電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾研究

張瑞賢 蘇慶亞 孫波

摘?要：電氣工程在發(fā)展過(guò)程中，電氣自動(dòng)化始終研究的一個(gè)重要的課題。電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用集中反映出了我國(guó)的電氣工程水平以及我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，對(duì)于電氣自控設(shè)備抗電磁干擾性要求也越來(lái)越高。電氣自動(dòng)化設(shè)備有利于提升我國(guó)的電氣工程發(fā)展水平，但是在使用過(guò)程中存在許多干擾因素，本文就對(duì)電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾展開分析。

關(guān)鍵詞：電氣工程;電磁干擾;自控設(shè)備

引言

隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的水平越來(lái)越高，許多行業(yè)都加快了現(xiàn)代化建設(shè)的步伐，近些年來(lái)我國(guó)在電氣行業(yè)投入的精力越來(lái)越多，尤其是在電氣設(shè)備的應(yīng)用方面更是投入了巨大的人力、物力的支持，這個(gè)過(guò)程就在一定程度上使其成為電氣設(shè)備穩(wěn)定應(yīng)用的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，我國(guó)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況處于一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定的狀態(tài)，但是這種穩(wěn)定的狀態(tài)只是暫時(shí)的，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中還會(huì)受到電氣自控設(shè)備電磁的干擾，而使實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程受到影響，所以說(shuō)現(xiàn)階段最為重要的工作就是對(duì)電氣工程中自控設(shè)備的電磁干擾問(wèn)題加以研究，同時(shí)這也是盡可能的提高電氣工程設(shè)備運(yùn)行效率的最為有效的途徑。

一、自動(dòng)化設(shè)備中的電磁干擾

在電氣工程的設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)方面，現(xiàn)在已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)設(shè)備裝備的自動(dòng)檢測(cè)功能和各種控制功能，一般的自動(dòng)化裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)或遠(yuǎn)程的控制、管理和監(jiān)控功能，以確保這種電力系統(tǒng)的高質(zhì)量和操作安全性，以及最大化經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)功能以及智能化自動(dòng)化操作功能，是電力工程的重大進(jìn)步。但是，電力設(shè)備除了擁有一定的優(yōu)勢(shì)外也存在一些缺點(diǎn)。電磁干擾是自動(dòng)化設(shè)備的所有干擾中最重要的部分。電磁干擾又被稱作內(nèi)外干擾。由于電磁干擾的來(lái)源和模式不同，可以分為外部和內(nèi)部?jī)煞N干擾。外部干擾一般是高電壓或者電流以及一些電纜線和相關(guān)設(shè)備向外部產(chǎn)生的輻射。內(nèi)部干擾的產(chǎn)生來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)零件和結(jié)構(gòu)的布置等。

二、電氣工程自動(dòng)化中設(shè)備受電磁干擾的現(xiàn)狀

電磁干擾是普遍存在于人們?nèi)粘Ｉ钪械默F(xiàn)象。人們?cè)谑褂秒娔X時(shí)，手機(jī)短信或者手機(jī)來(lái)電，將會(huì)影響電腦數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸或使電腦產(chǎn)生嗡嗡聲;在觀看電視時(shí)，使用其他電器可能會(huì)使電視出現(xiàn)雪花點(diǎn)或使電視揚(yáng)聲器發(fā)出刺耳的噪音。電磁干擾現(xiàn)象已經(jīng)滲入到社會(huì)各行業(yè)領(lǐng)域。電磁干擾對(duì)人們生產(chǎn)和生活的損害也表現(xiàn)在更多的環(huán)節(jié)，電磁干擾使民航系統(tǒng)失效、電磁干擾通信不暢、電磁干擾使自控設(shè)備誤操作等。而在當(dāng)今社會(huì)，各行業(yè)領(lǐng)域已趨向自動(dòng)化發(fā)展，自控設(shè)備的研發(fā)不斷升級(jí)、應(yīng)用不斷拓展，電氣工程領(lǐng)域也對(duì)加強(qiáng)電磁容性、提高電磁干擾抑制技術(shù)的發(fā)展投入了更多的關(guān)注。目前，我國(guó)電氣工程中需使用的自控設(shè)備較多，受周圍環(huán)境的影響，電磁干擾的問(wèn)題顯著存在。但自控設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中，如果設(shè)備周圍存在電磁或信號(hào)干擾源，自控設(shè)備本身的性能通常會(huì)受到一定程度的影響，從而導(dǎo)致其自動(dòng)控制功能無(wú)法正常發(fā)揮。因此，加強(qiáng)電磁抗干擾能力是十分必要的。

三、導(dǎo)致自控設(shè)備電磁干擾的原因

1.設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的干擾

由于變電站內(nèi)部存在的各個(gè)地電位完全不同，地電位彼此之間存在一定的差異，這些差異可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變電站內(nèi)部容易因?yàn)橐恍┕收隙a(chǎn)生極大的電位差，通常較大的電位差都會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生不好的影響。一定的差異，會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。由此，也必須提醒電力工程的工作人員，一定要重視在設(shè)備運(yùn)行中有可能出現(xiàn)的，對(duì)電氣工程的自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)作會(huì)有不良影響的因素。并通過(guò)科學(xué)手段，及時(shí)規(guī)避，減少對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的不必要傷害。

