摘要:电气自动化在电气工程中的应用集中反映出了我国的电气工程水平以及我国的经济发展状况。随着经济水平的不断提升,对于电气自控设备抗电磁干扰性要求也越来越高。电气自动化设备应用于电气工程,将极大提升我国的电气工程发展水平,然而在电气自控设备的使用过程中依然存在许多干扰因素,因而针对众多干扰因素加大研究的力度对于我国电气工程水平的提高是十分有必要的。
关键词:电气工程;自控设备;抗电磁干扰;
电气自动化设备应用于电气工程,将极大提升我国的电气工程发展水平,然而在电气自控设备的使用过程中依然存在许多干扰因素,因此需要针对电气工程中自控设备存在的集中电磁干扰因素进行初步的分析研究,同时对几种抗干扰的技术展开论述,最后结合电气工程自控设备的实际情况提出相应的解决措施,希望可以为电气工程中自控设备抗电磁干扰方面起到一定的借鉴意义。
一、电气工程中自控设备存在的干扰因素
1.交变磁场。不同的传播载体产生不同的干扰,按照载体的划分可将干扰分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰指的是依靠某个载体,通过公共阻抗进行传播,辐射干扰不同,则是依靠电磁波作为载体进行传播,这两种传播方式有着形式上的不同,但是在特定条件之下,它们可以通过特定的方式进行双方相互转换,转换的过程之后就形成了交变磁场。
2.内外干扰。电磁干扰模式依据形式的不同可以分为内部干扰以及外部干扰两大类。内部干扰的产生主要由系统的生产工艺、元件的布置以及系统内部结构决定的。而外部干扰的产生主要是各种设备对于周围的辐射,包括高电压、高电流的设备和电缆向周围发射的电磁波,对于自控设备都有极大地干扰能力。
3.地电位差。所谓的地电位差就是由于电流接地系统在运行的过程中出现某些故障就比如线路短路,这时整个系统内部就会产生妨碍电流,妨碍电流一定的条件之下瞬间转化为一定的电压降,这样就是的整个变电站内部形成较大的电位差,这样将对自控设备产生极大的负面影响。回路在经过不同的接地点时就会产生不同强度的电流,进而会在自控设备中产生一定的干扰电压,进而影响自控设备的真正运行。
4.开关操作干扰。变电站内的开关操作存在着多种形式,开关中的设备都存在着储能原件,由于电流、电压均不能发生突变,所以当隔离开关和断路器开断时会导致系统产生一个暂态的过电压,从而导致参数会发生变化。此外,在开关的开断点处由于分合速度相对断路器较慢,就会产生电弧,电弧存在着一定的衰减周期,产生的电流电压脉冲会对二次回路产生长时间的干扰,如果处理不当,会给二次系统造成严重的威胁。
5.自然环境干扰。自然环境干扰简称自然干扰,它是指大自然中的自然现象例如雷电、大气低层电场的变化等所引起的干扰,其中雷电产生的雷电波对变电站二次系统带来的干扰最为严重,它不仅会造成二次电源模块的损坏,还会烧毁通讯口和输入模块。一般在正常情况下,雷电不会直接对二次系统产生干扰,若产生干扰基本是通过两条间接的路径,一是有雷电雷击避雷器时雷电中的电流被导入接地网中,二是雷电直接雷击输电线路,把输电线路作为释放电流的通道。
二、电气工程中自控设备应采取的抗电磁干扰的措施
1.印刷板及电路布局方面。电力工程相关人员在印刷板及电路布局方面应该取得足够的重视,采取一系列的抗干扰措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一方面,电力工程相关人员可以同
构叠加多层的印刷板,通过增加其厚度来增加电容量,这样就给控制众多干扰性的因素留下足够的空间,另一方面,电力工程人员不应该只是注重线路的完整,更应该考虑其布局,合理的布局将会极大减轻各种干扰因素的影响,对于部分可不影响整个布局的线路可以适当进行舍弃,从源头上减少干扰的因素。除此之外,适时电力工程相关人员在线路布局之后应该对电路进行定期检查,避免布线和自控设备发生直接地接触,将自控设备的进线和出线进行分开设置,将干扰的因素进行分开处理,降低各种干扰因素的产生。
