熱電廠電力自動(dòng)化裝置抗干擾能力探究

摘要：電磁兼容性（EMC）是抗電磁干擾（EMI）影響的一門新的學(xué)科，其研究的對(duì)象是控制和消除電磁干擾，目的是使電子調(diào)和或系統(tǒng)在與其它設(shè)備一起工作時(shí)，不引起設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能的惡化或降低。熱電廠的自動(dòng)化裝置在工作時(shí)，其電磁的干擾是不可避免的，如何強(qiáng)化抗干擾措施，提高設(shè)備的抗干擾能力，是應(yīng)該深入研究的問(wèn)題。在長(zhǎng)期工作和不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，筆者對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，提出了提高產(chǎn)品抗電磁干擾能力的措施，以資借鑒。

關(guān)鍵詞：熱電廠 自動(dòng)化裝置 抗干擾 措施

一、電磁干擾的內(nèi)容及干擾的產(chǎn)生

根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（IFC）對(duì)電磁兼容的定義，我們知道，電磁兼容是設(shè)備的一種能力，系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作，同時(shí)不對(duì)其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。電磁兼容性包括電磁干擾（EMI）和電磁耐受（EMS）。電磁干擾是電氣產(chǎn)品本身通電后，因電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電磁波對(duì)周圍電子設(shè)備所造成的干擾影響；電磁耐受是電氣產(chǎn)品本身對(duì)外來(lái)電磁波的干擾防御能力。這里的電磁兼容主要包括傳導(dǎo)干擾（CE）、輻射干擾（RE）、干擾功率測(cè)試（PT）等；電磁耐受包括靜電放電（ESD）、輻射耐受（RS）、快速脈沖耐受（EFT/B）、雷擊（Surge）、傳導(dǎo)耐受（CS）等。而電磁兼容就是研究電磁干擾問(wèn)題的。在任何系統(tǒng)中，要形成電磁干擾必須具備騷擾源、耦合通道和敏感單元三個(gè)基本要素。在熱電廠電力自動(dòng)化裝置中，由于電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和自動(dòng)化裝置發(fā)展的實(shí)際，許多產(chǎn)品在靜電放電干擾、快速瞬變干擾和輻射電磁場(chǎng)干擾方面解決的不好，那些對(duì)電磁干擾非常敏感的裝置，出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)、死機(jī)、改變定值等的情況很多，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，給企業(yè)造成巨大損失。提高自動(dòng)化裝置抗電磁干擾能力，是應(yīng)該關(guān)注的主要問(wèn)題。

二、靜電放電干擾防護(hù)措施

人體是一個(gè)帶電體，特別是在穿著尼龍類質(zhì)地服裝時(shí)，由于人體與尼龍摩擦起電，人體的帶電量很大。工作人員在操作自動(dòng)化裝置時(shí)，將產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象，這會(huì)對(duì)自動(dòng)化裝置造成影響，甚至破壞，加強(qiáng)防護(hù)就成為必需。為此，要采取以下措施進(jìn)行保護(hù)。

1.對(duì)于自動(dòng)化裝置面板上的開(kāi)關(guān)、撥碼開(kāi)關(guān)、信號(hào)燈、按鈕、液晶顯示屏都有可能將靜電放電干擾引入到裝置內(nèi)部，引起裝置內(nèi)部電路元器件的失效和損壞，所以，如果不是必須，工作人員要盡量少接觸這些裝置，以減少靜電放電的干擾。如，對(duì)面板和器件都要可靠接地，保證靜電放電電流良好的接地，確保不發(fā)生靜電放電火花產(chǎn)生的高頻輻射干擾引起自動(dòng)化裝置的誤動(dòng)。再如，要保持自動(dòng)化器件內(nèi)部電路與金屬外殼的間隙的合理空間，杜絕高壓靜電由于間隙過(guò)小產(chǎn)生擊穿進(jìn)入器件內(nèi)部電路，而擊毀自動(dòng)裝置內(nèi)部電路。

2.對(duì)電力自動(dòng)化裝置要采用整體式金屬機(jī)殼、整體式金屬面板進(jìn)行保護(hù)，減少插件式金屬面板。

機(jī)箱外殼整體面板容易建立可靠接地，而整體金屬面板要設(shè)計(jì)專門的接地線，專門接地螺釘或其它措施通過(guò)專用接地線實(shí)現(xiàn)可靠接地，以減少靜電放電干擾過(guò)程中出問(wèn)題。插件式面板接地較困難，最好采用面板背面與機(jī)箱框架的接觸實(shí)現(xiàn)接地連結(jié)，形成良好的電接觸。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，插件印制板布排專門的面板接地線時(shí)，要充分考慮高電壓大電流直斥引入到印制板上形成“干擾地線”對(duì)電器的損害，筆者建議不可采用此種方法，杜絕使裝置抗靜電放電干擾能力降低的可能出現(xiàn)。

