Диэлектрическая антенна обзорной РЛС с регулируемой поляризацией

В процессе эксплуатации антенной системы основным источником шума является поворотное устройство, вращающее линзовую антенну в азимутальной и угломестной плоскостях. Это устройство включает в себя электродвигатель, который и является непосредственным источником шума. Опорно-поворотное устройство располагается в том же помещении, где находятся приемник, передатчик и волноводный тракт. Технический персонал, обслуживающий РЛС, располагается в другом помещении, поэтому подвергается воздействию шума только при проведении ремонтных или других работ в помещении РЛС. В помещении основного пребывания обслуживающего персонала значительных источников шума нет (только аппаратура обработки сигналов, измерительная аппаратура и аппаратура контроля) и, следовательно, уровни звукового давления не превышают допустимые, согласно ГОСТ 12.

1.003−83, приведенные в таблице 8.

6. Защита от шума не требуется. В помещении, где располагается поворотное устройство антенны, специальная защита от шума также не является целесообразной, поскольку предельно допустимые уровни шума для такого помещения оказываются ниже фактических значений уровня звукового давления в спектре шума. Кроме того, пребывание в этом помещении людей, связанное с проведением ремонтных работ, является кратковременным.

8.4 Разработка средств защитыот пораженияэлектрическим током.

Человек может оказаться под действием электрического тока в следущихслучаях:

при однофазном (однополюсном).

прикосновении неизолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановки, находящейся под напряжением; при одновременном прикосновении человека к двум токоведущим неизолированным частям (фазам, полюсам) электроустановок, находящихся под напряжением; при приближении на опасное расстояние человека, неизолированного от земли к токоведущим, незащищенным изоляцией, частям электроустановок, находящихся под напряжением; при прикосновениичеловека, неизолированного от земли, кметаллическим частям (корпусам) электрооборудования, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции; при включении человека, находящегося в зоне растекания тока замыкания на землю, на &# 171;напряжение шага"; при действии электрической дуги; при освобождении человека, оказавшегося под напряжением. В помещении, где постоянно размещается технический персонал, обслуживающий РЛС, имеется возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям здания, технологическим аппаратам с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой. Поэтому, согласно перечню опасностей поражения человека электрическим током, рассматриваемое помещение по степени опасности поражения человека электрическим током является помещением с повышенной опасностью. На опасность поражения человека электрическим током существенное влияние оказывают климатические условия. По условиям воздушной среды помещение является сухим, (относительная влажность воздуха в нем не превышает 60%), не жарким, не пыльным, в нем отсутствует химически активная среда. Поэтому с точки зрения классификации производственных помещений по условиям окружающей среды, такое помещение называют нормальным. Одной из причин поражения человека электрическим током может стать повреждение изоляции. В процессе работы электрическая изоляция стареет — происходит снижение ее электрической и механической прочности. Основными причинами, вызывающими старение изоляции, являются: нагревание рабочими и пусковыми токами, токами короткого замыкания, а также теплом от постоянных источников, от солнечной радиации и т. п., динамические усилия, которым может подвергаться изоляция, в результате взаимодействия электрических полей.

Большое влияние на срок службы изоляции оказывают всякого рода механические повреждения. Значительное влияние на состояние изоляции оказывают климатические условия, а также содержание в воздухе рабочей зоны различных примесей и веществ. В соответствии с правилами устройств электроустановок (ПУЭ) величина сопротивления изоляции для электродвигателей переменного тока, машин постоянного тока, измерительных реформаторов и других электроустановок не нормируется, поскольку состояние изоляции во многом зависит от параметров окружающей среды. Сопротивление изоляции считается недостаточным, если в процессе эксплуатации оно становится ниже первоначального значения на 30% или ниже 0,5 МОм. В соответствии с ПУЭ сопротивление изоляции силовой и осветительной сети напряжением до 1000 В, катушек контактов, магнитных пускателей и других аппаратов должно быть не менее 0,5 Мом. Контроль качества изоляции осуществляется периодически с помощью мегаомметра или методом трех вольтметров или с помощью устройств автоматического контроля. Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов. Напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека, нормируются согласно ГОСТ 12.

