Труды КНЦ (Технические науки вып. 6/2023(14))

Подвесные ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) являются неотъемлемой частью защиты оборудования систем электроснабжения от повреждений, которые могут быть вызваны внутренним и внешним перенапряжениями. Работа ограничителя основывается на вольт-амперной характеристике нелинейного характера. Если на устройство поступает большое напряжение, то электрическое сопротивление падает практически до нулевого значения. В итоге высоковольтный импульс номиналом в несколько киловольт направляется прямиком в заземляющую цепь [1]. Мониторинг за ОПН является важной задачей для обеспечения надежной работы электрических сетей. Наблюдение за их состоянием и своевременное обнаружение неисправностей или повреждений позволяет предотвратить возможные аварийные ситуации и обеспечить бесперебойную работу электрических систем [2]. В то же время подвесные ОПН, как правило, находятся в недоступном месте для обслуживающего персонала. Наиболее удобным наблюдением за ОПН являлось бы устройство с дистанционным управлением и автономным питанием, которого в идеальном случае хватало бы на половину или весь срок эксплуатации ОПН. Кроме того, за счёт мониторинга можно оптимизировать работу электрических систем, позволяя выявлять и устранять причины перенапряжений и повышать эффективность работы системы в целом. Для осуществления мониторинга можно использовать системы на кристалле (SoC) [3]. SoC работают на основе сенсоров, которые могут обнаружить перенапряжения в сети и передать эту информацию на устройство оператору. Они могут быть запрограммированы для автоматического реагирования на перенапряжения. Такие системы на кристалле имеют ряд преимуществ перед другими типами систем мониторинга за ОПН: • компактность, что позволяет установить его непосредственно на устройство; • высокая точность и чувствительность, которая позволяет обнаруживать перенапряжения. Системы на кристалле для мониторинга за ОПН в целом являются эффективным и надёжным способом защиты электронных устройств от повреждений, вызванных перенапряжениями в сети. Одним из примеров SoC, который может предоставлять необходимую информацию о срабатываниях устройства защиты от перенапряжений и его состоянии, является модуль CC2530, разработанный компанией Texas Instruments. Его технические характеристики представлены в табл. 1. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 6. С. 53-58. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 6. P. 53-58. Таблица 1 Характеристики микроконтроллера СС2530 Characteristics o f the microcontroller CC2530 Параметры Значения Память 256 Кб Частота ядра 32 МГц Поддерживаемые стандарты беспроводной связи IEEE 802.15.4, ZigBee Потребление энергии Режим сна: 1 мкА; режим передачи: 24,3 мА Рабочая температура min -40 °C; max +125 °C Главные преимущества CC2530 заключаются в следующем: • низкое энергопотребление (всего 1 мкА в режиме сна с включённым таймером реального времени и 24,3 мА в режиме приёма-передачи данных); • возможность работать на автономных источниках питания, что позволяет использовать их в различных условиях, в том числе в удалённых или труднодоступных местах; • поддержка стандартов беспроводной связи; • высокая точность и надёжность измерений, что позволяет получать более точную информацию о состоянии оборудования и предотвращать возможные поломки или аварии. Для осуществления мониторинга за состоянием ОПН к нему подключается модуль CC2530, оснащённый восемью входными каналами, которые позволяют снимать показания. При этом модуль © Лазарева М. А., Колобов В. В., 2023 54