СЕТЕВОЙ ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИЙ ФИЛЬТР

Техническое решение относится к области электротехники и радиотехники и может быть использовано в качестве устройства подавления электромагнитных помех для защиты информации обрабатываемой техническими средствами (ТС), обеспечивая предотвращение утечки информации от несанкционированной деятельности по сети электропитания и заземления в результате воздействия на сеть электропитания и заземления информативных побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) при обработке информации.
Системный подход по снижению ПЭМИН включает в себя перечень технических мер, таких как экранирование, заземление, правильный электромонтаж и фильтрацию.
Эффективным способом подавления электромагнитных помех и предотвращения утечки информации по линиям электропитания и заземления из ТС является использование устройств подавления электромагнитных помех в виде сетевых помехоподавляющих фильтров. 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 одно- и трехфазные сетевые помехоподавляющие фильтры фирм EPCOS, ТЕ Connectivity.
Известен сетевой помехоподавляющий фильтр ЛФС 100-3Ф, 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-security.ru/catalog/lsf-100-3f.)
Известно также Устройство защиты информации (Патент RU 2533640, опубликованный 20.11.2014)
Вышеперечисленные устройства в основном содержат помехоподавляющие фильтры для снижения уровней помех в цепях электропитания с различной эффективностью подавления ПЭМИН.
В названных фильтрах не рассматривается вопрос по подключению и экранированию коммуникационных линий.
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.)
Сетевые помехоподавляющие фильтры и устройства защиты информации в основном используются в электросетях с глухозаземленной нейтралью, сопротивление которой имеет определенную величину, что не исключает распространение по ней ПЭМИН.
При подключении к сетям электропитания технических средств, в особенности информационных систем, предусматривается отдельное защитное заземление (РЕ), (ГОСТ Р 50571.5.54-2013/ МЭК 60364-5-54).
Но и в этом случае цепь защитного заземления имеет конечное (определенное) значение омического сопротивления, что не исключает распространение ПЭМИН.
Обычные (неэкранированные) силовые кабели независимо от наличия в их цепи помехоподавляющих фильтров не обеспечивают достаточное снижение уровней наведенных сигналов, так как имеются протяженные параллельные «пробеги» токоведущих жил и нейтрали кабеля, приводящие к созданию дополнительных информативных сигналов.
Задачей технического решения является снижение ПЭМИН за счет фильтрации и двойного экранирования корпуса, входных и выходных кабелей, их особого подключения к фильтрам в совокупности с использованием фильтра в цепи защитного заземления.
Поставленная задача решается благодаря тому, что сетевой помехоподавляющий фильтр, устанавливаемый в цепь электропитания технических средств для защиты информации от несанкционированной деятельности от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), содержащий синфазные и противофазные дроссели и конденсаторы, выполнен с двойным металлическим экраном, в одном из которых имеются разделенные экранами секции с проходными конденсаторами и помехоподавляющими дросселями, входящий и выходящий кабели электропитания выполнены с двойным экранированием, экранировкой токопроводящих жил, нейтрали и общим экраном, и эти экраны изолированы друг от друга, причем в устройстве используется помехоподавляющий фильтр с отдельной цепью фильтрации защитного заземления (РЕ), которая присоединена к экранам токопроводящих жил входящего и выходящего кабелей. Варианты исполнения фильтров позволяют устанавливать их в однофазные и трехфазные цепи электропитания.
Сетевые помехоподавляющие фильтры могут быть использованы в вариантах исполнения, с различным значением номинальных токов нагрузки (10, 16, 25, 40, 63, 100, 200 А) и соответственно значением вносимого затухания по напряжению в полосе подавления (60, 80, 90 дБ) для установки в однофазные и трехфазные цепи электропитания.
Входной кабель состоит из токопроводящих жил фазных проводов и нейтрали, каждая из которых имеет изолированный экран, и общий экран, охватывающий все токопроводящие и экранированные элементы кабеля.
Общий экран входного кабеля присоединен к металлическому корпусу. Экраны токопроводящих жил и нейтрали входного кабеля со стороны подключения к сетевому фильтру и фильтру цепи защитного заземления объединены в общей точке и присоединены к входу фильтра защитного заземления.
Выходы сетевого фильтра присоединены к токопроводящим жилам выходного кабеля и подключены к техническим средствам. Экраны токопроводящих жил и нейтрали выходного кабеля со стороны подключения к выходам сетевого фильтра объединены и подключены к выходу фильтра защитной земли.
Общий экран выходного кабеля со стороны подключения к фильтрам присоединен к металлическому корпусу сетевого помехоподавляющего фильтра.
Экраны токопроводящих жил и нейтрали со стороны подключения к техническим средствам объединены и подключены к защитному заземлению (РЕ) технических средств.
Техническим результатом является увеличение показателя защищенности обрабатываемой ТС информации, снижение уровня ПЭМИН и расширение полосы подавления информационных наводок в область нижних частот.
Техническое решение поясняется чертежом (фиг. 1)
Входной кабель состоит из четырех токопроводящих жил, причем жилы 11, 12, 13 - все фазные, 14 - нейтраль; каждая из жил имеет изолированный экран 1. Общий экран 2 кабеля охватывает все токопроводящие и экранированные элементы кабеля и присоединен к металлическому корпусу 3 сетевого помехоподавляющего фильтра. Жила 11 входного кабеля присоединена к фазе 11 фильтра (6), и, соответственно, жила 12 - к фазе 12, жила 13 - к фазе 13, жила 14 - к нейтрали 14 фильтра (6).
Экраны всех токопроводящих жил входного кабеля со стороны подключения к фильтрам (6) и (5) объединены в общей точке и присоединены к входу 15 фильтра (5) и обозначены как защитная земля (РЕ) по ГОСТ Р 50571.5.54-2013
Выходы фильтра (6) присоединены к токопроводящим жилам выходного кабеля соответственно к точкам 21, 22, 23 и 24. Выходные жилы кабеля подключены к техническим средствам. Экраны всех токопроводящих жил выходного кабеля со стороны подключения к выходам фильтра (6) объединены и подключены к выходу 25 фильтра (5).
Общий экран входного и выходного кабелей со стороны подключения к фильтрам присоединен к металлическому корпусу 3 сетевого помехоподавляющего фильтра.
В зависимости от количества каскадов фильтрации - металлический корпус фильтра (6) разделен на соответствующее число экранированных секций с помехоподавляющими дросселями (на нашем примере - их два и обозначены 61 и 62). Металлический корпус фильтра (5) на примере показан односекционным и его секция обозначена 51. Входы и выходы фильтров (6) и (5), а так же соединение между секциями фильтров осуществляется через стандартные проходные конденсаторы 4.
Для однофазного применения схема подключения остается аналогичной, только в конструкции кабеля и фильтра 6 присутствует одна фаза.
Техническая осуществимость полезной модели вытекает из описания сетевого помехоподавляющего фильтра в статике и динамике с практическим достижением указанного технического результата.