1.038−82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».В соответствии с требованиями ПУЭ при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока в помещениях с повышенной опасностью поражения электрическим током должно применяться защитное заземление или зануление. При выборе величины нормативного значения сопротивления заземляющего устройства следует руководствоваться требованиями, изложенными в СНИП П-4−79 и ГОСТ 12.

1.030−81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление», учитывая следующее. Защитномузанулению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования, которые вследствие неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и которым возможно прикосновение людей. Сопротивление зануления не должно превышать величины 10 Ом. Занулениемназывается преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции. Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого рабочего проводника, который также соединяется с заземленнойнейтралью, но предназначен для питания током электроприемников. Как правило, нулевой защитный проводник повторно заземляется для снижения напряжения на корпусе электроустановки в момент короткого замыкания. Принцип действия зануления основан на превращение замыкания фазы на корпус в короткое замыкание, приводящее к быстрому срабатыванию защиты, отключающей поврежденный участок. В процессе эксплуатации предлагаемой антенной системы в обязанности обслуживающего персонала входит работа с измерительными приборами, каждый из которых имеет собственную защиту. 8.5Обеспечение пожарной безопасности.

В соответствии со Сни.

П П-90−81 работа обслуживающего, антенную систему, персонала, характеризуется как пожароопасная категории Д. Исходя из характеристики помещения, устанавливаются требования к исполнению электрооборудования по условиям защиты от воздействия окружающей среды. В данном случае исполнение электрооборудования должно быть защищенным, то есть иметь специальные приспособления (сетки, щитки) для предохранения от случайного прикосновения к вращающимся и токоведущим частям, а также защищающее от попадания внутрь посторонних предметов, включая пыль, волокна, брызги воды и т. п. Такое электрооборудование, если не предусмотрено встроенных специальных устройств, охлаждается за счет окружающего воздуха. Выбор степени защиты электрооборудования осуществляется следующим образом. Согласно ГОСТ 12.

2.020−76 антенная система будет иметь следующую маркировку:

1)в зависимости от уровня взрывозащиты: 1 — взрывоопасное, котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режииме работы, так и при вероятных повреждениях;

2)в зависимости от области применения: группа II-взрывозащитное оборудование для внутренней и наружнойустановки;

4)в зависимости от значения предельной температуры: Т6предел 80° С).Таким образом, маркировка проектируемой антенной системы будет иметь следующий вид — 1ЕХ d II Т6. Согласно ГОСТ 14 254–80 степень защиты антенной системы имеет маркировку IP 54, где первая цифра 5 обозначает степень защиты от проникновения внутрь оболочки электрооборудования пыли. В данном случае проникновение пыли внутрь не предотвращено полностью, однако пыль не может проникнуть в количестве достаточном для нарушения работы изделия. Вторая цифра 4 означает, что вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного воздействия на изделие. Основными причинами возникновения пожара в помещении, где находится персонал и средства контроля за работой РЛС, а также в помещении, где располагаются приемно-передающая аппаратура и волноводный тракт могут стать короткие замыкания, перегрузки, большие переходные сопротивления, искрение, дуга и т. п.Эффективным средством защиты электрооборудования оттоков перегрузки и короткого замыкания является использование плавких предохранителей. Номинальное напряжение предохранителей и их вставок должно выбираться равным номинальному напряжению сети. Действительное напряжение сети не должно превышать номинального напряжения предохранителя более, чем на 10%.Номинальный ток плавкой вставки следует выбирать минимальным. При этом плавкая вставка не должна перегорать при вхождении максимального длительного тока нагрузки. Для электродвигателя опорно-поворотного антенного устройства с частыми пусками и большой длительностью пускового периода ток плавкой вставки определяется по формуле: Jвст= Jп/k;где, Jвст ток плавкой вставки;

