電測(cè)儀表所受干擾的分析及預(yù)防方法分析

歐琳

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司永州供電分公司湖南永州425000）

電測(cè)儀表所受干擾的分析及預(yù)防方法分析

歐琳

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司永州供電分公司湖南永州425000）

電測(cè)儀表作為電力行業(yè)不可或缺的一個(gè)重要儀器，對(duì)于整個(gè)電力線路的工作具有一定的指導(dǎo)意義，但電測(cè)儀表在實(shí)際應(yīng)用過程中，常會(huì)受到多種因素的干擾，影響其測(cè)試的準(zhǔn)確性。因此，本文主要對(duì)電測(cè)儀表常受的幾點(diǎn)干擾因素進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，以期為提高電測(cè)儀表準(zhǔn)確性提供一定的參考。

電測(cè)儀表；受干擾；分析；預(yù)防

1 引言

電測(cè)儀表及裝置在工作過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)某些不正?，F(xiàn)象，如一次檢測(cè)元件測(cè)量的信號(hào)波動(dòng)、儀表指針抖動(dòng)、數(shù)字儀表的數(shù)碼不規(guī)則地跳動(dòng)等，這些現(xiàn)象將導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，必須予以重視，做好相應(yīng)的預(yù)防工作。

2 電測(cè)儀表所受主要干擾源

2.1 靜電感應(yīng)

電測(cè)儀表在實(shí)際工程中，最為常見的一種干擾源就是靜電感應(yīng)，一般情況下，此種感應(yīng)主要是電路元件中殘留了一些寄生電容，導(dǎo)致兩條支路上的電荷會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)移。具體感應(yīng)方式如圖1所示。

圖1 靜電感應(yīng)的干擾

2.2 電磁感應(yīng)

若電路與電路之間存在互感現(xiàn)象，則電路中會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生，從而發(fā)出對(duì)電測(cè)儀表進(jìn)行干擾的信號(hào)。

2.3 漏電流感應(yīng)

電子線路內(nèi)部的各元件支架、印刷的電路板、電容內(nèi)部的介質(zhì)、外殼以及接線柱等絕緣性較差，尤其是應(yīng)用傳感器的環(huán)境濕度較大時(shí)，絕緣體中的絕緣電阻會(huì)有所降低，出現(xiàn)漏電電流，從而對(duì)電測(cè)儀表的檢測(cè)產(chǎn)生干擾，特別要注意，當(dāng)電路的輸入級(jí)有漏電電流流入時(shí)，則產(chǎn)生的影響就更嚴(yán)重。

2.4 附加熱電勢(shì)和化學(xué)電勢(shì)

附加熱電勢(shì)以及化學(xué)電勢(shì)存在的主要原因在于金屬的性質(zhì)不同，其產(chǎn)生的熱電勢(shì)或者金屬腐蝕而引發(fā)化學(xué)電勢(shì)，一旦該化學(xué)電勢(shì)處于電回路時(shí)會(huì)成為一種干擾，此種干擾大部分都以直流的形式出現(xiàn)在接線端子板或者干簧繼電器等易于產(chǎn)生電熱勢(shì)的地方。

2.5 振動(dòng)

磁場(chǎng)中的導(dǎo)線在運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以在振動(dòng)的環(huán)境中對(duì)信號(hào)進(jìn)行固定有一定的必要性。而將上述四種干擾信號(hào)進(jìn)行串聯(lián)，則會(huì)以串模干擾的形式出現(xiàn)。

2.6 不同地電位引入的干擾

大地中，不同點(diǎn)與不同點(diǎn)之間的存在著一定的電位差，特別是靠近功率較大的用電設(shè)備時(shí)，這些設(shè)備具有的絕緣性較差，這一電位差更大。而儀表在實(shí)際使用過程中，還會(huì)在輸入回路中有意或者無意的出現(xiàn)超過兩個(gè)接地點(diǎn)。這樣一來，可以將不同接地點(diǎn)的電位差引入到電測(cè)儀表中，接地電位差能夠超過10V以上，其可在兩根信號(hào)的導(dǎo)線上同時(shí)出現(xiàn)。而在受到共模的干擾以及部與信號(hào)相互疊加，則不會(huì)對(duì)儀表產(chǎn)生直接的影響。不同接地點(diǎn)的電位差引入儀表產(chǎn)生的電位差如圖2所示。

3 預(yù)防電測(cè)儀表受干擾的方法

3.1 串模干擾的預(yù)防方法

串模干擾跟被測(cè)信號(hào)所處的地位相同，所以當(dāng)有串模產(chǎn)生干擾時(shí)，則難以消除，因此，首先要做的就是避免其產(chǎn)生，而具體的避免串模受到干擾的方法有以下幾點(diǎn)：

