電氣調(diào)試中電子電路干擾問題

杜秋宇 康二兵 楊洋 呂途

摘要：現(xiàn)代電氣設(shè)備調(diào)試過程中對檢測裝置的依賴性較高，而檢測裝置從測量信息主要通過電流、電壓傳遞信號。信號在傳輸?shù)倪^程中，一方面受外界因素干擾，另一方面對外界形成干擾。本文分析了電氣調(diào)試中電子電路干擾類型、形成原因，以及電子電路干擾的常見問題，探討電子電路抗干擾的策略。旨在為電氣設(shè)備調(diào)試工作提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電氣調(diào)試;電子電路;干擾;抗干擾

引言

電氣調(diào)試是電氣工程基建安全投產(chǎn)運營的基礎(chǔ)保障。由于大部分電氣設(shè)備元器件及電子線路具有高敏感性特點，電子電路極易受電源干擾、電磁干擾等。電子電路在收到干擾的情況下，系統(tǒng)易發(fā)生崩潰或損壞，影響電氣設(shè)備及系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性、可靠性及安全性。而電氣調(diào)試過程中檢測裝置與電子電路本身就互相影響、互為干擾因素。確保電子電路在電氣調(diào)試過程中不受影響則為電子調(diào)試的理想狀態(tài)。實際工作中，想要獲得這種理想狀態(tài)就需要加強(qiáng)干擾因素的抗干擾，人為的控制干擾因素，降低或避免電源、電磁干擾，來保證電子系統(tǒng)的可靠運行。研究電氣調(diào)試中電子電路干擾問題對解決電氣調(diào)試過程中電子電路干擾問題處理和提高抗干擾水平有著重要的意義。

一、電氣調(diào)試中的電子電路干擾

（一）電子電路干擾類型

1.電源干擾

電源干擾是一種肥非常復(fù)雜的干擾。由于電源干擾包含許多可變的因素，它的干擾形式非常多樣。常見的干擾形式包括共模干擾、差模干擾。前者由電源輸入線對大地或中線或中線對大地之間的電壓差所形成。后者主要發(fā)生在電源線間、線與中線間，以及相線與相線之間。三相電源的共模干擾存在于任何一相與地之間。

2.電磁干擾

電磁干擾是一種廣泛存在的現(xiàn)象。電磁干擾進(jìn)入設(shè)備的方式包括傳導(dǎo)、輻射兩類。前者通過干擾源于被干擾設(shè)備之間的公共阻抗進(jìn)行傳播。后者通過電磁波輻射進(jìn)行傳播。電子干擾的來源非常廣泛，包括自然界的各類放電現(xiàn)象及人的用電活動。電磁環(huán)境及其變化過程不斷的對處于該環(huán)境中的電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。影響電子干擾的因素也較為復(fù)雜。常見的包括噪聲源、噪聲的耦合與輻射、受電磁干擾的設(shè)備等。如雷電噪聲、電氣設(shè)備噪聲、電臺干擾等。

（二）電子電路干擾的形成原因

1.人為原因

在電氣調(diào)試過程中，可能會發(fā)生調(diào)試人員使用電子儀器不當(dāng)、操作不規(guī)范等，誘發(fā)電子電路電源干擾、電磁干擾等。如示波器接地不正確。此外，檢測儀器或裝置保存不當(dāng)，或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生銹蝕、腐蝕等問題，誘發(fā)電子電路干擾。

2.設(shè)備結(jié)構(gòu)原因

電氣設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)電氣元件、電子線路敏感度較高。電子元件、電子線路之間因設(shè)計錯誤、布線不當(dāng)、電子元件或線路本身質(zhì)量等問題，使得電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)本身就存在較高的電源干擾的風(fēng)險。在發(fā)生特殊條件，或長期處于惡劣環(huán)境之下就容易家具電子電路間的電源干擾、電磁干擾等為題。

（三）電子電路干擾的常見問題

1.信息通道干擾所致的設(shè)備震蕩或系統(tǒng)癱瘓

電子電路干擾會直接影響信號的傳輸，導(dǎo)致信息通道受到干擾。信息通道干擾會導(dǎo)致電源波形發(fā)生畸變。電源波形畸變包括高次諧波。高次諧波會誘發(fā)電機(jī)震顫、設(shè)備過熱等問題，從而使設(shè)備難以維持正常的運行。當(dāng)傳播信號的直流電源受高次諧波影響，就表現(xiàn)為不理想的直流電源狀態(tài)。其中包含紋波。紋波對電子期間的運行形成一定的限制。當(dāng)紋波超出限定值時，就會造成系統(tǒng)癱瘓等問題的發(fā)生。