п — пусковой ток электродвигателя, Jп 10(А);k — коэффициент запаса, он принимается равным 1,6…2,0. Подставив в расчетную формулу нужные значения, получаю величину тока плавкой вставки равной 5 (А).Выбор сечения монтажных проводов производится в зависимости от силы родящего по ним тока и допустимого нагрева. Для тока 10 А берется провод сечением 1 мм2из таблицы 4.21 в [29]. Выбирается провод марки МШВ из таблицы 4.20 в [29] с площадью поперечного сечения 1 мм², с интервалом рабочих температур -50°…+70° ©, с номинальным напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Провод применяется для фиксированного внутрии межприборного монтажа. В соответствии с типовыми правилами пожарной безопасности все помещения, где располагается оборудование и работает персонал должны быть обеспечены огнетушителями, пожарным инвентарем (бочки для воды, ведра пожарные, ткань асбестовая, ящики с песком, пожарные щиты) и пожарным ручным инструментом (багры, ломы, топоры, ножницы), которые используются для локализации и ликвидации небольших возгораний, а также пожаров в начальной стадии развития. При определении видов и количества первичных средств пожаротушения следует учитывать физико-химические и пожароопасные свойства горючих веществ, их отношение к огнегасительным веществам, а также величины площадей производственных помещений. В соответствии с нормами первичных средств пожаротушения на промышленных предприятиях [30], помещения, где располагаются оборудование и обслуживающий персонал РЛС, должны быть оборудованы одним пожарным щитом, набор которого отражен в таблице 8.

10.Кроме первичных средств тушения пожара представляется целесообразным применение автоматических средств обнаружения пожаров. Особенно это касается помещений, удаленных от помещения, где располагается технический персонал. Наиболее надежной системой извещения о пожаре является электрическая пожарная сигнализация. Основным элементом такой системы является пожарный извещатель. В качестве пожарного извещателядля системы пожарной сигнализации выбираю дымовой извещатель марки РИД-6М.

8.5 РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ОСВЕЩЕНИЮ РАБОЧИХ МЕСТ СБОРОЧНОГО ЦЕХА, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ. И процессе сборки антенной системы, включающей в себя линзу, используется зрительная работа малой точности Характеристики такой работы, согласно Сни.

П П-4−79, приведены в таблице 8.

12.При работах малой точности, не требующих сильного зрительного напряжения, а также в целях освещения высоких помещений сборочных цехов применяются газоразрядные ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью, например ДРЛДня сборки линзовой антенны не требуется система комбинированного освещения и оказывается вполне достаточно системы общего освещения, По характеру распределения светового потока наибольшее применение находят светильники прямого света. В зависимости от формы кривой силы света (КСС) светильники делятся в соответствии с ГОСТ 17 677–82 «Условные обозначения светильников» па несколько групп. Для повышения коэффициента использования светового потока в помещениях с большой высотой следует применить светильники групп Г. Д и К. Для данногопомещения выбирается группа Г, где индекс Г означает глубокую форму кривой силы света. Таким образом, на основании приведенных данных выбираются светильники типа С 34 ДРЛ со следующими параметрами:

количество ламп — 1;

— мощность лампы — 700 Вт;

— характер распределения светового потока — прямого света;

— тип КСС — Г;

— защитный угол — 15°;

— КПД 80%;

— размеры светильника — 620 мм х 614 мм;

— степень защиты — IP 20;

— исполнение — пылеи водонезащищенное;

— область применения — для помещений с нормальными условиями среды. Расчет осветительной установки начинается с определения высоты h подвеса светильника над рабочей поверхностью. Значение величины h вычисляется по формуле: H=Hп-hс-hр;Hп — высота помещения (м);hcрасстояние от светильника до потолка (м);hp — высота рабочей поверхности, hp * 0,8 (м).Подставив в расчетную формулу значения, необходимых высот и расстояний получаю, что высота подвеса светильника равна 5,2 (м)Индекс помещения вычисляют по формуле: i = (a• b) / (h • (А + В));где, А — длина помещения, А = 30 (м);В — ширина помещения, В = 20 (м).Таким образом, получаю i = 2,3.Световой поток Ф находится по таблице 4.6 из [30]. Для светильника с мощностью лампы 700Вт световой поток равен 39 000лм. Коэффициент использования Ки излучаемого светильником светового потока находится по таблице 4.3 из [30]. Для индекса помещения i = 2,3, а также для коэффициентов отражения от потолка рп = 70%, от стен рп = 50% и от пола рр — 30% и для КСС группы Г коэффициент использования равен 90%.Коэффициент запаса К3, учитывающий возможность уменьшения освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки, для газоразрядных ламп в сборочных цехах берется равным 1,5.Расчет числа светильников в осветительной установке ведут по формуле: N = (Em*S*Kз*z)/(n*Kи*Ф);где, Em— нормированная освещенность рабочей поверхности, Em = 200 (лм);S — площадь помещения, S = А • В = 30 • 20 = 600 (м2);Кз — коэффициент запаса, Кз = 1,5;z — коэффициент неравномерности освещения, равный для ламп ДРЛ 1,15;Ки — коэффициент использования светильником светового потока, равный 0,9;Ф — световой поток, Ф = 39 000 (лм).Отсюда получаю N = 5,9.Из конструктивных соображений допускается изменять количество светильников в осветительной установке. При этом фактическое число светильников Nфне должно отличаться от расчетного числа N более, чем на +20% и менее, чем на -10%.Следовательно, фактическое число светильников можно принять равным 6. При эксплуатации установок искусственного освещения необходимо регулярно производить очистку светильников от загрязнения, своевременную замену перегоревших или отработавших свой срок службы ламп, контроль напряжений в осветительной сети, регулярную окраску или побелку стен и потолка. Периодически, но не реже одного раза в год, должен производиться контроль освещенности на рабочих поверхностях с помощью фотоэлектрических люксметров Ю-117 и др. 8.6 Защита от воздействия внешнего шума.

