電氣工程中自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾措施解析

韓福春

[摘要]首先，從電磁干擾、信號(hào)干擾、電壓干擾以及電位差干擾四個(gè)方面分析了在自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中存在的各類干擾因素。之后分別從對(duì)印刷板進(jìn)行科學(xué)布線、保護(hù)開(kāi)關(guān)電源以及重視信號(hào)傳輸管理三個(gè)方面分析了電氣設(shè)備防干擾措施。

[關(guān)鍵詞]電氣 自動(dòng)化 干擾

電氣設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行能力和水平是影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景的重要因素之一。同時(shí)，現(xiàn)階段電氣設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行也有效提升了電氣工程進(jìn)度的推進(jìn)，并在電氣工程中肩負(fù)著關(guān)鍵作用。而一旦在電氣工程中出現(xiàn)了自動(dòng)化設(shè)備故障則無(wú)疑會(huì)影響工程開(kāi)展和系統(tǒng)運(yùn)行。尤其是在諸多的干擾因素下極容易導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備自身可靠性的降低。因此，有必要從抗干擾的角度入手，分析討論電氣自動(dòng)化設(shè)備自身運(yùn)行過(guò)程中的干擾因素以及抗干擾措施。

一、電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中干擾因素討論

得益于我國(guó)電氣領(lǐng)域技術(shù)水平和能力的提升，在電氣工程領(lǐng)域已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行、自動(dòng)化控制以及自動(dòng)化檢測(cè)。這種自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的全面應(yīng)用不但極大的提高了自身運(yùn)行效率、降低了人工運(yùn)行成本，更全面增加了電氣工程在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的可靠性和穩(wěn)定性。但也需要認(rèn)識(shí)到，由于在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中因諸多因素導(dǎo)致存在各類影響電氣設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行的干擾因素。一是在自動(dòng)化運(yùn)行中存在著電磁干擾。電磁干擾是自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)、存在的干擾因素。這一種干擾主要表現(xiàn)為外部存在的高電壓、各類電磁波以及電氣設(shè)備自身構(gòu)造不合理而導(dǎo)致的。同時(shí)，當(dāng)在自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的外部出現(xiàn)高電壓以及電磁波干擾源時(shí)，也會(huì)伴隨有各類輻射和傳導(dǎo)干擾的發(fā)生。這是由于電磁波和電壓事實(shí)上是可以相互轉(zhuǎn)換的，進(jìn)而給自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行造成影響。二是在自動(dòng)化運(yùn)行中存在著信號(hào)干擾。一旦在自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了信號(hào)干擾，就會(huì)使得正在運(yùn)行的一整套自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)一定的問(wèn)題并使得設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障的概率大幅上升。對(duì)于信號(hào)干擾，根據(jù)信號(hào)模式的不同又可以分為共模干擾和差模干擾兩個(gè)方面。其中，共模干擾又可以稱之為對(duì)地干擾，即在自動(dòng)化設(shè)備以及電氣工程網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行階段由于受到地電位自身發(fā)生的變化而激發(fā)形成的各類干擾。共模干擾是信號(hào)干擾中影響自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的主要因素之一。另一種干擾是差模干擾，即信號(hào)在較長(zhǎng)路線傳輸?shù)倪^(guò)程中因?yàn)榛ジ旭詈隙l(fā)生的干擾。差模干擾大多是在信號(hào)源的回路當(dāng)中通過(guò)串聯(lián)的方式而影響自動(dòng)化運(yùn)行、形成干擾源的。三是在自動(dòng)化運(yùn)行中存在著干擾電壓。干擾電壓大多是由于二次回路所造成的，并將嚴(yán)重的影響自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的正常。這也是干擾自動(dòng)化運(yùn)行的重要因素，對(duì)于監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行的工作人員而言需要格外重視。四是因地電位差而造成的干擾因素。當(dāng)較大的電流接地系統(tǒng)自身在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)短路故障時(shí)，就會(huì)使得接地網(wǎng)中出現(xiàn)一定量的妨礙電流。而妨礙電流流經(jīng)接地體的阻抗時(shí)就會(huì)造成電壓降的形成。當(dāng)變壓降形成后就會(huì)使得在變電站內(nèi)部不同位置的電位存在顯著的差異，進(jìn)而影響電氣設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行正常性。尤其是在相同的回路中存在著不同的接地點(diǎn)，且這一類接地點(diǎn)也存在著顯著的電位差，就會(huì)使得連接各個(gè)設(shè)備的電纜芯、電纜屏蔽層中出現(xiàn)一定量的電流，進(jìn)而形成干擾電壓影響電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行。另外，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源也會(huì)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行造成一定的干擾。由于開(kāi)關(guān)電源會(huì)產(chǎn)生一定的電磁噪聲，進(jìn)而對(duì)電子設(shè)備造成一定的影響。開(kāi)關(guān)電源所造成的干擾又可以根據(jù)造成干擾原因而分為內(nèi)部元器件所形成的干擾以及外界因素導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源發(fā)生干擾兩類。

二、自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中抗干擾措施和策略討論

（一）科學(xué)的印刷板布線與開(kāi)關(guān)電源保護(hù)

首先，可以通過(guò)科學(xué)的印刷板布線工作提高自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力。通過(guò)在印刷板上進(jìn)行合理、有效的線路設(shè)計(jì)，一是最大限度的降低線路自身的走線距離并減少各個(gè)元器件發(fā)生串?dāng)_的距離，二是通過(guò)在電源與地面之間設(shè)備一定的陶瓷電容以防止集成電路有可能出現(xiàn)的電偶效應(yīng)而影響自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行。同時(shí)，防止開(kāi)關(guān)電源而影響自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行也可以從布線設(shè)計(jì)的角度入手，防止因?yàn)檫M(jìn)出線過(guò)程因沖突而導(dǎo)致電源受到干擾。一是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行有效的連線，二是在屏蔽層的設(shè)計(jì)中選取有效的屏蔽線以最大限度降低電源干擾，三是合理的連接指示燈線，進(jìn)而達(dá)到防止開(kāi)關(guān)電源過(guò)程中干擾自動(dòng)化運(yùn)行的目的。

（二）重視信號(hào)傳輸管理工作

其次，還可以通過(guò)提高對(duì)信號(hào)傳輸工作的管理以加強(qiáng)自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力。這就要求一是在信號(hào)的傳輸過(guò)程中盡量選用付電平的傳輸模式因降低信號(hào)干擾。二是對(duì)于極容易受到影響和干擾的信號(hào)，為了防止諸多信號(hào)之間相互干擾，需要采取分路傳輸?shù)姆绞?。三是?duì)于信號(hào)傳輸所存在的毛刺現(xiàn)象，可以使用電容濾波的方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行二次處理。四是進(jìn)一步增加信號(hào)線與電源線之間的距離，進(jìn)而防止電源和電壓以及其所產(chǎn)生的電磁波對(duì)信號(hào)所造成的影響。