煤礦電力自動(dòng)化控制裝置的干擾分析與對(duì)策

劉紅

（重慶松藻煤電責(zé)任有限公司 重慶綦江 401445）

煤礦電力自動(dòng)化控制裝置的干擾分析與對(duì)策

劉紅

（重慶松藻煤電責(zé)任有限公司 重慶綦江 401445）

電力自動(dòng)化控制裝置在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中具有重要地位，在我國(guó)礦業(yè)發(fā)展中更是發(fā)揮著不可或缺的作用，本文主要通過對(duì)煤礦電力自動(dòng)化控制裝置的干擾因素進(jìn)行分析，并對(duì)各個(gè)因素提出抗干擾的措施，希望對(duì)研究者有一定的參考作用。

煤礦；電力自動(dòng)化控制裝置；干擾分析；對(duì)策

自動(dòng)控制系統(tǒng)是指在無人直接參與下可使生產(chǎn)過程或其他過程按期望規(guī)律或預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)[1]。煤礦作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，電子自動(dòng)化控制裝置是不可缺少的設(shè)備，但是在自動(dòng)化裝置使用過程中，經(jīng)常會(huì)收到各種形式的干擾，即使是很微小的干擾，也可能引起大的事故，特別是煤礦業(yè)，一旦有嚴(yán)重的事故發(fā)生，不僅會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)造成損失，對(duì)人員的安全隱患更是不容小覷。雖然干擾因素不能完全消除，但我們要積極針對(duì)自動(dòng)化裝置的干擾因素進(jìn)行分析，并找到防護(hù)措施。

1 煤礦電力自動(dòng)化控制裝置的干擾因素

造成煤礦中的電力自動(dòng)化控制裝置的干擾因素主要有：電網(wǎng)干擾、磁場(chǎng)干擾、靜電干擾、漏電干擾、瞬變干擾等，這些因素都會(huì)對(duì)自動(dòng)化控制裝置的正常運(yùn)行進(jìn)行干擾[2]。

1.1 靜電干擾

在煤礦的生產(chǎn)過程中，超大的功率裝置周圍存在較大的負(fù)載，磁感線圈也相應(yīng)變大，而這種由較大電場(chǎng)引起的磁場(chǎng)效應(yīng)被稱為由靜電引起的電磁干擾，比如設(shè)備面板上的顯示器、信號(hào)燈等都是引發(fā)靜電干擾的源頭。通常，煤礦工業(yè)要求電力傳輸在10kV的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作，而為避免電路發(fā)生損耗，一般采用鋁制線路，但同時(shí)這種鋁制線纜會(huì)增加磁場(chǎng)波及的范圍，從而導(dǎo)致電容設(shè)備產(chǎn)生耦合，引起靜電干擾。

1.2 電網(wǎng)干擾

例如，當(dāng)裝置有較大電流通過時(shí)，其電子控制裝置通過電網(wǎng)獲得交流電，以獲得較大的電場(chǎng)，從而產(chǎn)生所需的電能，此時(shí)，由于電網(wǎng)的作用，使得用電設(shè)備周圍分布的電容向周圍造成干擾因素，這就是所謂的電網(wǎng)干擾。在煤礦開采過程中，電力自動(dòng)化裝置引起電源電壓的變化，造成干擾。

1.3 漏電干擾

煤礦生產(chǎn)的電力自動(dòng)化裝置由于潮濕、性能退化、老化等引起的漏電現(xiàn)象會(huì)對(duì)絕緣電網(wǎng)的作用發(fā)揮造成影響，造成絕緣電網(wǎng)不能發(fā)揮絕緣的作用，造成自動(dòng)化設(shè)備的漏電干擾，這種狀況在天氣情況不好的時(shí)候常有發(fā)生[3]。

