淺談提升電梯抗電磁干擾性能

湯毅

摘要：由于現(xiàn)在技術(shù)的發(fā)展、變頻調(diào)速被廣泛應(yīng)用。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在運(yùn)行功率高、電路結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、運(yùn)行穩(wěn)定性高和速度調(diào)節(jié)范圍廣等多個(gè)方面，使得電梯在變頻變壓技術(shù)方向取得快速的發(fā)展。在日常使用過程中變頻式電梯在電梯中占有相當(dāng)大的比重，它為人們的生活于與工作帶來了很多的便利。但是其在變頻控制和控制系統(tǒng)總線路中的電磁干擾及可能引發(fā)的各種問題是難以預(yù)料的，電磁干擾的影響沒有被大家廣泛的重視。通過多年實(shí)踐工作中發(fā)現(xiàn)很多奇怪的故障現(xiàn)象是由于電磁干擾所造成的，給我們?nèi)粘０惭b維修工作中帶來很多不利的影響，本文就電梯各各系統(tǒng)中受到電磁干擾的影響是如何提升的進(jìn)行分析，使得電梯在安裝維護(hù)使用中提高安全性能，保護(hù)廣大人民群眾的出行安全。

關(guān)鍵詞：電梯控制系統(tǒng);電磁干擾;電磁兼容性;接地

一、電磁干擾的介紹

電磁干擾（Electromagnetic Interference簡稱EMI）一般來說干擾源分為兩大類：自然干擾源和人為干擾源。自然干擾源指的是大氣層噪聲干擾，就像下雨時(shí)候云層的放電現(xiàn)象，這個(gè)干擾傳播距離就很遠(yuǎn)，宇宙中也有輻射噪聲，在活動(dòng)期比較活躍的時(shí)候，可能產(chǎn)生大量強(qiáng)烈的噪聲，是的衛(wèi)星通信器材的失靈和中斷。還有一種是靜電干擾，人體或者用電設(shè)備，在正常的生活和工作中自身積累的靜電電量就很多，一旦碰觸到某些金屬物體就會(huì)放出大量的電流，甚至?xí)a(chǎn)生打火現(xiàn)象，特別在觸碰到電子敏感部件或設(shè)備的時(shí)候，都需要消除靜電帶來的干擾。人為干擾源是指部分電子設(shè)備或者人工裝置在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電磁信號(hào)，首先部分是為了達(dá)到某種需求而專門用來發(fā)射電磁波的裝置，里面包括移動(dòng)通信，廣播、電視、雷達(dá)和導(dǎo)航以及電力通信系統(tǒng)。其次一些產(chǎn)品是為了實(shí)現(xiàn)具體的功能而特地釋放出一定強(qiáng)度的電磁信號(hào)，這里面包括了醫(yī)療電磁設(shè)備，交通車輛、電力電線設(shè)備、照明器才、電梯設(shè)備、家用電器等。

二、電磁干擾的分類

電磁干擾按照其產(chǎn)生形式、性質(zhì)類型、頻譜寬度和范圍四個(gè)方面進(jìn)行分類，主要包含：

1.通常意義上，電磁干擾源可分為自然干擾源和人為干擾源兩大類。

自然干擾源基本來自兩個(gè)方面：一個(gè)是大氣層里的噪聲，另一個(gè)是宇宙中的噪聲。這些噪聲是地球上電磁場不可或缺的組成部分，但對于空間和無線電通訊技術(shù)來說是不能忽視的干擾源，不僅會(huì)影響宇宙中各種人造飛船和衛(wèi)星的運(yùn)行，還會(huì)干擾到火箭從彈道導(dǎo)彈上的發(fā)射情況。

人為干擾源主要來自各種機(jī)電設(shè)備，像是我們生活中常見的電視、導(dǎo)航設(shè)備和通訊工具等，是通過電磁波供人類使用的，叫做有意發(fā)射干擾源;還有一種是在使用過程中發(fā)射出電磁波的，例如電燈、電動(dòng)設(shè)備、一些工業(yè)醫(yī)療設(shè)備和輸電線等，叫做無意發(fā)射干擾源。以上的人工裝置產(chǎn)生的電磁波都會(huì)造成電磁干擾。

2.按照電磁干擾的屬性，電磁干擾源可分為功能型和非功能性干擾源。

功能性干擾源指的是一些機(jī)電設(shè)備在完成功能時(shí)對別的裝置產(chǎn)生了直接的電磁干擾;非功能性干擾源指的是一些機(jī)電設(shè)備完成功能的同時(shí)附帶發(fā)射出電磁能量，從而造成電磁干擾。

