Канал утечки КИ через цепи заземления

При подключении элементов ИКС к общим цепям заземления, перехват КИ может быть осуществлен как непосредственно в заземляющих проводах, так и в зоне пространства вокруг заземления (напряжение на поверхности почвы имеет составляющую, пропорциональную уровню опасного КИ-сигнала). При этом следует учитывать архитектуру проводящих поверхностей и соединений, которые образуют систему земель в ИКС (см. классификацию на рис. 1.14).

Согласно рис. 1.14, в системе земель различают рабочее заземление (базовое и возвратное) и защитное заземление (экранирующее и аварийное), а также их совмещенные варианты.

Рис. 1.14. Система земель в ИКС

Базовое заземление представляет собой проводящие системы, по отношению к которым производится отсчет уровней КИ-сигналов и электропитания (потенциал самой системы при этом принимается равным нулю). Примером базового заземления является сигнальная земля в измерительных ТС. Возвратное заземление – это группа соединений, предназначенных для протекания обратных сигнальных и питающих токов (общие шины вторичного питания, нейтральный или нулевой провод первичного питания и т.п.). Экранирующее заземление служит для защиты ТС и их частей, восприимчивых к помехам или излучающих помехи (например, заземленный корпус аппаратуры ИКС). Защитное заземление призвано предохранить персонал, обслуживающий ИКС, от поражения электрическим током.

Важнейшей характеристикой системы заземления является сопротивление заземления между ТС и землей, опорный электрический потенциал которой считается нулевым. Статическая функция заземления – поддерживать постоянный и одинаковый потенциал во всех проводящих конструктивных элементах ИКС (ограждения, корпуса, кабелепроводы, экраны) и на заземленных внутренних элементах ТС, приравнивая его к потенциалу земли. Динамическая функция заземления – отводить в землю токи помех, шумов, перенапряжений, грозовых разрядов и т.п., предотвращая их негативное влияние на ТС и персонал ИКС. Для защиты КИ наиболее важна статическая функция заземления, устраняющая возможность формирования канала утечки за счет перетекания токов между неэквипотенциальными точками в системе земель ИКС (см. рис. 1.15).

1

2

A B

U_AB

3

Рис. 1.15. Формирование канала утечки КИ за счет перетекания токов

в системе земель ИКС

На рис. 1.15 в условном виде показаны заземленные источник КИ сигнала (в точке А) и ТС злоумышленника (в точке В), соединенные через сигнальный провод несимметричной линии передачи 1 и возвратный проводник 2, а также поверхность земли 3 с опорным нулевым потенциалом (направления токов, соответствующих КИ-сигналам, обозначены стрелками). Из рис. 1.15 видно, что, наряду с основным каналом передачи КИ по проводникам 1 - 2, при наличии разности потенциалов U_AB здесь формируется канал утечки КИ с участием поверхности земли 3.

Контроль цепей заземления ИКС аналогичен контролю цепей электропитания. Разность потенциалов между любыми двумя точками заземления защищенных ИКС не должна превышать 1 В – в противном случае для передачи КИ-сигналов следует использовать волоконно-оптические линии. Для предотвращения утечки КИ устанавливаются электрические фильтры и используется линейное зашумление опасного сигнала.