2.二次回路造成干擾

在連接相關(guān)的電感元件時(shí)，次回路會(huì)形成干擾電壓，這種電壓通常較強(qiáng)，當(dāng)電感元件斷開的一瞬間，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾電壓，這些電壓因?yàn)閺?qiáng)度較大，將會(huì)直接影響電流的回路，而影響之后設(shè)備的運(yùn)行，所以在產(chǎn)生二次回路產(chǎn)生干擾的電力工程問(wèn)題時(shí)，需要相關(guān)人員給予足夠的重視，盡可能的降低對(duì)自控設(shè)備的危害。

3.交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的干擾

不同的傳播載體產(chǎn)生不同的干擾，按照載體的劃分可將干擾分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾指的是依靠某個(gè)載體，通過(guò)公共阻抗進(jìn)行傳播，輻射干擾不同，則是依靠電磁波作為載體進(jìn)行傳播，這兩種傳播方式有著形式上的不同，但是在特定條件之下，它們可以通過(guò)特定的方式進(jìn)行雙方相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的過(guò)程之后就形成了交變磁場(chǎng)。

4.自然條件帶來(lái)的干擾

自然環(huán)境干擾是指大自然中的自然現(xiàn)象例如雷電、大氣低層電場(chǎng)的變化等所引起的干擾。其中，雷電產(chǎn)生的雷電波對(duì)變電站二次系統(tǒng)造成的干擾最為嚴(yán)重，它不僅會(huì)造成二次電源模塊的損壞，同時(shí)還會(huì)燒毀通訊口和輸入模塊。一般情況下，雷電不會(huì)直接對(duì)二次系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，若產(chǎn)生干擾基本是通過(guò)兩條間接的路徑，一是有雷電雷擊避雷器時(shí)雷電中的電流被導(dǎo)入接地網(wǎng)中，二是雷電直接雷擊輸電線路，把輸電線路作為釋放電流的通道。

四、電氣工程中自控設(shè)備應(yīng)采取的抗電磁干擾的措施

1.改變信號(hào)傳輸

自控設(shè)備運(yùn)行的信號(hào)傳輸影響較為嚴(yán)重，因而在實(shí)際的工作過(guò)程中，首先需對(duì)線路長(zhǎng)短問(wèn)題進(jìn)行研究，通過(guò)提高信號(hào)傳輸?shù)慕^緣效果，來(lái)降低信號(hào)干擾產(chǎn)生的概率。其次是選擇絕緣性較好及長(zhǎng)度適中的線路作為線路布局結(jié)構(gòu)，以便于提高設(shè)備抗干擾的整體性。再次，要對(duì)易于產(chǎn)生干擾的信號(hào)源進(jìn)行有效的隔離與屏蔽，應(yīng)充分考慮線路的應(yīng)用特點(diǎn)，從而使線路設(shè)備的合理性有所提升。最后要選用具備一定效果的金屬板對(duì)自控設(shè)備周邊信號(hào)進(jìn)行屏蔽，進(jìn)而建立完善的信號(hào)屏蔽系統(tǒng)。在此過(guò)程中需注意信號(hào)傳輸屏蔽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需避免對(duì)其余設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，繼而使自控設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，能夠?yàn)槠溆嘣O(shè)備的運(yùn)行提供良好的環(huán)境。

2.印刷板與電路布局方面

為了有效的增強(qiáng)電氣工程自控設(shè)備的抗電磁干擾能力，需要電力工程相關(guān)人員在進(jìn)行印刷板和電路布局時(shí)，要給予足夠的重視，通過(guò)采用抗干擾措施，來(lái)減少電磁干擾的影響，首先，電力工程人員可以通過(guò)疊加多層的印刷版，增加厚度來(lái)增加電容量，這樣就可以給控制眾多干擾的因素留下足夠的空間，另外，電力工程人員不應(yīng)當(dāng)只重視線路的完整性，更需要考慮綜合布局的完整，合理的布局將會(huì)極大的減少各種干擾因素的影響，對(duì)于部分影響的布局線路可以舍棄，從源頭上減少干擾，除此以外，電力工程人員要對(duì)電力線路進(jìn)行定期的檢查，避免布線和自控設(shè)備發(fā)生直接地接觸，將自控設(shè)備的進(jìn)線和出線進(jìn)行分開設(shè)置，將干擾的因素進(jìn)行分開處理，降低各種干擾因素的產(chǎn)生。

3.合理應(yīng)對(duì)設(shè)備故障有效降低設(shè)備故障幾率

設(shè)備故障的措施施工，主要針對(duì)電位差形成的電磁干擾。在電氣工程中，可利用傳感技術(shù)，進(jìn)行對(duì)自控設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)采集。在此過(guò)程中，一旦自控設(shè)備產(chǎn)生故障，則傳感信息設(shè)備將把異常情況反饋給技術(shù)人員，這類預(yù)警將有效提高技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的實(shí)效性。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的提高將直接帶來(lái)人們對(duì)于電力的需求，而作為電力傳輸?shù)牟豢扇鄙俚碾姎夤こ套钥卦O(shè)備可以極大滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)極大的動(dòng)力，給人們的生活也帶來(lái)極大的便利。電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾的來(lái)源較多，我們需要針對(duì)不同來(lái)源的干擾采用不同方式解決。電氣工程領(lǐng)域的工作人員應(yīng)采用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)加以監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障立即處理。減少電磁干擾對(duì)人體的傷害的同時(shí)，保證電子設(shè)備的正常運(yùn)行以及其測(cè)量值的精確性和儀器的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]吳飛，張慧嬌.電氣工程中自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾措施分析.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016.

[2]凌培根.電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾的思考[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（08）：180.

[3]王強(qiáng).電氣工程中自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾措施分析[J].工程技術(shù)，2015.