3.按照干擾信號(hào)的頻譜寬度，電磁干擾可分為寬帶和窄帶干擾源。

這種區(qū)分方式是以指定感受器帶寬做參照的。若干擾信號(hào)帶寬比指定感受器帶寬大，那么叫做寬帶干擾源，相反則叫做窄帶干擾源。

4.按照干擾信號(hào)的頻率范圍，電磁干擾可分為以下幾種：

干擾信號(hào)的頻率在50Hz及其諧波范圍內(nèi)的叫做工頻與音頻干擾源;頻率在30Hz以下的叫做低頻干擾源;頻率在10kHz～300kHz之間的叫做載頻干擾源;頻率在300kHz的叫做射頻及視頻干擾源;頻率在300MHz～100GHz之間的叫做微波干擾源。

三、電磁兼容性

電磁兼容性是指的是在一定強(qiáng)度的電磁條件下，電子設(shè)備按照其設(shè)計(jì)的功能要求，表現(xiàn)出的和電磁兼容的程度。隨著電子技術(shù)和智能控制技術(shù)等多種高新技術(shù)在電梯中的運(yùn)用，電梯的功能也得到了大幅擴(kuò)展，運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性也逐步提升。也正是多種電子元器件及其控制電路的綜合運(yùn)用，使得系統(tǒng)面臨著愈發(fā)嚴(yán)重的電磁干擾問題。

國內(nèi)在電梯設(shè)備電磁兼容性方面的理論研究和實(shí)踐運(yùn)用開始的較晚。而現(xiàn)階段該領(lǐng)域所采用的的標(biāo)準(zhǔn)都是歐洲制定的標(biāo)準(zhǔn)，包含EN12015《電磁兼容性用于電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的系列標(biāo)準(zhǔn)輻射》和EN12016《電磁兼容性用于電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的系列標(biāo)準(zhǔn)抗擾性》等不同的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。其中EN12016的規(guī)范里明確提到在80～1960MHZ的頻率范圍內(nèi)以及10V/m的電磁強(qiáng)度下，一般的電路都能夠穩(wěn)定運(yùn)行;而對于安全功能的電路而言，一些頻段比如166～1000MHZ要抵抗30V/m強(qiáng)度的電磁干擾。

在部分電梯設(shè)備運(yùn)行的過程中，曾經(jīng)多次出現(xiàn)過電梯無法正常關(guān)閉電梯門和開關(guān)門沒有規(guī)律性等問題，發(fā)生故障后對電梯的軟硬件狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)都是正常的，發(fā)生這種情況的可能性就是因?yàn)椴糠中盘?hào)的缺失或者中斷，而究其根本原因就在于現(xiàn)場存在著強(qiáng)度較大的電磁干擾。筆者認(rèn)為強(qiáng)烈的電磁干擾對電梯的智能控制系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的影響，使得電磁的控制無法正常進(jìn)行，這就使得電梯設(shè)備的電磁抗擾強(qiáng)度試驗(yàn)非常有必要。

