ОЗДС   обеспечивает безопасность электрических сетей и предотвращает серьезные аварии. Её надежность зависит от устойчивости каждого электронного компонента к внешним воздействиям. Системы безопасности, автоматизация и общая функциональность ОЗДС требуют безупречной работы элементов. Электроника внутри ОЗДС чрезвычайно чувствительна к угрозам, что повышает её уязвимость. Основные риски включают мощные перенапряжения, вызванные молниезащитой или грозозащитой, возникающие от прямых и наведенных импульсов. Значительную опасность представляют импульсные помехи, электромагнитные (ЭМИ) и электростатические разряды (ЭСР), способные вызвать мгновенные повреждения. Эти нежелательные воздействия способны вызвать отказы, сбои, деградацию и полное повреждение оборудования. Понимание наиболее уязвимых частей помогает улучшить проектирование и эксплуатацию, увеличивая долговечность ОЗДС. Защита от перенапряжений становится первостепенной задачей для поддержания стабильной безопасности.
https://ozds.msk.ru/elektronnye-kompone … ku-otkaza/
Полупроводники представляют сердце любой сложной электронной системы ОЗДС, являясь одними из самых уязвимых компонентов. Микросхемы, диоды, транзисторы и прочие полупроводники крайне чувствительны к неблагоприятным условиям эксплуатации, включая температурные пики. Высокие перенапряжения, вызванные молниезащитой или коммутационными процессами в сети, мгновенно выводят их из строя, приводя к необратимым изменениям. Силовая электроника, управляющая значительными токами и напряжениями, особенно подвержена тепловым пробоям от мощных импульсных помех. Даже относительно небольшие ЭСР способны необратимо повредить тонкие структуры полупроводников, вызывая скрытые дефекты. Такая высокая уязвимость приводит к непредсказуемым сбоям и сокращает срок службы устройств. Постепенная деградация характеристик полупроводников со временем снижает общую надежность всей системы. Отказы этих ключевых элементов могут парализовать работу автоматизации, ставя под угрозу безопасность. Поэтому проектирование ОЗДС требует особого внимания к защите этих критически важных электронных компонентов.

Помимо активных элементов, пассивные электронные компоненты систем ОЗДС обладают значительной уязвимостью. Конденсаторы подвержены естественному старению, потере емкости и пробою диэлектрика при превышении рабочего напряжения, что часто вызывает перегрев и последующий выход из строя. Резисторы могут изменять свое сопротивление или сгорать при перегрузках по току, влияя на точность и функционирование схем. Печатные платы, с печатными проводниками, страдают от коррозии при повышенной влажности или от механических воздействий, например, вибрации. Разъемы и соединительные кабели часто становятся слабым звеном из-за плохого монтажа, окисления контактов или физического повреждения изоляции. Низкое качество этих коммутационных элементов приводит к потере сигнала, увеличению сопротивления и общему снижению надежности системы. Все эти факторы способствуют ускоренной деградации оборудования и потенциальным отказам в критических ситуациях, угрожая стабильности. Мониторинг состояния этих компонентов важен для своевременного предотвращения сбоев.

Блоки питания — критический узел любой системы ОЗДС, обеспечивающий стабильное электропитание электронных компонентов. Они чрезвычайно уязвимы к перенапряжениям из питающей сети, что вызывает мгновенные повреждения внутренних микросхем и полупроводников. Контроллеры, содержащие сложные микросхемы и ответственные за логику работы, подвержены сбоям и отказам из-за импульсных помех и ЭМИ, нарушающих их программное обеспечение. Их чувствительность к электромагнитной несовместимости высока, требуя тщательного экранирования. Даже датчики, хотя и простые, могут постепенно деградировать или полностью выходить из строя при длительном воздействии неблагоприятных факторов: перегрев, высокая влажность или агрессивная коррозия. Механические воздействия повредят корпуса и внутренние элементы, сокращая их срок службы. Производственный брак в этих устройствах увеличивает риски преждевременного выхода из строя, снижая безопасность всей инфраструктуры. Отказы этих важнейших компонентов напрямую влияют на безопасность и функционирование автоматизации ОЗДС, нарушая надежность. Своевременная диагностика и квалифицированная замена таких элементов требуют специализированных знаний и оборудования для восстановления работоспособности.

Внешние угрозы, такие как воздействия грозозащиты и молниезащиты, требуют комплексных решений для безопасности ОЗДС. Недостаточное или некорректно выполненное заземление существенно повышает уязвимость электроники к перенапряжениям, создавая опасные потенциалы и токи. Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) отводят избыточную энергию, снижая амплитуду опасных импульсов до безопасного уровня, защищая чувствительные цепи. Однако, даже при наличии УЗИП, чувствительность некоторых электронных компонентов, микросхем и полупроводников, к остаточным перенапряжениям остается высокой, что приводит к постепенной деградации. Электромагнитная совместимость (ЭМС) учитывают при проектировании, чтобы минимизировать влияние ЭМИ на работу блоков питания, контроллеров и датчиков, предотвращая сбои. Постоянный мониторинг состояния системы и своевременная диагностика помогают выявлять скрытые дефекты и предотвращать серьезные повреждения до проявления, повышая надежность. Регулярная и правильная эксплуатация, а также плановое обслуживание продлевают срок службы всего оборудования ОЗДС, обеспечивая долговечность работы.

Для долговечности и безопасности систем ОЗДС необходимо учитывать все факторы уязвимости. Правильное проектирование с учетом рисков и угроз снижает вероятность отказов и сбоев, обеспечивая стабильное функционирование. Выбор качественных электронных компонентов, устойчивых к старению, износу и внешним воздействиям, является основой надежности всей системы. Защита от перенапряжений должна быть многоуровневой, включая надежное заземление, эффективные УЗИП и встроенные схемы фильтрации. Эффективная грозозащита и молниезащита предотвращают катастрофические повреждения, вызванные атмосферными разрядами. Регулярный мониторинг и диагностика позволяют своевременно выявлять деградацию компонентов и планировать профилактическое обслуживание, продлевая их жизнь. Минимизация воздействия влажности, коррозии и механических воздействий продлевает срок службы оборудования, предотвращая преждевременный износ. Комплексный подход к монтажу коммутационных элементов и эксплуатации гарантирует стабильную и безопасную работу систем электроники ОЗДС.