1.4 電磁輻射干擾

引起電磁輻射干擾的原因主要是磁場(chǎng)與電場(chǎng)發(fā)生相互作用而產(chǎn)生電磁波，從而造成對(duì)電力自動(dòng)化控制裝置的正常穩(wěn)定的運(yùn)行造成影響。當(dāng)裝置周圍流過較大的電流量時(shí)，部分元件包括電動(dòng)機(jī)、電磁鐵等這些磁場(chǎng)強(qiáng)度大的部件由于磁場(chǎng)變化對(duì)電力回路耦合造成影響，所以電子裝置周圍流過較強(qiáng)的電流時(shí)，磁場(chǎng)周圍電流產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，對(duì)電力自動(dòng)化控制裝置帶來不同程度的電磁輻射干擾。

1.5 共阻抗的干擾

共阻抗類的干擾是指自動(dòng)化裝置中各個(gè)回路間的公共導(dǎo)線由于電壓下降的電阻，產(chǎn)生耦合現(xiàn)象，這時(shí)，這條回路就對(duì)其他回路形成了共阻抗的干擾。當(dāng)裝置正常工作時(shí)，電路的電流在流過導(dǎo)線時(shí)，由于導(dǎo)線之間都存在電阻、電感應(yīng)，因此會(huì)造成導(dǎo)線電壓下降現(xiàn)象。除此之外，電線之間的橫截面積及其長(zhǎng)短也會(huì)對(duì)電路造成干擾，橫截面積越小，就更易受到共阻抗的干擾。

2 對(duì)煤礦電力自動(dòng)化控制裝置干擾的抑制對(duì)策

對(duì)于控制煤礦電力自動(dòng)化裝置的干擾，應(yīng)從干擾源、被干擾對(duì)象及接收對(duì)象三個(gè)部分入手，可以采取屏障、阻斷、切除等方法消除干擾隱患。在了解裝置的各個(gè)部件環(huán)境的基礎(chǔ)上，對(duì)不同的部件進(jìn)行不同的改善方法，才可以有效的解決自動(dòng)化裝置的干擾問題。

對(duì)于礦業(yè)的發(fā)展來說，若要進(jìn)一步保障施工人員安全、財(cái)產(chǎn)安全等問題，對(duì)這些干擾因素進(jìn)行合理的控制，更是當(dāng)下之需[4]。

2.1 靜電防護(hù)措施

靜電對(duì)自動(dòng)化控制裝置的防護(hù)措施主要有以下幾點(diǎn)：①面板的整體覆蓋。用強(qiáng)度足夠高的絕緣面膜覆蓋整個(gè)面板，包括的顯示器、信號(hào)燈、按鍵等；②采用整體金屬機(jī)殼與面板。在這里強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：a.“整體”是方法之一，機(jī)殼采用整體式要優(yōu)于插件式，這是因?yàn)椴寮矫姘褰拥乩щy，只能靠面板和機(jī)箱接觸，同時(shí)，不導(dǎo)電的噴漆或氧化膜等對(duì)于插件式來說很難清除，導(dǎo)致不能有良好的電接觸。另外，將整體與專用接電線和固定面板的金屬鉸相連接，可以有效的抗干擾。b.若采用插件式面板接地線，很容易形成干擾地線，原因是把放電過程中產(chǎn)生的電壓引入面板，使放電能力變?nèi)酰虎郾仨殞?duì)自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)元件進(jìn)行認(rèn)真、完全的防護(hù)。例如，設(shè)備上的開關(guān)、信號(hào)燈、顯示屏等，若將靜電干擾引入裝置中，會(huì)導(dǎo)致裝置的損壞，而對(duì)于失效的裝置，由于放電過程中產(chǎn)生的火花都會(huì)對(duì)裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性造成影響，因此，必須要將設(shè)備的面板燈元件有效接地，并且裝置內(nèi)電路與外殼的空隙要足夠大，符合規(guī)定的電氣間隙的要求，確保高壓靜電不會(huì)由于空隙過小而進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。

2.2 電網(wǎng)干擾的防護(hù)

