電力自動化裝置的抗干擾措施

何小勉

摘要：電磁兼容是現(xiàn)代自動化裝置抗電磁干擾能力方面非常關(guān)注的目標(biāo)。文章提出了許多提高產(chǎn)品抗電磁干擾能力的措施。

關(guān)鍵詞：自動化裝置抗干擾措施

0引言

干擾的存在具有普遍性，根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和自動化裝置發(fā)展的實(shí)際情況，現(xiàn)在很多產(chǎn)品在“靜電放電干擾、快速瞬變干擾和輻射電磁場干擾”方面實(shí)際上都沒有很好辦法，有些產(chǎn)品對電磁干擾還非常敏感，拒動、誤動、死機(jī)、改變定值等現(xiàn)象都有發(fā)生。因此，自動化裝置抗電磁干擾能力的提高，仍然需各位專業(yè)人士艱苦努力。電磁兼容是現(xiàn)代自動化裝置抗電磁干擾能力方面非常關(guān)注的目標(biāo)。

1靜電放電的干擾防護(hù)

靜電放電干擾試驗(yàn)，主要是模擬人體帶靜電以后，操作自動化裝置時(shí)，將產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象，對保護(hù)裝置造成影響和破壞，其防護(hù)措施簡述如下：

1.1面板上的開關(guān)、撥碼開關(guān)、信號燈、按鈕、液晶顯示屏都有可能將靜電放電干擾引入到裝置內(nèi)部，引起裝置內(nèi)部電路元器件的失效和損壞，所以沒有必須的話，盡量少放，對于的必須的液晶顯示屏等都應(yīng)該認(rèn)真的考慮硬件、軟件方面的防護(hù)，在這方面應(yīng)該注意兩點(diǎn)：

1.1.1面板和器件都要可靠接地，使靜電放電電流有一個(gè)良好的接地通道，因?yàn)閷τ诖嗳醯难b置，靜電放電過程中放電火花產(chǎn)生的高頻輻射干擾，可能引起裝置的混亂和誤動。

1.1.2器件內(nèi)部電路與金屬外殼的電氣間隙要足夠大。使高壓靜電不至于由于間隙過小產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，進(jìn)入器件的內(nèi)部電路。

1.2裝置采用整體式金屬機(jī)殼、整體式金屬面板，比插件式金屬面板要好得多。

1.2.1因?yàn)闄C(jī)箱外殼整體面板，容易可靠接地，但采用了整體金屬面板，還要設(shè)計(jì)專門的接地線，僅僅依靠金屬面板的固定螺釘或面板與機(jī)箱的金屬鉸鏈實(shí)現(xiàn)接地，這樣很不可靠，很容易在靜電放電干擾過程中出問題，金屬面板上要有專門的接地螺釘或其它措施通過專用接地線實(shí)現(xiàn)可靠接地。

1.2.2插件式面板、接地困難，常常只能夠靠面板背面與機(jī)箱框架的接觸實(shí)現(xiàn)接地連結(jié)，面板上噴漆的漆膜或鋁型材的氧化膜都不導(dǎo)電，且很難清除。無法保證面板與金屬機(jī)箱框架之間形成良好的電接觸。

1.2.3如果通過插件印制板布排專門的面板接地線，往往是得不償失，很可能把靜電放電過程中產(chǎn)生的高電壓大電流直接引入到印制板上一一形成“干擾地線”，使裝置抗靜電放電干擾的能力更加脆弱。同時(shí)該地線還有可能對一些導(dǎo)電回路的絕緣性能帶來不利的影響。

1.3對整體面板最好能實(shí)行整體面膜覆蓋。對整體面板實(shí)行面膜覆蓋，可將面板上的顯示器、信號燈、按鍵等等都保護(hù)起采，只要面膜的強(qiáng)度足夠高(一般的絕緣面膜都能滿足要求)，當(dāng)把靜電高壓施加到面膜上時(shí)，根本就沒有放電現(xiàn)象發(fā)生，也就不會有靜電放電干擾了。

2瞬變干擾的防護(hù)

2.1瞬變干擾的特點(diǎn)快速瞬變干擾脈沖的主要特點(diǎn)是幅值高，前沿陡，脈沖尖，重復(fù)率高。由于快速瞬變脈沖的特點(diǎn)，其干擾傳播方式雖以傳導(dǎo)為主，但由于其頻譜帶寬所致利用分布電容也是其重要傳播方式之一，還有一部分是通過空間輻射進(jìn)行干擾，可見要求我們產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員對裝置進(jìn)行全面考慮，整體防護(hù)。

2.2印制板和電路布局多層印制板的選用是抑制干擾的一個(gè)很好手段，其電源回路具有很大的板間電容，可抑制電源上的各種干擾脈沖，器件間的布線也更簡潔、短少、方便，可大大減少各回路間的串?dāng)_耦合。

如選用雙面板進(jìn)行布線，則更要對整個(gè)電路進(jìn)行仔細(xì)推敲，精心布置，其主要原則是易引進(jìn)干擾的器件和布線，一定要遠(yuǎn)離易受干擾的器件和布線，在電路中起隔離作用器件的進(jìn)線和出線要分開。如光電耦合器的輸入和輸出的布線一定要盡可能的分開，繼電器線圈和接點(diǎn)的布線也要遠(yuǎn)離，PT、CT的進(jìn)出線更要嚴(yán)格分離。

