فروش ویژه صاعقه گیر آذرخش

مقدمه:

خطوط فشار قوی همواره به عنوان محیط انتقال مخابراتی مورد توجه بوده است.

تمام سیستمهای مخابراتی از اثرات ناخواسته و نامطلوب، مانند نویز الکتریکی، متأثر می باشند.

مطالعه نویزِ این خطوط، نقش مهمی در ارزیابی کارآئی سیستمهای مخابراتی دارد.

نویزِ غالب در خطوط انتقال فشار قوی در شرایط عملکرد عادی، نویز کرونا می باشد.

این نویز در اثر یک میدان الکتریکی قوی وابسته به فرکانس خط، در مجاورت هادی بوجود می آید.

نویز کرونا روی خطوط فشار قوی به عنوان نویز سفید گوسی با ریشه میانگین مربعی متغیر با زمان درنظر گرفته می شود.

از آنجائیکه پدیده کرونا توسط خطوط فشار قوی ایجاد می شود، تغییرات ریشه میانگین مربعیِ نویز،نسبتاً آهسته می باشد.

و در یک پریود، با سه تابع کسینوسی که فرکانسشان معادل فرکانس کاری خط فشار قوی است،توصیف می شود.

در این مقاله مشخصات نویز کرونا به عنوان یکی از اصلی ترین عوامل ناخواسته در کانالهای PLC مورد بررسی قرار گرفته است.

هدف در این مقاله ارائه مدلی جهت تولید نویز کرونا است. بطوری که خواص زمانی و آماری این نویزبدرستی در آن لحاظ شده باشد.

امروزه PLC به عنوان سیستم مخابراتی خطوط فشارقوی کاربردهای وسیع و گسترده ای یافته است.

طراحی وساخت یک سیستم مخابراتی با مشخصات بهینه جهت انتقال داده دیجیتال با استفاده از مدیای مخابراتی فوق الذکر، مستلزم مطالعه، بررسی و شبیه سازی نویز و مشخصه کانال در خطوطفشار قوی می باشد.

کیفیت انتقال سیستمهای مخابراتی دیجیتال که از خطوط قدرت به عنوان محیط انتقال استفاده می کنند، توسط دومشخصه: مدل فرکانس بالای خطوط انتقال شاملِ خواص دامنه و فاز و تأخیر گروه و همچنین رفتار نویز تعیین می شود.

مدل فرکانس بالای خطوط انتقال تعیین کننده شرایط مرزی می باشد.

در گیرنده نیز سیگنال دریافتی ضعیف و توسط نویز مغشوش می شود.

در خطوط فشار قوی، نویز از ولتاژ بالای خط، تداخل سایر منابع و نویز زمینه ناشی می شود.

نویز در دستگاههای PLCکه از خطوط فشار قوی به عنوان محیط انتقال استفاده می کنند، به دو دسته تقسیم می شود.

دسته اول نویزی است که در شرایط عادی، در اثر ولتاژ بالای خط و دستگاهها وجود دارد.

این نوع نویز توسط تحریک حرارتی هادیها، تخلیه بار به صورت استاتیک و کرونا ایجاد می شود.

نویز ناشی از تداخل با دیگر سیستمهای مخابراتی PLC و ایستگاههای رادیوئی نیز به این دسته متعلق می باشد.

دسته دوم نویزی است که درشرایط بحرانی و یا گذرا در خطوط انتقال وجود دارد.

این نوع نویز در موقع عملکرد کلیدهای فشار قوی و یا ایزولاتورها وهمچنین تخلیه ناشی از رعد و برق به وجود می آید.

در این تحقیق، هدف ارائه مدل کاملی است که ویژگیهای زمانی و مشخصات چگالی طیف توان نویز کرونا کاملاً در آندر نظر گرفته شده باشد.

-۲ نویز کرونا

هنگامی که خطوط انتقال در شرایط عملکرد عادی خودمی باشند، یک میدان الکتریکی قوی در مجاورت هادی بوجود می آید.