圖2 共地耦合干擾電位差

3.1.1 扭絞信號(hào)導(dǎo)線

將信號(hào)導(dǎo)線扭絞在一起，進(jìn)一步減小信號(hào)回路中的磁通變化量，使得磁通變化速度有所減小，感生電動(dòng)勢(shì)減小，此時(shí)，這兩種信號(hào)干擾源跟干擾源之間的距離差不多相同，分布電容也接近相同，因此，能使由磁場(chǎng)和電場(chǎng)通過感應(yīng)耦合進(jìn)入回路的串模干擾大為減小。

3.1.2 屏蔽

為了避免受到電場(chǎng)的干擾，則可以利用信號(hào)導(dǎo)線將金屬包裹起來，一般是利用一層金屬網(wǎng)包裹在導(dǎo)線外，并在導(dǎo)線外套上一層絕緣層，為了對(duì)“場(chǎng)”進(jìn)行隔斷，對(duì)各種“場(chǎng)”的干擾進(jìn)行抑制。要確保屏蔽層是接地的，才能夠避免其受到干擾。

3.1.3 濾波

濾波法通常指在測(cè)量線路的輸入端，將電容或電感線圈跟電阻組成濾波器，并接入其中，以便對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)入二次儀表和PLC等控制系統(tǒng)進(jìn)行抑制，進(jìn)一步衰減干擾信號(hào)。而對(duì)于那些變化速度較慢的自流信號(hào)，則可以將濾波電路安裝在儀表的輸入端，進(jìn)一步降低混雜于信號(hào)受干擾程度。而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)儀表電路時(shí)就已對(duì)信號(hào)干擾這一因素進(jìn)行了考慮，所以很少用到此方法。

對(duì)于那些處在高處或者地處空曠地帶的儀表，由于其受到雷擊的概率較小，則可以將浪涌保護(hù)器配置在室內(nèi)部分。常用的幾種軟件濾波法有：平均值濾波；中值濾波；限幅濾波。但這幾種方法通常適用于那些不可避免干擾后而形成被動(dòng)抑制措施，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，要注意將信號(hào)遠(yuǎn)離動(dòng)力線、減少雜散磁場(chǎng)的產(chǎn)生，屏蔽變壓器等電器元件，采取主動(dòng)隔離的方式，盡可能的避免干擾場(chǎng)的形成。

3.2 共模干擾的預(yù)防方法

由于儀表系統(tǒng)的信號(hào)更多為低電平，所以，共模干擾會(huì)導(dǎo)致電測(cè)儀表的測(cè)量信號(hào)發(fā)生變形，影響到測(cè)量的準(zhǔn)確度，為了進(jìn)一步防止共模干擾可以采取以下幾點(diǎn)措施：

3.2.1 接地

通常而言，儀表以及信號(hào)源的外殼會(huì)跟大地相接，保持著零電位的狀況。也要確保信號(hào)源電路以及儀表系統(tǒng)的接地，以便能夠消除共模信號(hào)。

3.2.2 絕緣

由于信號(hào)源對(duì)地不會(huì)完全的絕緣，且不能夠?qū)﹄娢徊钜M(jìn)的干擾進(jìn)行消除，因此，為了能夠進(jìn)一步提高儀表工作的穩(wěn)定性，一般會(huì)在低電平測(cè)量?jī)x表中將二次儀表“浮地”，也就是將二次儀表進(jìn)行接地，以便對(duì)共模干擾產(chǎn)生的電壓泄露的途徑進(jìn)行干擾。在實(shí)際應(yīng)用過程中，會(huì)將屏蔽和接地的方式相結(jié)合，有效解決干擾的問題。若屏蔽層的信號(hào)側(cè)跟儀表側(cè)都接地，則地電位差會(huì)通過屏蔽層形成回路，且地電阻跟屏蔽層中的電阻相比要小很多，會(huì)在屏蔽層上形成電位梯度，并通過屏蔽層跟分布在信號(hào)導(dǎo)線中的耦合信號(hào)線路中，所以，務(wù)必要確保屏蔽層的一側(cè)接地，同時(shí)信號(hào)導(dǎo)線屏蔽層接地要保持跟系統(tǒng)接地處于同一側(cè)。

3.2.3 雙層屏蔽

由于電測(cè)儀表的外殼是接地的儀表的輸入端與外殼之間一定存在分布電容和漏阻抗，因此，浮地不可能把泄漏途徑完全切斷，必要時(shí)要在儀表的外殼內(nèi)部再套一個(gè)內(nèi)屏蔽罩。內(nèi)屏蔽罩與信號(hào)輸入端以及外殼之間均不做電氣連接，從內(nèi)屏蔽層引出一條導(dǎo)線與信號(hào)導(dǎo)線的屏蔽層相連接，而信號(hào)線的屏蔽在信號(hào)源處一點(diǎn)接地，這樣就使儀表的輸入保護(hù)屏蔽及信號(hào)屏蔽對(duì)信號(hào)源穩(wěn)定起來，處于等電位狀態(tài)，從而大大提高儀表抗干擾的能力。