2.3裝置輸入、輸出回路的配線和布線自動化裝置的特點(diǎn)是有大量的輸入、輸出回路，，如電源回路、電壓回路、電流回路，開入回路、開出回路等，由于整屏布線時(shí)很難把他們一一分開，分別布置，它們常常都是捆扎在一起，由電纜通過各種溝、槽通道連到各個(gè)取樣點(diǎn)或控制點(diǎn)，因此，通過分布電容的鍋臺，各個(gè)輸入、輸出回路，都可能會引入干擾。對這樣的輸入、輸出線，在裝置內(nèi)部的布線一定要精心安排，進(jìn)入裝置后要盡快進(jìn)入隔離器件，如PT、CT、開關(guān)電源、光耦等，布線越短越好，不能與裝置內(nèi)插件間的連線捆扎在一起或混排交叉。對裝置內(nèi)一些必需的軟引線也應(yīng)采取措施，如各個(gè)回路采用單獨(dú)緊密絞合一雙較線。正確的布線也是一種很有效的抗干擾措施，它能大大降低干擾，不需增加工程序和成本，卻可收到滿意的抗干擾效果，希望大家能夠?qū)Υ私o予足夠的關(guān)注。

2.4開關(guān)電源開關(guān)電源對電源回路的干擾有一定的隔離作用。但開關(guān)電源的進(jìn)出線一定要分開布線，有的裝置裝有電源開關(guān)，并把電源開關(guān)布置在面板上，對這樣的設(shè)計(jì)一定要小心安排，首先開關(guān)連線要取在電源濾波器(開關(guān)電源的內(nèi)部濾波器)的后面，面板開關(guān)的線一定要相對“干凈”一些，最好選用屏蔽線，其次，開關(guān)引線不能5V、—15V、24V面板指示燈線捆扎或布排在一起，以減少輸入／輸出間的干擾耦合，

許多開關(guān)電源中的輸入回路、輸出回路與接地線間都接有抗干擾電容，其中輸出回路的對地電容有時(shí)可能會對裝置的抗干擾效果帶來不利的影響，因?yàn)榻拥鼐€并不是“純的接地”?輸入回路上的干擾信號會通過輸入對地電容進(jìn)入地線，再經(jīng)過輸出電容進(jìn)入輸出回路。從而引入干擾，必要時(shí)可拆除輸出回路的對地電容，使內(nèi)部電路與“地”徹底隔離，真正浮起來。

2.5濾波器的選用有的濾波器對快速瞬變干擾有明顯的抑制作用，它是提高裝置抗干擾水平最簡單，最有效的方法之一。但是濾波器的最終效果與濾波器的選用和安裝關(guān)系密切。一個(gè)好的濾波器很可能因?yàn)榘惭b不當(dāng)而起不到應(yīng)有的作用。濾波器應(yīng)直接安裝在裝置上，并按濾波器的使用要求進(jìn)行安裝布線，這樣才能使濾波器發(fā)揮應(yīng)有的作用，如只能將濾波器安裝在屏架上，則需設(shè)計(jì)人員和安裝人員認(rèn)真安排，精心施工，濾波器的輸入線和輸出線一定要分開，輸出線和其它可能產(chǎn)生干擾的回路一定要遠(yuǎn)離，輸出線越短越好，防止在外暴露過長，重新接收或鍋臺干擾，濾波器的外殼要良好接地，以保證其濾波效果。另一方面，前面提到自動化裝置的特點(diǎn)是輸入、輸出回路特別多，常常捆扎在一起，任一回路防護(hù)不當(dāng)都有可能使干擾竄入裝置內(nèi)部，所以在濾波器的選擇上應(yīng)選用有較多回路的組合濾波器對眾多回路同時(shí)進(jìn)行防護(hù)，也可通過試驗(yàn)只對一些敏感回路進(jìn)行濾波防護(hù)。當(dāng)然如能通過元器件的選用，印制板電路、元器件的布局，各個(gè)接地回路的安排處理，以及軟件上的各種措施等，使裝置的各個(gè)回路對干擾都不敏感，也就無需使用外掛濾波器，這就是最好的結(jié)果。

3電磁場干擾的防護(hù)

輻射電磁場干擾的防護(hù)相對來說要容易一些，尤其是有金屬機(jī)箱的微機(jī)型產(chǎn)品更容易，其防護(hù)注意點(diǎn)就是做好屏蔽接地：抗輻射電磁干擾所要做的就是選擇金屬機(jī)箱，保證機(jī)箱整體電氣連結(jié)良好并可靠接地，裝置面板上的開孔不能夠太大、機(jī)箱上的散熱孔應(yīng)開成圓形小孔(圓孔比長孔屏蔽效果好)，這樣才能使機(jī)箱起到應(yīng)有的屏蔽效果。

4小結(jié)

電磁干擾的種類較多，傳播方式、干擾途徑不盡相同，對靜態(tài)自動化裝置的可靠運(yùn)行危害極大，應(yīng)當(dāng)引起我們足夠的重視。雖然電磁干擾看不見，模不著，但還是有一定規(guī)律可循，我們應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，對裝置的元器件、電路、印制板、機(jī)箱、配線等等的選用和設(shè)計(jì)都給予充分的考慮，在各個(gè)可能引入干擾的回路，設(shè)置各種濾波，隔離措施，對干擾信號進(jìn)行有效的衰減、分離，直至減弱和消除其影響，抗干擾設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是抗速瞬變干擾和靜電放電干擾。