電氣工程中自動化設備的抗干擾措施解析

向道恩

摘 要：電氣自動化一直是我們研究的熱點。本文針對電氣工程中自動化設備存在的幾種電磁干擾因素進行了分析研究，論述了幾種抗干擾技術，在前人研究的基礎上，對電氣工程中自動化設備的抗干擾措施進行了進一步的解析，希望在實際應用中得到具體應用，給后來的研究者一些新的啟示。

關鍵字：電氣工程；自動化設備；抗干擾措施

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A

1 前言

電氣工程中電氣自動化的應用程度是一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的體現(xiàn)。自動化設備的使用既有先進的一面，也有一些不足之處，所以我們需要對干擾因素進行研究分析，找到一些具體可行的抗干擾措施，并應用到現(xiàn)實的實踐操作中。

2 電氣工程中自動化設備存在的干擾因素

電氣工程中自動化應用技術是指采用各種具有自動檢測和控制功能的裝置，對電力系統(tǒng)進行實時或遠程的自動調(diào)節(jié)、控制、管理和監(jiān)視，從而起到保證電力系統(tǒng)的供電的質(zhì)量和安全、經(jīng)濟運行的作用。電氣工程中電力設備除了具備在線監(jiān)測優(yōu)勢和智能化優(yōu)勢之外，也存在著一些不足，其中電磁干擾就是其中最為重要的一部分。對此本文專門研究了電氣工程中自動化設備的干擾因素，發(fā)現(xiàn)以下幾種干擾因素最為嚴重：

2.1 內(nèi)外干擾。電磁干擾有不同的分類方法，其中，根據(jù)干擾模式可分為外部干擾和內(nèi)部干擾兩類。外部干擾如：高電壓、電流的電纜和設備向周圍輻射電磁波。外部干擾的產(chǎn)生是有各種設備對周圍的輻射。內(nèi)部干擾的產(chǎn)生主要是由于系統(tǒng)的結構、生產(chǎn)工藝、元件的布置等等。

2.2 交變磁場。傳導干擾和輻射干擾是根據(jù)傳播載體進行劃分的。傳導干擾在實際上是通過公公阻抗進行傳播，而輻射干擾一般都是通過電磁波來進行傳播，盡管傳播方式不同，它們之間可以通過特定的方式進行轉換。例如，在常規(guī)變電站內(nèi)部由于受到一次、二次回爐之間互感的影響，則一次干擾導線會在二次回路中產(chǎn)生不同程度的干擾電壓，二次回路的互感阻抗、電流大小、電流頻率以及一二次回路的相對位置等，都會對二次回路中產(chǎn)生干擾電壓的大小產(chǎn)生直接影響。

2.3 信號模式。根據(jù)體例舉行對信號模式進行分離，可以劃分為差模干擾及共模干擾兩個模式，其中差模干擾產(chǎn)生主要是由于長路線傳輸?shù)幕ジ旭詈稀２钅Ｐ盘柺且源?lián)的方式出現(xiàn)在信號源回路之中的。共模干擾模式則是由于電氣工程網(wǎng)絡在運行過程中，受到地電位發(fā)生變化而產(chǎn)生的一系列干擾，則共模干擾又被稱為對地干擾，而該種干擾模式是導致電氣工程自動化設備無法正常運轉的主要因素。

2.4 地電位差。當大電流接地系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)單相短路故障時，變電站接地網(wǎng)中便會形成妨礙電流，而妨礙電流一旦流經(jīng)接地體的阻抗時會產(chǎn)生一定的電壓降，這便造成變電站內(nèi)部各地電位產(chǎn)生較大的差別，進一步也會直接影響到自動化設備的正常運行。如果在同一個回路中有不同接地點時，由于受到電位差的影響，會導致連接設備電纜芯中產(chǎn)生電流，地電位差的存在也會導致多點接地的電纜屏蔽層中產(chǎn)生電流，進而會對自動化設備電流線中產(chǎn)生一定的干擾電壓。