電網(wǎng)中電壓會(huì)會(huì)形成浪涌，而這種電壓的浪涌會(huì)對(duì)自動(dòng)化裝置造成干擾作用，對(duì)于這類浪涌問題，我們不僅可以采用壓敏電阻進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈眨部梢酝ㄟ^在電源電壓器兩側(cè)安置高頻濾波裝置來抑制電網(wǎng)電壓的干擾。另一種方法，就是根據(jù)具體情況采取必要的隔離措施，對(duì)于電網(wǎng)干擾的防護(hù)的一大阻礙作用就是人們?yōu)闇p少電源重量，體積，以降低成本，其次，及時(shí)是使用了全套的抗干擾措施，也或多或少有摻雜著干擾信號(hào)，并基于干擾信號(hào)的基礎(chǔ)上將信息傳遞出去。

2.3 磁場(chǎng)防護(hù)

煤礦開采過程中，由于自動(dòng)化控制裝置周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)而導(dǎo)致出現(xiàn)正常工作造成干擾的情況，若要消除這些干擾，就需要對(duì)干擾源或被干擾對(duì)象做出進(jìn)一步改進(jìn)。為防止內(nèi)部磁場(chǎng)向外部設(shè)備造成輻射，應(yīng)在這些設(shè)備的周圍用高導(dǎo)材料制成一個(gè)保護(hù)屏障，同時(shí)也防止了外部對(duì)內(nèi)部的輻射，這種方法只適合于線纜較短的情況。若需要運(yùn)輸?shù)木嚯x較長(zhǎng)，為了避免磁場(chǎng)耦合造成的干擾，可以將電纜做成雙絞線的形式，這樣做，可以大大減小電力自動(dòng)化裝置收到磁場(chǎng)的干擾[5]。

2.4 共阻抗干擾的控制

共抗組的干擾問題在整個(gè)工作過程中是比較常見的問題，對(duì)此：①可以采取擴(kuò)充電源功率容量來解決此類問題，但是需要注意的是，為更好的防治這些干擾因素，應(yīng)將模擬電路和數(shù)字電路連接到對(duì)應(yīng)電源端口，將模擬電路與數(shù)字電路區(qū)分開來；②上文提到，電線的橫截面積和長(zhǎng)度會(huì)影響對(duì)干擾的控制效果，因此，應(yīng)盡可能調(diào)節(jié)電線的屬性：適當(dāng)加大橫截面積，減小線路長(zhǎng)度；③要保證控制裝置有較小的接地電阻，以減小強(qiáng)電裝置帶來的共阻抗干擾。

2.5 其它抗干擾的應(yīng)對(duì)措施

其他干擾因素還包括漏電干擾等，因此，做好絕緣措施是關(guān)鍵，這就要求企業(yè)要定期檢查裝置，在確保安全的同時(shí)，進(jìn)行徹底的清潔工作，另外，工作的環(huán)境也必須考慮進(jìn)去，應(yīng)盡量避免在較高濕度的環(huán)境中運(yùn)行，信號(hào)線之間要保持合適的距離，防止產(chǎn)生漏電耦合干擾。

3 結(jié)語

總之，電力自動(dòng)化裝置中電路復(fù)雜，很容易受到不同方面的干擾因素，施工人員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患，比如靜電、磁場(chǎng)、電網(wǎng)、電阻等的干擾因素，并積極對(duì)這些因素進(jìn)行分析，尋找合適的解決方案，將理論與實(shí)際相結(jié)合，形成一套完整的體系。與此同時(shí)，這些因素的預(yù)防措施也是關(guān)鍵，對(duì)可能出現(xiàn)的干擾因素進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，保證整個(gè)系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。

[1]孟汾蘭.抗干擾技術(shù)在電力自動(dòng)化裝置中的應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2014（9）：8～9.

[2]顏樂平.電力自動(dòng)化裝置的抗干擾技術(shù)應(yīng)用[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015（8）：68～69.

[3]劉洋.試論熱電廠電力自動(dòng)化裝置如何強(qiáng)化抗干擾措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（6）：13.

[4]曹宏.電子自動(dòng)化裝置干擾因素與對(duì)策分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），2013（6）：364.

[5]張東，黃華.電子自動(dòng)化控制裝置的常見干擾因素及抗干擾對(duì)策[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，30（12）：91～93.

TM571.6

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1004-7344（2016）17-0145-02

2016-6-1

劉 紅（1976-），男，助理工程師，大專，主要從事安全監(jiān)測(cè)管理工作。