三、瞬變干擾防護(hù)措施

我們這里應(yīng)該深入了解快速瞬變干擾的特點(diǎn)，以更好地防護(hù)設(shè)備。快速瞬變脈沖的特點(diǎn)是幅值高、前沿陡、脈沖尖、重復(fù)率高，其干擾傳播方式除了傳導(dǎo)外，還有利用分布電容傳播和通過(guò)空間輻射進(jìn)行干擾的情況，因此對(duì)裝置進(jìn)行整體防護(hù)是重要措施。還要考慮印制板和電路布局的問(wèn)題。我們知道，選用多層印制板是抑制干擾的好方式，因其電源回路具有很大的板間電容，可抑制電源上的各種干擾脈沖，可大大減少各回路間的串?dāng)_耦合。但要注意選用雙面板進(jìn)行布線時(shí)，要對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行仔細(xì)推敲，精心布置，那些易引進(jìn)干擾的器件和布線，要遠(yuǎn)離易受干擾的器件和布線，在電路中起隔離作用器件的進(jìn)線和出線要分開(kāi)。

在進(jìn)行自動(dòng)化裝置輸入、輸出回路配線和布線時(shí)，要注意自動(dòng)化裝置大量的輸入、輸出回路的布線特點(diǎn)，如電源回路、電壓回路、電流回路，開(kāi)入回路、開(kāi)出回路等的布線特點(diǎn)。這些設(shè)備很難用整屏布線的方法把他們分開(kāi)，而常常捆扎在一起，通過(guò)各種溝、槽通道連到各個(gè)取樣點(diǎn)或控制點(diǎn)。這種情況下，線路通過(guò)分布電容的鍋臺(tái)，其輸入、輸出回路就會(huì)引入干擾。對(duì)此，要精心安排裝置內(nèi)部的布線，提高有效抗干擾能力。如進(jìn)入裝置后要盡快進(jìn)入隔離器件，如PT、CT、開(kāi)關(guān)電源、光耦等，布線越短越好，不能與裝置內(nèi)插件間的連線捆扎在一起或混排交叉。這樣不需增加工程程序和成本，卻能夠收到滿意的抗干擾效果。開(kāi)關(guān)電源對(duì)電源回路的干擾是有隔離作用的。我們?cè)诓季€時(shí)，要把開(kāi)關(guān)電源進(jìn)出線分開(kāi)布線，開(kāi)關(guān)連線要取在電源濾波器的后面，面板開(kāi)關(guān)的線要選用屏蔽線，以減少輸入/輸出間的干擾耦合，必要時(shí)可拆除輸出回路的對(duì)地電容，使內(nèi)部電路與“地”徹底隔離。

熱電廠自動(dòng)化裝置要科學(xué)合理地選用濾波器，有效增強(qiáng)其抗干擾能力我們知道，濾波器對(duì)快速瞬變干擾有明顯的抑制作用，利用這一特點(diǎn)，可以用來(lái)提高裝置抗干擾水平。為此要充分注意濾波器的選用和安裝，使其功能發(fā)揮到極限。濾波器應(yīng)直接安裝在自動(dòng)化裝置上，并按使用要求進(jìn)行安裝布線，以發(fā)揮其最大作用。這要充分注意遠(yuǎn)離輸出線和其它可能產(chǎn)生干擾的回路，輸出線要最短化，設(shè)備外殼要良好接地，以保證其濾波效果。

五、做好電磁場(chǎng)干擾防護(hù)

輻射電磁場(chǎng)干擾的防護(hù)相對(duì)來(lái)說(shuō)要容易一些，尤其是有金屬機(jī)箱的微機(jī)型產(chǎn)品更容易，其防護(hù)注意點(diǎn)就是做好屏蔽接地；抗輻射電磁干擾所要做的就是選擇金屬機(jī)箱，保證機(jī)箱整體電氣連結(jié)良好并可靠接地，裝置面板上的開(kāi)孔不能夠太大、機(jī)箱上的散熱孔應(yīng)開(kāi)成圓形小孔（圓孔比長(zhǎng)孔屏蔽效果好），這樣才能使機(jī)箱起到應(yīng)有的屏蔽效果。

熱電廠自動(dòng)化裝置電磁干擾的種類很多，其傳播方式、干擾途徑各不相同，對(duì)自動(dòng)化裝置的可靠運(yùn)行危害很大，對(duì)裝置的元器件、電路、印制板、機(jī)箱、配線等的選用和設(shè)計(jì)要充分注意可能引入干擾的回路，要設(shè)置各種濾波，采取隔離措施，有效抗速瞬變干擾和靜電放電干擾，確保設(shè)備安全，運(yùn)行正常。

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