ФИЛЬТР ПОДАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ

Техническое решение относится к области электротехники и радиотехники и может быть использовано в качестве фильтров подавления электромагнитных помех устанавливаемых в сети переменного тока однофазного или трехфазного электропитания и снижения побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), а также может быть использовано для защиты информации, обрабатываемых техническими средствами (ТС), обеспечивая предотвращение утечки информации от несанкционированной деятельности по сетям электропитания и заземления в результате воздействия на сети электропитания и заземления информативных ПЭМИН.
Системный подход по снижению ПЭМИН включает в себя перечень технических мер, таких как экранирование, заземление, правильный электромонтаж и фильтрацию.
Технический прогресс в области радиоэлектроники навязывает потребителю использование технических средств работающих в более высокочастотной части электромагнитного спектра от 100 кГц до 8 ГГц и более. С появлением таких технических средств, в особенности средств обрабатываемых информацию, возникла проблема расширение частотного спектра подавления электромагнитных помех и их гармоник.
Эффективным способом подавления электромагнитных помех является использование фильтров подавления электромагнитных помех в виде сетевых помехоподавляющих фильтров для электросетей переменного тока. Фильтрации, как средству снижения уязвимости телекоммутационного оборудования помехоподавляющими фильтрами, посвящено множество публикаций (например, Кечиев Л.Н., Степанов П. А. «ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций» М.: Издательский Дом «Технологии», 2005.)
Известны однофазные и трехфазные сетевые помехоподавляющие фильтры фирм EPCOS, ТЕ Connectivity.
Известен сетевой помехоподавляющий фильтр ЛФС 100-ЗФ, предназначенный для защиты радиоэлектронных устройств и средств ЭВТ от утечки информации за счет наводок по трехфазным цепям электропитания напряжением до 380 В, частотой 50 Гц с максимальным рабочим током до 100 А, а также для подавления помех в заданном (0,1-1000 МГц) частотном диапазоне (http://gkshied-securitv.ru/catalog/lsf-100-3f.)
Известно также Устройство защиты информации (Патент RU 2533640, опубликованный 20.11.2014).
Известен также Сетевой помехоподавляющий фильтр (Патент RU 177627, опубликованный 02.03.2018).
Вышеперечисленные устройства в основном содержат помехоподавляющие фильтры для снижения уровней помех в цепях электропитания с различной эффективностью подавления ПЭМИН от 30 до 90 дБ, в частотном диапазоне от 0,1 до 6 ГГц.
Теоретическое описание работы электромагнитных экранов основано на том, что их действие состоит в отражении и направлении потока энергии, создаваемой источниками поля, предотвращая ее попадание в защищаемую область пространства. Механизм отражающего и направляющего действия экранов на потоки электромагнитной энергии неразрывно связан с возникновением на поверхности и в толще конструкций экранов зарядов, токов и поляризаций. В общем случае экран не только ослабляет, но и искажает поле источника в защищаемой области, поэтому эффективность экранирования оказывается различной для электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. Электромагнитным экраном называют конструкции, предназначенные для ослабления электромагнитных полей, создаваемых источниками в некоторой области пространства, не содержащих этих источников. В большинстве случаев электромагнитные экраны изготавливаются из металлов.
Комплекс вопросов, связанных с разработкой эффективных экранов и экранирующих систем для технических средств, работающих в широком диапазоне частот, экранирующие материалы и покрытия, экранирование низкочастотных магнитных полей, конструкции экранирующих корпусов и их элементы подробно изложены в литературе (например, Кечиев Л.Н., Акбашев Б.Б., Степанов П.В. «Экранирование технических средств и экранирующие системы» М.: 2010 г.)
Задача, на решение которой направлено заявленное технического решения заключается в расширении полосы подавления электромагнитных помех и ПЭМИН, увеличение значения вносимого затухания в полосе подавления фильтра, снижение массы и уменьшение габаритных размеров.
Данная задача достигается за счет того, что фильтр подавления электромагнитных помех в двойном экранирующем корпусе, состоящий по крайней мере из двух индуктивных звеньев элементов фильтрации, включающих в себя помехоподавляющие индуктивно связанные синфазные дроссели фильтров с четырехпроводной для трехфазной сети или двухпроводной для однофазной сети структурой, конденсаторы, соединители, помехоподавляющие проходные конденсаторы, дроссели синфазных фильтров выполнены на тороидальных сердечниках на магнитопровододах, изготовленных из тонких нанокристаллических и аморфных лент, синфазные дроссели фильтров с намотанными медным изолированным проводом обмотками заливают затвердевающим компаундом, содержащим в своем составе нанокристаллические и аморфные измельченные фракции и ферромагнитные порошки.
Варианты исполнения фильтров подавления электромагнитных помех позволяют устанавливать их в однофазные и трехфазные цепи электропитания.
Фильтры подавления электромагнитных помех могут быть использованы в вариантах исполнения, с различными значениями номинальных токов нагрузки (10, 16, 25, 40, 63, 100, 200 А) и соответственно значением вносимого затухания по напряжению до 100 дБ в полосе подавления от 100 кГц до 8 ГГц, для установки в однофазные 220 В и трехфазные 380 В цепи электропитания.
Входы и выходы фильтров подавления электромагнитных помех оснащены соединителями, к ответным частям которых, присоединены токопроводящие жилы выходного и выходного кабеля.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение полосы подавления электромагнитных помех и ПЭМИН, увеличение значения вносимого затухания в полосе подавления фильтра, снижение массы и уменьшение габаритных размеров.
Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 1.
Техническое решение поясняется чертежами: фиг. 1 - фильтр подавления электромагнитных помех для трехфазной сети, фиг. 2 - фильтр подавления электромагнитных помех для однофазной сети, где обозначено:
1. Корпус 1
2. Корпус 2
3. Дроссель синфазных фильтров
4. Конденсатор
5. Помехоподавляющий проходной конденсатор
6. Соединитель выхода
7. Соединитель входа
Для однофазного применения схема фильтра подавления электромагнитных помех остается аналогичной, только в конструкции дросселей синфазных фильтров содержится две обмотки и соответственно по два помехоподавляющих проходных конденсатора на каждое конденсаторное звено фильтрации.
Техническая осуществимость полезной модели вытекает из описания фильтра подавления электромагнитных помех в статике и динамике с практическим достижением указанного технического результата.