Одной из задач охраны окружающей среды и обеспечения нормальных условий жизнедеятельности человека является уменьшение уровня внешнего шума, действующего в местах обитания людей. Источниками внешнего шума являются:

транспортные потоки на дорогах;

— самолёты и вертолёты военной и гражданской авиации;

— железные дороги, станции, вокзалы;

— промышленные предприятия;

— объекты городского коммунального и складского хозяйства;

— движущиеся суда, а также земснаряды и землесосы;

— строительные площадки и др. Шум транспортных потоков зависит от их состава, интенсивности искорости движения транспорта. Основными источниками внешнего шума от промышленных предприятий являются открытые площадки, здания цехов, пропускающие акустические колебания через оконные проёмы и ворота, а также компрессорные установки, вентиляторы, расположенные вне вентиляционных камер, установки очистки от пыли (циклоны), внутризаводской транспорт, циркульные пилы, пневматический инструмент и др. В соответствии с законом об Охране атмосферного воздуха необходима работка и выполнение градостроительных и технологических решений по защите атмосферы от воздействия шума. Уровни шума оцениваются относительной логарифмической величиной — уровнями звукового давления (УЗД) в децибелах. Закон Вебера-Фехнера, показывающий уровень ощущения звука L (дБ) со звуковым давлением р (Па), записывается следующим образом: L=10lg (ᵭ2/ ᵭ02)где рдействующее среднеквадратичное звуковое давление, Па;Р0= 2*10−5 — звуковое давление на пороге слышимости, Па;Наиболее часто применяют две оценочные характеристики шума:

уровни звукового давления в октавных полосах частот, дБ;

— уровень звука в дБА, т. е. общий уровень, откорректированный в соответствии с особенностью восприятия человеком звуков разных частот. При расчетах внешнего шума используется оценочная характеристика — уровень звука в дБА. Действие непостоянного во времени шума оценивают уровнем постоянного шума, оказывающего по энергии такое же воздействие, как и данный непостоянный. В данной дипломной работе рассматриваются четыре источника шума:

Транспортный поток на автомагистрали.

Проходящие суда.

Цех промышленного предприятия.

Блок вентиляторов. Согласно ГОСТ 12.

1.003−83, на рабочих местах при широкополосном шуме устанавливаются допустимые уровни звукового давления. Допустимый уровень звукового давления для рабочих мест работников (работа, требующая сосредоточенности, работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производством) составляет дневное и ночное время. Общий уровень шума в дневное время составляет 66,17 дБ складывается из Wx шумов:

уровень звука от транспорта — 60,5 дБ.- уровень звука от судов — 48,961 дБ.- уровень звука от цеха — 61,333 дБ. Выбор средств уменьшения уровня внешнего шума. Для снижения общего уровня внешнего шума используются следующие средства:

для снижения уровня звука от транспорта применяется дополнительное остекление рабочего помещения (эффективность 3 дБ) — для снижения уровня звука от судов применяются специальные однорядные зеленые насаждения возле здания с шириной полосы 15 метров (эффективность 4 дБ) — для снижения уровня звука от цеха применяются специальные двухрядные зеленые насаждения возле здания с разрывом 5 метров и шириной полосы 25 метров (эффективность 8 дБ).- для снижения уровня звука от вентилятора применяются боксы для вентиляторов со звукопоглощающим материалом (эффективность 10 дБ).В этом случае общий уровень шума составит 59,9 дБ и не превысит общую норму шума в 60 дБ.