2.5 二次回路。二次回路自身產(chǎn)生的干擾電壓，主要是受到回路中所連接電感元件的影響，這是因為電感元件在斷開時會產(chǎn)生高頻暫態(tài)干擾電壓，而這些干擾電壓會直接影響到同一電源上的回路，同時也會通過電磁耦合對其他回路上的自動化設備產(chǎn)生影響，因此，技術人員在分析過程中必須注重二次回路自身產(chǎn)生的干擾電壓。

3 電氣工程中自動化設備采取的抗干擾措施

在電氣工程及自動化、電子技術等諸多現(xiàn)代技術高速發(fā)展的影響下，針對自動化設備抗干擾技術的研究，已成為我國社會各生產(chǎn)領域在新時期發(fā)展中共同關注的問題，要求工程師從自動化設備開發(fā)階段就應該充分利用抗干擾技術，并將自動化設備抗干擾措施貫穿于產(chǎn)品的全生命周期，這樣才能確保自動化設備的抗干擾措施可以滿足其使用要求。

3.1 電源使用方面。部分電源在使用過程中，其通斷的瞬間會對電子設備產(chǎn)生不同程度的傷害，其中對小功率電子設備造成的損害最為嚴重，并會對周圍的電子設備產(chǎn)生一定的干擾，例如，顯示器附近電源設備在通斷的一瞬間會導致其出現(xiàn)閃屏，如果電源功率過大則會導致顯示器屏蔽效果達不到使用要求，針對這種現(xiàn)象應該在電源設備上架設屏蔽層，電源線也要根據(jù)周圍電子產(chǎn)品的實際情況來選擇合理的屏蔽措施，這樣才能確保電源設備使用中的抗干擾措施可以滿足自動化設備的運行要求。

3.2 信號傳輸方面。信號在傳輸過程中容易受到線纜長度、絕緣性能等諸多因素影響，如果不采取有效的屏蔽措施，則會導致信號在傳輸過程中受到不同程度的干擾，其中正電平信號受到的干擾最為強烈，可以通過以下多種抗干擾措施對其進行處理。信號在傳輸過程中采用負電平傳輸模式，可以有效避免其他電氣設備運行中對其產(chǎn)生的干擾；針對容易受到干擾的信號，可以采用分開傳輸?shù)哪Ｊ?；高頻信號在傳輸中可以采用同軸電纜；將模擬信號和數(shù)字信號分開進行傳輸，有效避免自動設備的干擾；信號傳輸電纜在選擇過程中以帶有屏蔽層的型號為主，并要確保其絕緣性能可以滿足信號傳輸要求；正確使用雙絞線可以有效消除電磁干擾對信號傳輸?shù)挠绊懀恍盘柧€在設置過程中盡量遠離電源線，針對無法遠離電源線的要加設金屬隔板；針對數(shù)字信號傳輸中受到干擾產(chǎn)生毛刺這一現(xiàn)象，可以采用電容濾波的方法對信號進行處理。

3.3 印制電路板布線。在印制板布線階段對電子產(chǎn)品的抗干擾措施進行設計，其對加強電子設備的抗干擾能力有著重要作用，因此，在該階段可以通過以下幾種措施對其進行防干擾措施設計：通過采用集成電路模式來減少布線，可以有效提高電子設備的抗干擾性能；電子設備設計階段要縮短走線及器件間串擾的距離，盡量將有關聯(lián)的電子器件放在儀器；電源與地之間的跨接需要合理設置陶瓷電容，盡量消除集成電路的去耦作用，電路板入口處電源應按照22uF左右的電解電容，或者按照0.1uF左右的非電解電容，都可以有效提高電子設備在運行過程中的抗干擾性能。

結語

本文通過分析和研究電氣工程中自動化設備存在的內(nèi)外干擾、交變磁場、信號模式、地電位差等五種電磁干擾因素，找到了一些具體的抗干擾措施，并對此進行了簡單的解析。

參考文獻

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