2.空間輻射所致得到設(shè)備故障或癱瘓

電氣設(shè)備調(diào)試過程中普遍存在空間輻射干擾。它的來源包括自然環(huán)境和人用電活動?？臻g輻射通過干擾傳播方式和干擾耦合方式形成對耦合通道和耦合設(shè)備的感染，進(jìn)而影響兩個設(shè)備之間形成公共阻抗。此時，電流在阻抗上產(chǎn)生的電壓降會對另一臺設(shè)備造成影響，并將這種干擾傳遞到設(shè)備的內(nèi)部。此外，在兩個電路之間還會形成電感性耦合，兩個電路間因分布電容形成電容性耦合。耦合干擾傳播到設(shè)備內(nèi)部會造成設(shè)備故障或癱瘓，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行。

二、電子電路抗干擾策略

（一）抑制干擾源

直接或間接的抑制干擾源可以有效得到預(yù)防空耦合及互感作用下發(fā)生的電子電路干擾問題。一般可采用屏蔽技術(shù)來對電子電路干擾進(jìn)行抑制和抵抗。采用鋁制或銅制的容易對需要保護(hù)的部分包起來，預(yù)防電子電路之間產(chǎn)生靜電或電磁干擾，就能有效的屏蔽靜電耦合、互感耦合等，從而降低電子電路干擾的敏感度。

（二）調(diào)整布局和布線

合理布線及調(diào)整布局、布線是電子電路抗干擾和降低電源干擾的有效途徑。具體處理參考如下：（1）選用合適的導(dǎo)線，扁平電纜用數(shù)字信號并行傳輸，單股導(dǎo)線考慮允許電流值與導(dǎo)線的阻抗;（2）加粗電源線、地線，降低直流電阻;（3）布線時盡可能的避免出現(xiàn)平行的長信號線;（4）盡可能避免相關(guān)性較強(qiáng)的器件集中布置;（5）縮短引線，來減少電線的電感值;（6）屏蔽線采用屏蔽層一點接地原則;（7）采用雙絞線消除電磁干擾時主義兩根線的長度要保持絕對相等;（8）布線操作時，盡可能減少回路環(huán)的面積。

（三）正確接地

正確的接地是提升電子電路抗干擾的重要方法。公共基準(zhǔn)電位與大地連接，堅持一點接地原則，合理選擇串聯(lián)或并聯(lián)形式;懸浮接地時，電氣設(shè)備金屬外科不連接大地，系統(tǒng)就不會收到大地電流的影響;大規(guī)模的高速高頻電路采用直接接地，可消除分布電容形成的公共阻抗耦合，抑制噪聲感染源。必要時次愛用多點接地，可有效降低接線長度，統(tǒng)一基準(zhǔn)電位，預(yù)防接地回路閉合形成的高頻干擾問題。對于電阻風(fēng)險較高的，可采用安全保護(hù)接地，保證電氣設(shè)備有較小的接地電阻及可靠的連接方式。

（四）隔離電子電路干擾

在電氣調(diào)試過程中，可以直接采用隔離器對存在電源干擾、電磁干擾的設(shè)備進(jìn)行隔離，直接電力電子電路干擾。如變壓器設(shè)備。采用隔離器隔離后就會將信號的輸入回路與主回路隔離，從而抑制電子電路干擾的發(fā)生。

三、結(jié)語

綜上所述，電子電路之間的相互干擾非常復(fù)雜，影響著電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本文主要論述了電源干擾和電磁干擾?；谶@兩類電子電路干擾，在電氣實際調(diào)試過程中無可避免的情況下，必須采取恰當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，選用合適的處理技術(shù)抑制、降低、隔離干擾因子，針對電子電路干擾進(jìn)行抗干擾。本文提出抑制干擾源、調(diào)整布局和布線、正確接地、隔離電子電路干擾的措施，主要應(yīng)用到屏蔽技術(shù)、布線技術(shù)、接地技術(shù)、隔離技術(shù)。這些技術(shù)可以為電氣設(shè)備調(diào)試工作提供了相對理想的抗干擾措施，有效的保證了電氣調(diào)試工作的理想狀態(tài)。

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