9. Техническое обслуживание антенной системы.

Техническое обслуживание антенной системы включает мероприятия, обеспечивающие контроль над техническим состоянием аппаратуры, поддержание ее в постоянной готовности к работе, сохранение стабильности параметров и установленного срока службы. Документами, определяющими виды, содержание, периодичность и методику технического обслуживания, являются регламенты технического обслуживания. Поэтому техническое обслуживание антенной системы в виде ФАР должно содержать следующие виды регламентных работ:

ежедневное ТО — ТО-1;ежемесячное ТО — ТО-3;сезонное ТО — ТО-С;годовое ТО — ТО-6.Техническое обслуживание антенной системы включает: проверки целостности линзы антенны, отсутствия замыканий и обрывов снижения фидерных линий, состояния изоляторов и грозозащиты, смазку винтовых стяжек и болтов, проверку режима фидерных линий. Осмотр антенн должен, также, производиться после сильного ветра, грозы, резких перемен температуры воздуха. Все работы, предусмотренные регламентом, должны быть выполнены, а выявленные неисправности устранены. Измерения основных режимов антенно-фидерной системы проводятся перед пуском ее в эксплуатацию, после ремонта и регулировки, а также периодически во время эксплуатации. При этом измеряется состояние изоляции, симметрии фидеров и антенн, КБВ и КНД фидеров, диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Эксплуатация и техническое обслуживание антенны осуществляется антенной группой, отделением, состоящим из 4−5 человек, куда входят квалифицированные инженеры, техники, мачтовики — верхолазы, в совершенстве знающие устройство и принцип работы всех элементов антенн и ВЧ трактов, а также правила техники безопасности при работе в ВЧ полях. Перечень регламентных работ.

Перечень работ.

Виды ТОТрудо-затраты.

Приборы, необходимые для выполнения работ.

ТО-1ТО-3ТО-СТО-6Внешний осмотр АФС++++0,2ч/1 чел Проверка мощности в ВЧ трактах, глубины модуляции. Параметры сигнала и зоны.++++0,5ч/1 чел.

Встроенные контрольноизмерительные приборы.

Проверка усилий крепления АС и ее элементов. +++2,5ч/1 чел.

Динамический ключ (10−30 Н/м).Проверка и регулировка уровня поля в местах фланцевых соединений. ++2ч/1 чел.

Электромагнитный датчик поля. Проверка коэффициента затухания фидерной линии. ++14ч/1 чел.

Генератор, волномер, аттенюатор, рефлектомер, детекторноусилительная схема, индикатор. Снятие диаграммы направленности (наземное). +1,5ч/1 чел.

Передатчик, вспомогательная антенна, приемник, индикатор. Проверка коэффициента усиления антенны. +1,5ч/1 чел.

Эталонная антенна, исследуемая антенна, генератор, измерительная линия, приемная антенна, индикатор. Снятие диаграммы направленности (летное). +1,5ч/1 чел.

Самолетлаборатория, связная радиостанция, секундомеры. Список использованной литературы1. Драбкин А. Л. и др., Антенно-фидерные устройства. Изд.

2-е, доп. и переработ. М., «Сов.радио», 1974. 536 с.

с ил.

2.А. И. Семенихин, С. Н. Стаканов, В.

В. Петренко. Проектирование зеркальных антенн с помощью пакета Mathcad: Методическая разработка по курсовому проектированию по антеннам и устройствам СВЧ. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 1998. 32 с. Руководство к лабораторным работам 1…4 по курсу «Антенны и устройства СВЧ"/В. А. Обуховец, В. В.

Петренко, В. В. Савельев, А. И. Семенихин, В. Г. Шарварко, Ю. В.

Юханов/Под ред. В. А. Обуховца. ;

Таганрог: ТРТИ, 1987, — 61 с.М. С. Жук, Ю. Б. Молочков. Проектирование антенно-фидерных устройств. М. — Л., изд-во «Энергия», 648 стр.

с илл.