнитный процесс, затрагивающий проводящую и непроводящую среду.

В ходе распространения многие помехи могут превращаться из индуктивных в кондуктивные и наоборот. Так, переменное электромагнитное поле способно создавать наводки в кабелях, которые далее распространяются как классические кондуктивные помехи.

С другой стороны, токи в кабелях и цепях заземления сами создают электромагнитные поля, т.е. индуктивные помехи.

Условность деления 
помех на индуктивные и кондуктивные наглядно проявляется, например, в ходе анализа пути проникновения высокочастотных помех внутрь электронной аппаратуры.

Часто выясняется, что реальный путь проникновения помехи представляет собой комбинацию металлических проводников и «дорожек» на платах аппаратуры («кондуктивные» участки) и паразитных емкостных и индуктивных связей («индуктивные» участки).

Деление помех на индуктивные и кондуктивные можно считать относительно строгим лишь в низкочастотной (до десятков кГц) области, когда емкостные и индуктивные связи обычно малы. Однако и здесь есть исключения — например, строгий анализ растекания тока через сложный заземлитель в землю требует учета как гальванической, так и электромагнитной составляющей единого процесса.

Кондуктивные помехи в цепях, имеющих более одного проводника, принято также делить на помехи «провод — земля» (синонимы — несимметричные, общего вида, Common Mode) и «провод-провод» (симметричные, дифференциального вида, Differential Mode).

В первом случае («провод-земля») напряжение помехи приложено, как следует из названия, между каждым из проводников цепи и землей. Во втором — между различными проводниками одной цепи (см. рис. 1).

Обычно самыми опасными для аппаратуры являются помехи «провод-провод», поскольку они оказываются приложенными так же, как и полезный сигнал (рис. 1 б)). Реальные помехи обычно представляют собой комбинацию помех «провод-провод» и «провод-земля».

Нужно учитывать, что несимметрия внешних цепей передачи сигналов и входных цепей аппаратуры может вызывать преобразование помехи «провод-земля» в помеху «провод-провод». Это легко понять, рассматривая упрощенную схему на рис.

2: несимметрия внешних цепей (Zl1≠Zl2) и входных цепей аппаратуры-приемника (Zi1≠Zi2) приводит к появлению помехи «провод-провод» величиной Ul = (Zi1/ Zl1 — Zi2/Zl2)Uc. В данном примере упрощение заключалось в том, что внутреннее сопротивление приемника в режиме «провод-провод» принято равным бесконечности (т.е., в качестве измерителя полезного сигнала включен идеальный вольтметр). 

Рисунок 1. Схема 
приложения помехи «провод-земля» (а) и 
«провод-провод» (б).

Рисунок 2. Преобразование помехи «провод-земля» в помеху «провод-провод».
 

Применение внешних 
цепей с высокой степенью симметрии (т.е. с Zl1 ≈Zl2, например, типа «витая пара»), позволяет обеспечить низкий уровень преобразования помех «провод-земля» в помехи «провод-провод», но лишь при условии высокой симметрии входных цепей аппаратуры (Zi1 ≈ Zi2).

Их отличительной 
особенностью является то, что характер изменения помехи во времени является синусоидальным или близок к нему. При этом спектр помехи близок к 
линейчатому (максимальный уровень — на основной частоте, пики меньшего уровня — на частотах гармоник).

Широкополосные 
помехи имеют существенно несинусоидальный характер и обычно проявляются в виде либо отдельных импульсов, либо их последовательности.

Для периодических широкополосных сигналов спектр состоит из большого набора пиков на частотах, кратных частоте основного сигнала.

Для апериодических помех спектр является непрерывным и описывается спектральной плотностью. Типичными широкополосными помехами являются:

1. · шум, создаваемый 
   в сети питания аппаратуры при 
   работе импульсного блока питания;
2. · молниевые импульсы;
3. · импульсы, создаваемые 
   при коммутационных операциях;
4. · ЭСР.

Другой спектральной характеристикой является область 
частот, в которой лежит основная часть спектра помехи. Условно 
принято делить все помехи на низкочастотные и высокочастотные. К первым обычно относят помехи в диапазоне 0 — 9 кГц.

В большинстве случаев они создаются силовыми электроустановками и линиями. Высокочастотные узкополосные помехи (с частотой выше 9 кГц) обычно создаются различными системами связи. Высокочастотными являются все распространенные типы импульсных помех.

Иногда также вводят понятия радиочастотной помехи (диапазон — от 150 кГц до 1,2 ГГц) и СВЧ-помехи (порядка нескольких ГГц).

 
2. Влияние 
ЭМП на аппаратуру связи

Влияние ЭМП на аппаратуру бывает разнообразным — от непредсказуемых 
временных ухудшений характеристик 
канала передачи информации, сбоев 
цифровой техники и искажения 
изображения на экранах мониторов 
до физического повреждения и 
даже возгорания аппаратуры и ее кабелей. Иногда при анализе той или 
иной неисправности оказывается очень сложно обнаружить, что реальным ее источником являются проблемы ЭМС.

