3.3. Воздействие разрядов электростатических зарядов на корпус ЦТС

Пусть некоторое тело (например, человек — оператор ЦТС) несет на себе электрический заряд q. Если собственная емкость тела равна С, то его потенциал по отношению к земле равен При приближении оператора к корпусу (например, при попытке открыть дверцу или нажать кнопку) в момент, когда напряжение Е становится равным напряжению пробоя воздушного промежутка между телом и корпусом, происходит искровой разряд заряда на корпус. Путь разрядного тока проходит по участкам тела, обладающим некоторым резистивным сопротивлением R, и по участкам корпуса, обладающим некоторой индуктивностью LK. Резистивное сопротивление корпуса RK обычно несравнимо меньше R, поэтому при анализе им можно пренебречь. Эквивалентные схемы связей для данного вида воздействия приведены на рис. 3.6. Здесь замыкание выключателя Т имитирует возникновение разрядного промежутка. (Падение напряжения на промежутке в первом приближении можно не учитывать.)

Рассмотрим случай, когда корпус ЦТС соединен с землей системы вторичного питания более чем в одной точке (рис. 3.6, в). Заряженный конденсатор можно представить

Рис. 3.6. Эквивалентные схемы связей при разряде электростатического заряда на корпус ЦТС, когда корпус гальванически развязан от землн вторичной системы питания (а), соединен с землей в одной точке (б), соединен с землей более чем в одной точке (в): С — паразитная емкость землн вторичного питания относительно корпуса ЦТС; — индуктивность земли вторичного питания между рассматриваемыми источником и приемником полезных сигналов

состоящим из незаряженного конденсатора С и источника ЭДС Е. Процессы в такой схеме при замыкании выключателя Т аналогичны процессам, описанным в § 3.1, и характеризуются выражением

при условии, что

где

Если , то условие (3.25) практически всегда заведомо выполняется.

Вольт-секундная площадь импульса

Эквивалентная длительность импульса

Для случая, когда корпус соединен с землей системы вторичного питания в одной точке (рис. 3.6, б), анализ произвести труднее, поскольку в соответствующем операторном выражении для напряжения помехи присутствуют полиномы четвертого порядка. Поэтому рассмотрим два варианта, когда

Если индуктивность очень мала, то она практически не шунтируется цепочкой и на ее зажимах напряжение

при условии, что

Цепочка представляет собой колебательный контур с круговой частотой колебаний

Количественно оценим при следующих значениях параметров: . Тогда схемы на рис. 3.6, а .

Постоянная времени на два порядка меньше периода колебаний. Следовательно, за время действия импульса UK на конденсаторе не успевает накопиться сколько-нибудь заметный заряд, и напряжение на индуктивности практически не отличается от напряжения

Если индуктивность очень велика то можем исключить ее из рассмотрения, и тогда

при условии, что

Вольт-секундная площадь импульса

Эквивалентная длительность импульса

Таким образом, если внутреннее активное сопротивление источника помехи велико, длительность и вольт-секундная площадь сигналов помехи, попадающих на входы приемников в ЦТС, тем больше (при прочих равных условиях), чем больше индуктивность корпуса ЦТС и индуктивность нулевых проводников вторичного питания. Число точек присоединения нулевых проводников вторичного питания к корпусу и емкость источника в данном случае не оказывают существенного влияния. Если же внутреннее активное сопротивление источника мало то

где

Для схемы на рис 3.6, в

Для схемы на рис. 3.6, б

Для схемы на рис. 3.6, а

Вольт-секундная площадь полупериода колебания

Эквивалентная длительность импульса

Количественно оценим значения при следующих значениях параметров: (для второго варианта ), Тогда не (для любой схемы на рис. 3.6.). Во втором варианте не для схемы на рис. 3.6, в, не для схемы на рис. 3.6,6 и не для схемы на рис. 3.6, а.

Из (3.34) и (3.35) и количественной оценки следует, что вольт-секундная площадь импульсов помех и их длительность тем больше, чем больше емкость источника и индуктивности корпуса и нулевых проводников вторичного питания. Если индуктивность корпуса очень мала, то при прочих равных условиях наименьший по площади сигнал будет в случае гальванической развязки нулевых проводников вторичного питания от корпуса ЦТС и наибольший сигнал будет в случае наличия многих точек соединения корпуса и нулевых проводников вторичного питания.

Одновременно отметим, что при уменьшении значения внутреннего сопротивления источника длительность импульсов помех в аппаратуре ЦТС растет.