این میدان وابسته به فرکانس خط می باشد و درالکترونهای آزادی که در هوای مجاور آن قرار دارند، شتاببوجود می آورد.

جهت حرکت الکترونها بستگی به پلاریته ولتاژدارد.

این الکترونها با مولکولهای هوا برخورد کرده و ایجاد الکترونهای آزاد و کوپل یونی مثبت می کنند.

این فرآیند تا ایجاد یک پدیده بهمنی که تخلیه کرونا نام دارد، ادامه می یابد.

به علت بارهای مثبت و منفی در حال حرکت، جریانهائی هم در هادیها و هم در زمین القا می شوند.

جریانهای القائی به شکل قطارهای پالس جریانی با دامنه و فواصل تصادفی ظاهر می شوند.

این پالسهای جریانی قبل از آنکه کاملاً تضعیف شوند به سوی دو انتهای خط منتشر می شوند.

-۳ خواص زمانی نویز کرونا

نویز کرونا در خطوط فشار قوی به عنوان نویز سفید گوسی با ریشه میانگین مربعی متغیر با زمان در نظر گرفته می شود.

از آنجائیکه پدیده کرونا توسط خطوط فشار قوی ایجاد می شود، تغییرات ریشه میانگین مربعی نویز نسبتاً آهسته می باشد و با فرکانس خط انتقال توصیف می شود.

تغییرات زمانی ریشه میانگین مربعی نویز کرونا تابع پریودیک با پریودبرابر با فرکانس خط انتقال(مثلاً ۵۰ هرتز) خواهد بود و دریک پریود با سه تابع کسینوسی به تعریف می شود.

همچنین ریشه میانگین مربعی بستگی به پهنای باند فیلتر استفاده شده در اندازه گیری دارد.

۴-تولید نویز کرونا با توجه به ویژگیهای چگالی طیف توان و مشخصات زمانی آن

در این بخش، مشخصات چگالی طیف توان و مشخصات زمانی نویز کرونا به عنوان مهمترین نویز خطوط فشار قوی در شرایط کار عادی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

در تحقیق، مدل گسسته زمانی از روی خواص آماری وچگالی طیف توان نویز کرونا به ازای خطوط مختلف از لحاظ ولتاژ خط و ساختار فیزیکی آن ارائه شده است.

در این مدل، نویز کرونا به عنوان خروجی یک سیستم تمام قطب گسسته، با ورودی نویز گوسی در نظر گرفته شده است.

از آنجایی که نویز کرونا جزء پدیده های تصادفی، محسوب می شود همچون دیگر پدیده های احتمالاتی ساکن چگالی طیف توان آن صرفاً از روی تبدیل فوریه تابع خود همبستگی آن قابل محاسبه است.

از روی مقادیر تابع خود همبستگی، چگالی طیف توان نویز کرونا قابل استخراج می باشد.

نویز کرونا درفرکانسهای بالاتر از ۵۰۰ کیلوهرتز بسیار ضعیفتر ازفرکانسهای پائینی می باشد و بیشترین اثر ناخواسته این نویز درمحدوده فرکانسی ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوهرتز می باشد.

این موضوع در طراحی شبکه PLCمی تواند حائز اهمیت باشد .

از جمله مواردی که جهت ارزیابی سیستم مولد نویزکرونا در این شبیه سازی می بایست مورد بررسی قرار گیرد،ویژگی تغییر پذیر با زمان بودن ریشه میانگین مربعی نویز تولیدی است.

در استاندارد IEC 663 مربوط به طراحی سیستمهای PLC ، مقدار ریشه میانگین مربعی توان نویز کرونا داده شده و توصیه شده که در طراحی ها، این نویز، شبیه نویز سفیدی در نظر گرفته شود که توان آن با افزایش فرکانس، کم می شود.

در گزارش Cigre نیز توصیه شده که در طراحی ها، وابستگی نویز کرونا به فرکانس خط فشار قوی نیز در نظر گرفته شود.