2.电源使用方面。电源的使用方法也是十分讲究的。在电源的使用过程中,电源的打开和断开的一瞬间都会产生电磁效应,对于所连接对的电子设备将会直接产生影响,如果周围有别的设备,对其也会产生或多或少的影响。因而,相关的电力工作人员在电源开关的进线和出线的布局中就应尽可能地规避将电源开关放在设备周围,尽量减少电源开关的瞬间产生的电磁效应对于设备的影响。科学合理地设计应该包括以下几方面:(1)从源头开始,严格把关,仔细检查开关的连线是否符合相应的标准,对于不符合标准的应该选择舍弃使用,从源头上避免各种干扰因素的出现;(2)不应该忽略指示灯对设备的影响,在线路布局中,指示灯同样需要纳入线路设计内,保证电路在运行的过程中受到电磁内外部干扰的影响降到最低。(3)考虑屏蔽线的材料,选择合适的屏蔽线来进行屏蔽层的设计;电源开关虽然在以往电路布局的过程中并没有取得足够的重视,往往忽略电源开关的各线路之间存在的众多干扰因素,因而工作人员在进行电路设计的同时,需要重视开关电源的线路设计布局,使得开关电源时产生的磁场对于自控设备的影响降低。
3.信号传输方面。在电气工程中,影响信号传输的因素就有很多,就比如线路的长短、线的粗细以及绝缘效果对于信号地传输都有着重大的影响,因而针对于此应该采取相应的措施,就比如设计合适的线路的长度以及选择绝缘性较好的线路来应对各种干扰因素的影响,相关人员在进行线路的布局时应该考虑诸多因素,对于那些容易产生信号干扰的线路可进行分开布局,将干扰源进行隔离。此外,线路的选择也需要十分谨慎,应该考虑各线路的性能和特点,在线路布局时可尽可能选择那些屏蔽性能较好的线路,将对信号传输的影响降到最低。最后,在线路的整体布局中应可以采用屏蔽性能较好的金属隔板或者其它屏蔽性能较好的材料将干扰屏蔽,减少其对设备的影响。
4.改进屏蔽技术。屏蔽技术是指用导电或者导磁材料制成的盒子、板子或者管子这类产品并使它们在屏蔽电场、磁场和电磁场干扰中可以发挥重要的作用。常见的屏蔽技术是由电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽组成。电场的屏蔽主要是为了隔离静电,防止电场发生耦合现象,从而防止电场的干扰。电子产品中的各个元件之间存在电场,干扰源和受感器之间很容易发生电容耦合。常见的电场屏蔽方法为用接地的金属板把干扰源和受感器之间相互隔开,使之不发生相互反应。改进此技术可以从改进金属板入手,使金属板的材质更加稳定,接地性更好,则可以更好的起到电场屏蔽的作用。磁场屏蔽的作用是阻止磁耦合现象的发生,磁场的屏蔽方法较多,一般与磁场的频率大小有关系。对于低频的磁场和恒定磁场来说,一般可以使用导磁性较好的铁做为屏蔽物,从而使磁通在铁中传播而避免过多的磁通流通在空气中;对于高频磁场来说,常采用金属圆环或者金属板来减少外界的磁场的影响,利用圆环产生的感应漩涡从而产生与外界磁场相反的磁场来抵消外界磁场的作用。对于电磁场来说,一般可采用接地的方法来避免高频交变电磁场的干扰。通过对接地材料的选择以及对接地材料的表面处理可以极大地改善电磁波的影响。
随着科学技术的发展,越来越多的电子设备进入了大众视野,加剧了电磁干扰的危害,继而又导致了更为严重的电磁污染。研究电磁干扰现象具有重要的实际意义,一方面可以减少电磁干扰对人体的伤害,另一方面可以保证电子设备的正常运行以及其测量值的精确性和仪器的使用寿命。
参考文献:
[1]赵道恩.电气工程中自动化设备的抗干扰措施解析.中国新技术新产品,2015.
[2]吴飞,张慧娇.电气工程中自动化设备的抗干扰措施分析.现代工业经济和信息化,2016.
论文作者:关启迪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
标签:干扰论文; 设备论文; 自控论文; 屏蔽论文; 磁场论文; 线路论文; 电气工程论文; 《电力设备》2017年第33期论文;