煤礦電力自動化控制裝置的干擾分析與對策

劉紅

（重慶松藻煤電責任有限公司 重慶綦江 401445）

煤礦電力自動化控制裝置的干擾分析與對策

劉紅

（重慶松藻煤電責任有限公司 重慶綦江 401445）

電力自動化控制裝置在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中具有重要地位，在我國礦業(yè)發(fā)展中更是發(fā)揮著不可或缺的作用，本文主要通過對煤礦電力自動化控制裝置的干擾因素進行分析，并對各個因素提出抗干擾的措施，希望對研究者有一定的參考作用。

煤礦；電力自動化控制裝置；干擾分析；對策

自動控制系統(tǒng)是指在無人直接參與下可使生產(chǎn)過程或其他過程按期望規(guī)律或預定程序進行的控制系統(tǒng)[1]。煤礦作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，電子自動化控制裝置是不可缺少的設備，但是在自動化裝置使用過程中，經(jīng)常會收到各種形式的干擾，即使是很微小的干擾，也可能引起大的事故，特別是煤礦業(yè)，一旦有嚴重的事故發(fā)生，不僅會對經(jīng)濟造成損失，對人員的安全隱患更是不容小覷。雖然干擾因素不能完全消除，但我們要積極針對自動化裝置的干擾因素進行分析，并找到防護措施。

1 煤礦電力自動化控制裝置的干擾因素

造成煤礦中的電力自動化控制裝置的干擾因素主要有：電網(wǎng)干擾、磁場干擾、靜電干擾、漏電干擾、瞬變干擾等，這些因素都會對自動化控制裝置的正常運行進行干擾[2]。

1.1 靜電干擾

在煤礦的生產(chǎn)過程中，超大的功率裝置周圍存在較大的負載，磁感線圈也相應變大，而這種由較大電場引起的磁場效應被稱為由靜電引起的電磁干擾，比如設備面板上的顯示器、信號燈等都是引發(fā)靜電干擾的源頭。通常，煤礦工業(yè)要求電力傳輸在10kV的基礎上進行工作，而為避免電路發(fā)生損耗，一般采用鋁制線路，但同時這種鋁制線纜會增加磁場波及的范圍，從而導致電容設備產(chǎn)生耦合，引起靜電干擾。

1.2 電網(wǎng)干擾

例如，當裝置有較大電流通過時，其電子控制裝置通過電網(wǎng)獲得交流電，以獲得較大的電場，從而產(chǎn)生所需的電能，此時，由于電網(wǎng)的作用，使得用電設備周圍分布的電容向周圍造成干擾因素，這就是所謂的電網(wǎng)干擾。在煤礦開采過程中，電力自動化裝置引起電源電壓的變化，造成干擾。

1.3 漏電干擾

煤礦生產(chǎn)的電力自動化裝置由于潮濕、性能退化、老化等引起的漏電現(xiàn)象會對絕緣電網(wǎng)的作用發(fā)揮造成影響，造成絕緣電網(wǎng)不能發(fā)揮絕緣的作用，造成自動化設備的漏電干擾，這種狀況在天氣情況不好的時候常有發(fā)生[3]。

1.4 電磁輻射干擾

引起電磁輻射干擾的原因主要是磁場與電場發(fā)生相互作用而產(chǎn)生電磁波，從而造成對電力自動化控制裝置的正常穩(wěn)定的運行造成影響。當裝置周圍流過較大的電流量時，部分元件包括電動機、電磁鐵等這些磁場強度大的部件由于磁場變化對電力回路耦合造成影響，所以電子裝置周圍流過較強的電流時，磁場周圍電流產(chǎn)生電動勢和感應電流，對電力自動化控制裝置帶來不同程度的電磁輻射干擾。

1.5 共阻抗的干擾

共阻抗類的干擾是指自動化裝置中各個回路間的公共導線由于電壓下降的電阻，產(chǎn)生耦合現(xiàn)象，這時，這條回路就對其他回路形成了共阻抗的干擾。當裝置正常工作時，電路的電流在流過導線時，由于導線之間都存在電阻、電感應，因此會造成導線電壓下降現(xiàn)象。除此之外，電線之間的橫截面積及其長短也會對電路造成干擾，橫截面積越小，就更易受到共阻抗的干擾。

2 對煤礦電力自動化控制裝置干擾的抑制對策

對于控制煤礦電力自動化裝置的干擾，應從干擾源、被干擾對象及接收對象三個部分入手，可以采取屏障、阻斷、切除等方法消除干擾隱患。在了解裝置的各個部件環(huán)境的基礎上，對不同的部件進行不同的改善方法，才可以有效的解決自動化裝置的干擾問題。