Прежде, чем переходить к описанию физических механизмов влияния 
ЭМП на аппаратуру, рассмотрим формальную классификацию воздействия ЭМП 
по признаку степени серьезности 
последствий.

В действующих стандартах для этого используются так называемые критерии качества функционирования аппаратуры под действием ЭМП (см., например, [5]).

Они используются для формализации описания поведения аппаратуры под 
действием той или иной помехи. Рассмотрим эти критерии.

Критерий А — воздействие ЭМП никак не отражается на функциональных характеристиках аппаратуры, работа которой до, во время и после воздействия помехи происходит в полном соответствии с техническими условиями или стандартами. Обычно выполнение критерия А требуется для аппаратуры, используемой для выполнения функций высокой важности в реальном масштабе времени. В первую очередь это аппаратуры защиты и противоаварийной автоматики.

Критерий В — допускается временное ухудшение функциональных характеристик аппаратуры в момент воздействия помехи. После прекращения воздействия ЭМП функционирование полностью восстанавливается без вмешательства обслуживающего персонала.

Этот критерий обычно используется для аппаратуры, выполняющей задачи высокой важности, однако не в реальном масштабе времени. Достаточно «скользким» моментом при определении соответствия аппаратуры критерию В является допустимое время восстановления функциональных характеристик после воздействия помехи.

Это актуально, например, когда речь идет о цифровой аппаратуре, воздействие ЭМП на которую приводит к перезагрузке.

Критерий D — физическое повреждение аппаратуры под действием 
помехи. По понятным причинам, этот критерий не может использоваться для формулировки требований к устойчивости аппаратуры.

Несмотря на высокий 
уровень формализации, применение этих критериев часто требует дополнительной информации. Такая конкретизация 
обычно выполняется в стандартах на виды продукции, технических условиях и программах испытаний.

Перейдем теперь к рассмотрению физических механизмов влияния ЭМП на аппаратуру.

Условно, можно выделить следующие основные сценарии воздействия 
ЭМП на аппаратуру:

1) Искажение сигналов 
во внешних информационных цепях. 
Можно выделить две основных 
причины возникновения кондуктивных помех в информационных цепях (рис. 3):

— действие индуктивных 
ЭМП, наводящих кондуктивные помехи в информационных цепях;

— наличие гальванической 
связи между подверженной влиянию 
цепью и источником внешних 
помех (кондуктивный механизм).

В качестве такой гальванической связи очень часто выступает общее для различных устройств сопротивление заземления: потенциал, созданный падением напряжения на сопротивлении заземления, оказывается приложенным к корпусу аппаратуры и, через сопротивления между входными цепями этой аппаратуры и корпусом, прикладывается к информационным цепям.

Помехи, появившись в проводных коммуникациях, достигают 
входов аппаратуры. Далее механизм воздействия помех зависит от их частот.

Рисунок 3. Возникновение 
помех в линии связи: а) — ЭДС 
помехи Eп создается под действием внешнего электромагнитного поля (индуктивный механизм), б) — напряжение Uп создается при протекании тока помехи Iп через общее для устройств 2,3 сопротивление заземления Z (кондуктивный механизм).

Обычно такие составляющие беспрепятственно минуют входные фильтры 
и далее обрабатываются так же, как если бы они были полезными 
сигналами.

В результате повышается число ошибок в канале передачи информации. В отдельных случаях может 
происходить даже физическое повреждение 
элементов сигнального тракта.

Сравнительно низкочастотные (до 10 — 20 МГц) составляющие помехи, лежащие 
вне рабочей полосы частот канала связи, обычно воздействуют на ближайшие 
к входам схемные элементы.

В грамотно спроектированной аппаратуре ими обычно оказываются фильтры и специальные 
устройства ограничения перенапряжений (разрядники, варисторы и т.п.). В 
этом случае основной угрозой является возможность физического повреждения 
этих элементов.

Обычно это бывает, если амплитуда помехи значительно 
превышает ту, на которую защитные элементы были рассчитаны.

Высокочастотные составляющие спектра помехи вне рабочей полосы частот, отличаются тем, что благодаря 
наличию паразитных индуктивных 
и емкостных связей оказываются 
способными «обходить» защитные элементы и проникать глубоко внутрь аппаратуры.

Особенно опасно их воздействие на элементы внутренних цифровых схем аппаратуры.

Поскольку обмен данными по внутренним системным шинам часто производится без использования протоколов с 
обнаружением и коррекцией ошибок, искажение только одного бита информации уже способно полностью блокировать 
работу системы.

3 а): электромагнитное 
поле помехи индуцирует в антенных 
цепях ЭДС помехи. Обычно амплитуды 
помех, наводимых таким образом, 
малы для того, чтобы повредить 
входные фильтры аппаратуры.

Поэтому 
основную угрозу для приема 
представляют помехи, значительная 
часть спектра которых лежит 
в рабочей полосе частот радиоаппаратуры.

Источник: http://student.zoomru.ru/fiz/klassifikaciya-istochnikov-pomeh/173280.1443227.s1.html