電氣工程中自動化設備的抗干擾措施解析

韓福春

[摘要]首先，從電磁干擾、信號干擾、電壓干擾以及電位差干擾四個方面分析了在自動化設備運行過程當中存在的各類干擾因素。之后分別從對印刷板進行科學布線、保護開關電源以及重視信號傳輸管理三個方面分析了電氣設備防干擾措施。

[關鍵詞]電氣 自動化 干擾

電氣設備的自動化運行能力和水平是影響國家經(jīng)濟發(fā)展前景的重要因素之一。同時，現(xiàn)階段電氣設備的自動化運行也有效提升了電氣工程進度的推進，并在電氣工程中肩負著關鍵作用。而一旦在電氣工程中出現(xiàn)了自動化設備故障則無疑會影響工程開展和系統(tǒng)運行。尤其是在諸多的干擾因素下極容易導致自動化設備自身可靠性的降低。因此，有必要從抗干擾的角度入手，分析討論電氣自動化設備自身運行過程中的干擾因素以及抗干擾措施。

一、電氣自動化設備運行過程中干擾因素討論

得益于我國電氣領域技術(shù)水平和能力的提升，在電氣工程領域已經(jīng)完全實現(xiàn)了自動化運行、自動化控制以及自動化檢測。這種自動化技術(shù)在電氣工程領域的全面應用不但極大的提高了自身運行效率、降低了人工運行成本，更全面增加了電氣工程在運行過程當中的可靠性和穩(wěn)定性。但也需要認識到，由于在運行過程當中因諸多因素導致存在各類影響電氣設備自動運行的干擾因素。一是在自動化運行中存在著電磁干擾。電磁干擾是自動化運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)、存在的干擾因素。這一種干擾主要表現(xiàn)為外部存在的高電壓、各類電磁波以及電氣設備自身構(gòu)造不合理而導致的。同時，當在自動化設備運行的外部出現(xiàn)高電壓以及電磁波干擾源時，也會伴隨有各類輻射和傳導干擾的發(fā)生。這是由于電磁波和電壓事實上是可以相互轉(zhuǎn)換的，進而給自動化設備的運行造成影響。二是在自動化運行中存在著信號干擾。一旦在自動化設備的運行過程中發(fā)生了信號干擾，就會使得正在運行的一整套自動化設備出現(xiàn)一定的問題并使得設備運行過程中出現(xiàn)故障的概率大幅上升。對于信號干擾，根據(jù)信號模式的不同又可以分為共模干擾和差模干擾兩個方面。其中，共模干擾又可以稱之為對地干擾，即在自動化設備以及電氣工程網(wǎng)絡在運行階段由于受到地電位自身發(fā)生的變化而激發(fā)形成的各類干擾。共模干擾是信號干擾中影響自動化設備運行的主要因素之一。另一種干擾是差模干擾，即信號在較長路線傳輸?shù)倪^程中因為互感耦合而發(fā)生的干擾。差模干擾大多是在信號源的回路當中通過串聯(lián)的方式而影響自動化運行、形成干擾源的。三是在自動化運行中存在著干擾電壓。干擾電壓大多是由于二次回路所造成的，并將嚴重的影響自動化設備運行的正常。這也是干擾自動化運行的重要因素，對于監(jiān)控設備運行的工作人員而言需要格外重視。四是因地電位差而造成的干擾因素。當較大的電流接地系統(tǒng)自身在運行過程中出現(xiàn)短路故障時，就會使得接地網(wǎng)中出現(xiàn)一定量的妨礙電流。而妨礙電流流經(jīng)接地體的阻抗時就會造成電壓降的形成。當變壓降形成后就會使得在變電站內(nèi)部不同位置的電位存在顯著的差異，進而影響電氣設備的自動化運行正常性。尤其是在相同的回路中存在著不同的接地點，且這一類接地點也存在著顯著的電位差，就會使得連接各個設備的電纜芯、電纜屏蔽層中出現(xiàn)一定量的電流，進而形成干擾電壓影響電氣自動化設備的運行。另外，因為開關電源也會對電氣設備運行造成一定的干擾。由于開關電源會產(chǎn)生一定的電磁噪聲，進而對電子設備造成一定的影響。開關電源所造成的干擾又可以根據(jù)造成干擾原因而分為內(nèi)部元器件所形成的干擾以及外界因素導致開關電源發(fā)生干擾兩類。

二、自動化設備運行過程中抗干擾措施和策略討論

（一）科學的印刷板布線與開關電源保護

首先，可以通過科學的印刷板布線工作提高自動化設備的抗干擾能力。通過在印刷板上進行合理、有效的線路設計，一是最大限度的降低線路自身的走線距離并減少各個元器件發(fā)生串擾的距離，二是通過在電源與地面之間設備一定的陶瓷電容以防止集成電路有可能出現(xiàn)的電偶效應而影響自動化設備運行。同時，防止開關電源而影響自動化設備運行也可以從布線設計的角度入手，防止因為進出線過程因沖突而導致電源受到干擾。一是根據(jù)相關標準對開關進行有效的連線，二是在屏蔽層的設計中選取有效的屏蔽線以最大限度降低電源干擾，三是合理的連接指示燈線，進而達到防止開關電源過程中干擾自動化運行的目的。

（二）重視信號傳輸管理工作

其次，還可以通過提高對信號傳輸工作的管理以加強自動化設備的抗干擾能力。這就要求一是在信號的傳輸過程中盡量選用付電平的傳輸模式因降低信號干擾。二是對于極容易受到影響和干擾的信號，為了防止諸多信號之間相互干擾，需要采取分路傳輸?shù)姆绞?。三是對于信號傳輸所存在的毛刺現(xiàn)象，可以使用電容濾波的方式對信號進行二次處理。四是進一步增加信號線與電源線之間的距離，進而防止電源和電壓以及其所產(chǎn)生的電磁波對信號所造成的影響。