4 進(jìn)一步規(guī)避電測(cè)儀表受干擾的基本建議

4.1 選擇合適的電測(cè)儀表

各個(gè)電力企業(yè)單位需要根據(jù)日常電力測(cè)量的測(cè)量強(qiáng)度、測(cè)量范圍等內(nèi)容選擇適當(dāng)?shù)碾姕y(cè)儀表型號(hào)。這需要各個(gè)相關(guān)電力企業(yè)積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)和了解相關(guān)的事項(xiàng)和要點(diǎn)，扭轉(zhuǎn)當(dāng)前在進(jìn)行電力測(cè)量好工作中存在的不準(zhǔn)確的觀念，結(jié)合自身的工作特點(diǎn)，對(duì)電測(cè)量表的測(cè)量范圍等因素進(jìn)行合理的選擇。為了選擇合適的電測(cè)儀表型號(hào)，首先需要在儀表的選取過程中選用量程較小的電測(cè)儀表，在這種情況下，電測(cè)量表將會(huì)處于相同精度級(jí)別，這一操作有助于將儀表的測(cè)量誤差控制在最小的狀態(tài)之下。

4.2 減少電測(cè)儀表環(huán)境因素

盡量將電測(cè)儀表測(cè)量過程中的環(huán)境影響因素降到最低，這需要相關(guān)工作人員進(jìn)行在測(cè)量過程中對(duì)測(cè)量環(huán)境的空氣溫度、空氣濕度、電磁波環(huán)境、電測(cè)儀表的安放位置等各種相關(guān)影響因素進(jìn)行合理的選擇與設(shè)置。為此需要做到以下幾點(diǎn)：①在進(jìn)行儀表測(cè)量的前期，需要由相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人員對(duì)電測(cè)儀表的安裝環(huán)境進(jìn)行全面的考察和評(píng)估，分析其常規(guī)的空氣溫度和濕度，如果安裝地點(diǎn)的環(huán)境因素與實(shí)際的安裝要求不相符合，可以申請(qǐng)?jiān)陔姕y(cè)儀表的周邊安裝恒溫裝置以及除濕裝置；②針對(duì)電磁波影響電測(cè)儀表測(cè)量精準(zhǔn)度這一問題，需要相關(guān)技術(shù)人員加強(qiáng)技術(shù)防范。目前，金屬屏蔽是效果相對(duì)良好的電磁波消除技術(shù)，這項(xiàng)積水也就是利用金屬將電測(cè)儀表完全罩住，這樣就將電磁波與電測(cè)儀表完全隔離在兩個(gè)空間，將干擾電磁波阻擋在儀表的外部；③相關(guān)技術(shù)人員需要注意的是，在進(jìn)行電測(cè)儀表的安裝超過之前，需要對(duì)安裝環(huán)境的光照強(qiáng)度、振動(dòng)強(qiáng)度等進(jìn)行全面的測(cè)試，在檢測(cè)的過程中，確保電測(cè)儀表處于一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)，使儀表受到的波動(dòng)性影響降到最低。只有充分保證黃環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定性，才能提高電測(cè)儀表的測(cè)量準(zhǔn)確性。

4.3 安裝和使用電測(cè)儀表時(shí)要注意規(guī)范

在電測(cè)儀表安裝和使用的過程中，必須遵循相應(yīng)的要求規(guī)范，同時(shí)在使用過程中也需遵守章程，這在某種程度上對(duì)安裝人員提出了新的要求，他們?cè)陂_展工作之前必須對(duì)安裝要求有一定的掌握，然后才可以付諸實(shí)踐，否則將會(huì)引發(fā)非常嚴(yán)重的后果。電測(cè)儀表在實(shí)際應(yīng)用中差距相差較大的原因在于人為因素，從某種意義而言存在不穩(wěn)定性，因此只有從人員培訓(xùn)方面著手就能從根本上解決這一問題。與此同時(shí)，安裝人員還應(yīng)對(duì)緊急事件做出有效處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決安裝過程中存在的所有問題。

5 結(jié)束語

總而言之，電測(cè)儀表在日常使用中會(huì)受到多方因素的干擾，影響其測(cè)試的精準(zhǔn)度，其中既包括儀表本身原因，也包括一些外界影響因素，而明確其具體的防范措施，能夠有效為電力工作者提供相應(yīng)的指導(dǎo)參考。

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[3]張海燕.變電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表的主要干擾原因及防范措施研究[J].中國(guó)科技縱橫，2013（13）：87.

TM930

A

1004-7344（2016）28-0064-02

2016-9-19

歐琳（1978-），女，主要從事電測(cè)儀表工作。