四、電磁干擾對電梯影響

電磁干擾對電梯故障產(chǎn)生極大的破壞性，通常電磁干擾的對PCB電子線路板的影響極大，在日常的安裝維修過程中極易產(chǎn)生偏差。一般情況下，工廠出廠時(shí)排除了由于外部設(shè)備對控制系統(tǒng)的電磁干擾，但現(xiàn)場安裝與維修過程中往往很難避免。這是由于主觀原因和客觀條件下造成的，一方面完全裸露的安裝現(xiàn)場，在室外環(huán)境下各各用電設(shè)備都存在一定量的交叉電磁干擾，現(xiàn)場臨時(shí)外接電源的電泳干擾，而自身的抗干擾能力也并不高。另一方面是人的因素，在環(huán)境較好的工廠環(huán)境中工作的人員都配置靜電帶，以防止由于產(chǎn)生的靜電電壓對控制系統(tǒng)電子版原件造成板路的屏蔽擊穿，使得后期通電測試時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較多莫名其妙的故障。在我們?nèi)粘９ぷ髦薪佑|到的變頻器，控制柜，曳引機(jī)，門機(jī)設(shè)備，光幕系統(tǒng)都需要有可靠地接地處理，未做處理的話會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，使用中的設(shè)備原件在計(jì)算過程只能怪出差錯(cuò)，嚴(yán)重的甚至?xí)a(chǎn)生飛車現(xiàn)象。在井道內(nèi)的線路鋪設(shè)過程中也需要區(qū)分強(qiáng)弱線路的，這是由于高壓電路與低壓電路交互在一起時(shí)會(huì)產(chǎn)生交叉互感電流，使得較低電壓線路上電壓不穩(wěn)定，在使用過程電壓下降或是升高，在曳引機(jī)上使用的旋轉(zhuǎn)編碼器的線路就必須單獨(dú)鋪設(shè)，不能和其它線路交叉排放在一起，放在同一線管內(nèi)會(huì)在對設(shè)備造成故障。在電磁干擾噪聲中，比較常見的是電磁噪聲，使用噪聲，無線電噪聲，電梯使用的五方對講機(jī)設(shè)備上，由于使用有線傳輸，在線路電源輸出過程中，受到外部干擾極大，有時(shí)受控制柜內(nèi)變頻器的影響在電梯啟動(dòng)時(shí)能聽到清晰的電流聲，噪聲使得五方對講功能降低。在電梯安裝中還有很重要的任務(wù)就是需要在具備可靠地接地，可靠接地的也包括建筑物能與電梯設(shè)備可靠接地，使得干擾來源在傳輸過程中能通過大地進(jìn)行釋放，使得電梯受到的干擾降低影響。在控制系統(tǒng)中，控制柜內(nèi)變頻器由于設(shè)計(jì)的功率不同，所以需要配備不同型號(hào)的濾波器來匹配，在濾波器功率不匹配的情況下，濾波效果不好，對變頻器的干擾就會(huì)很大。

五、提升抗電磁干擾性能

為了提高電梯的抗電磁干擾性能，我們需要使用不同的技術(shù)方法其中就有：屏蔽法，濾波法，接地法和分線隔離法。通過這幾種措施和方法來抑制電磁干擾提升抗干擾的性能。在我們電梯上的技術(shù)措施可以通過分隔布線，讓高電壓線路和低電壓電路分隔開200毫米以上間距分別鋪設(shè)，使得這樣兩股線之間在通電傳輸過程中電磁感應(yīng)不能相互影響。在電梯機(jī)房內(nèi)我們通過增加控制柜內(nèi)變頻器所匹配的濾波器，抑制住輸入端和輸出端的高頻諧波，同樣的也能有效的降低控制柜內(nèi)變頻器輸入輸出的諧波電流。在多臺(tái)共用電梯機(jī)房內(nèi)，各臺(tái)設(shè)備和主機(jī)電纜也需要做有效的環(huán)壓接地保護(hù)，其中還包括井道電纜線接地環(huán)壓，電氣單元的接地線可靠接地，并且控制柜箱外與大地的可靠接地，通過各處部件建立等電位點(diǎn)，使得后面能消除耦合性干擾。通過PE線對各短路保護(hù)設(shè)備進(jìn)行接地，單點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地，接零保護(hù)，防雷接地保護(hù)，使得電梯在使用過程中發(fā)生了短路保護(hù)時(shí)，能有效的斷電保護(hù)設(shè)備的安全和人的安全。在我們?nèi)粘９ぷ鳈z查中，我們要學(xué)會(huì)哪些會(huì)造成電梯干擾的因素，在各各電氣元件中檢查接地點(diǎn)，看看是否出現(xiàn)松脫，松動(dòng)的跡象，做好日常維護(hù)工作。

六、結(jié)束語

通過電梯這些年的工作生活，在實(shí)際工作中不斷終結(jié)之前工作中的經(jīng)驗(yàn)，深深的感受到電磁干擾對電梯使用的危害性。要有助于變頻式電梯的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，在我們安裝過程中和售后日常維護(hù)保養(yǎng)中應(yīng)對電磁干擾有個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，要重視它對我們工作的影響，懂得應(yīng)該采取電纜線屏蔽、元器件單元的可靠接地，通訊電纜實(shí)施加強(qiáng)隔離，變頻器設(shè)備的高頻脈沖電流干擾，及CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)軟件的計(jì)算方法等技術(shù)措施和手段，對變頻式電梯在研發(fā)、生產(chǎn)、安裝過程中控制電磁干擾兼容性、抗電磁干擾力，并有效的降低電磁干擾，使變頻式電梯符合GB7588-2003標(biāo)準(zhǔn)，使得我們工作中的電梯安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]變頻電梯的電磁干擾及消除方法，韋如湘，韋鵬《特種設(shè)備安全技術(shù)》2006-04-20