對于礦業(yè)的發(fā)展來說，若要進一步保障施工人員安全、財產(chǎn)安全等問題，對這些干擾因素進行合理的控制，更是當下之需[4]。

2.1 靜電防護措施

靜電對自動化控制裝置的防護措施主要有以下幾點：①面板的整體覆蓋。用強度足夠高的絕緣面膜覆蓋整個面板，包括的顯示器、信號燈、按鍵等；②采用整體金屬機殼與面板。在這里強調(diào)兩點：a.“整體”是方法之一，機殼采用整體式要優(yōu)于插件式，這是因為插件式面板接地困難，只能靠面板和機箱接觸，同時，不導電的噴漆或氧化膜等對于插件式來說很難清除，導致不能有良好的電接觸。另外，將整體與專用接電線和固定面板的金屬鉸相連接，可以有效的抗干擾。b.若采用插件式面板接地線，很容易形成干擾地線，原因是把放電過程中產(chǎn)生的電壓引入面板，使放電能力變?nèi)?；③必須對自動化設備內(nèi)元件進行認真、完全的防護。例如，設備上的開關、信號燈、顯示屏等，若將靜電干擾引入裝置中，會導致裝置的損壞，而對于失效的裝置，由于放電過程中產(chǎn)生的火花都會對裝置運行的穩(wěn)定性造成影響，因此，必須要將設備的面板燈元件有效接地，并且裝置內(nèi)電路與外殼的空隙要足夠大，符合規(guī)定的電氣間隙的要求，確保高壓靜電不會由于空隙過小而進入設備內(nèi)部。

2.2 電網(wǎng)干擾的防護

電網(wǎng)中電壓會會形成浪涌，而這種電壓的浪涌會對自動化裝置造成干擾作用，對于這類浪涌問題，我們不僅可以采用壓敏電阻進行適當?shù)奈?，也可以通過在電源電壓器兩側(cè)安置高頻濾波裝置來抑制電網(wǎng)電壓的干擾。另一種方法，就是根據(jù)具體情況采取必要的隔離措施，對于電網(wǎng)干擾的防護的一大阻礙作用就是人們?yōu)闇p少電源重量，體積，以降低成本，其次，及時是使用了全套的抗干擾措施，也或多或少有摻雜著干擾信號，并基于干擾信號的基礎上將信息傳遞出去。

2.3 磁場防護

煤礦開采過程中，由于自動化控制裝置周圍產(chǎn)生的磁場而導致出現(xiàn)正常工作造成干擾的情況，若要消除這些干擾，就需要對干擾源或被干擾對象做出進一步改進。為防止內(nèi)部磁場向外部設備造成輻射，應在這些設備的周圍用高導材料制成一個保護屏障，同時也防止了外部對內(nèi)部的輻射，這種方法只適合于線纜較短的情況。若需要運輸?shù)木嚯x較長，為了避免磁場耦合造成的干擾，可以將電纜做成雙絞線的形式，這樣做，可以大大減小電力自動化裝置收到磁場的干擾[5]。

2.4 共阻抗干擾的控制

共抗組的干擾問題在整個工作過程中是比較常見的問題，對此：①可以采取擴充電源功率容量來解決此類問題，但是需要注意的是，為更好的防治這些干擾因素，應將模擬電路和數(shù)字電路連接到對應電源端口，將模擬電路與數(shù)字電路區(qū)分開來；②上文提到，電線的橫截面積和長度會影響對干擾的控制效果，因此，應盡可能調(diào)節(jié)電線的屬性：適當加大橫截面積，減小線路長度；③要保證控制裝置有較小的接地電阻，以減小強電裝置帶來的共阻抗干擾。

2.5 其它抗干擾的應對措施

其他干擾因素還包括漏電干擾等，因此，做好絕緣措施是關鍵，這就要求企業(yè)要定期檢查裝置，在確保安全的同時，進行徹底的清潔工作，另外，工作的環(huán)境也必須考慮進去，應盡量避免在較高濕度的環(huán)境中運行，信號線之間要保持合適的距離，防止產(chǎn)生漏電耦合干擾。

3 結(jié)語

總之，電力自動化裝置中電路復雜，很容易受到不同方面的干擾因素，施工人員要及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患，比如靜電、磁場、電網(wǎng)、電阻等的干擾因素，并積極對這些因素進行分析，尋找合適的解決方案，將理論與實際相結(jié)合，形成一套完整的體系。與此同時，這些因素的預防措施也是關鍵，對可能出現(xiàn)的干擾因素進行準確的預測，保證整個系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的運行。

[1]孟汾蘭.抗干擾技術在電力自動化裝置中的應用分析[J].科技經(jīng)濟市場，2014（9）：8～9.

[2]顏樂平.電力自動化裝置的抗干擾技術應用[J].時代農(nóng)機，2015（8）：68～69.

[3]劉洋.試論熱電廠電力自動化裝置如何強化抗干擾措施[J].中國新技術新產(chǎn)品，2015（6）：13.

[4]曹宏.電子自動化裝置干擾因素與對策分析[J].建材發(fā)展導向（下），2013（6）：364.

[5]張東，黃華.電子自動化控制裝置的常見干擾因素及抗干擾對策[J].吉林工程技術師范學院學報，2014，30（12）：91～93.

TM571.6

A

1004-7344（2016）17-0145-02

2016-6-1

劉 紅（1976-），男，助理工程師，大專，主要從事安全監(jiān)測管理工作。