摘要：智能组件承担着智能变电站一次设备和二次设备的测量、控制和监控等基本功能，还承担相关的设备计量、保护、通信等功能。智能组件大部分就地安装在高压一次设备或者下放到开关场内的保护小室中，他们将面临变电站内的各种强大的电磁干扰源，日常生活中，人们越来越离不开给生活带来便利的电子设备和多种家电产品，但是这些产品无形中又会产生电磁干扰，电磁干扰不仅对我们人类造成了极大的危害，也给电子设备及电气产品带来了损害。文章重点分析了电磁干扰对智能高压开关二次设备的影响，仅供参考。
关键词：电磁干扰；智能开关；二次设备；影响
1导言
随着电力行业的快速发展，电力设施的自动化程度也越来越高。特别是智能开关、光电式电流电压互感器等设备的技术成熟、投产使用，使得智能变电站逐渐成为变电站的一个发展方向。现在，电子设备不仅应用于电器、电力电子、医学等传统行业，更广泛应用于航空航天、通信、计算机等新兴行业。随着集成电路的高速迭代，电子技术也向高频、高能量密度的方向发展，更使电磁环境更加恶劣。
2电磁干扰概述
电磁干扰（ElectromagneticInterference，EMI）产生于干扰源，它是一种来自于外部的、并会有损于有用信号的电磁现象，它常常可以干扰电缆信号并降低信号完整性。由电磁干扰源发出的电磁能，经某种传播途径会传输至敏感设备，此时，敏感设备又相应表现出某种形式的“响应”，并产生干扰的“效果”，这个作用过程及其结果，被称为电磁干扰效应。电磁干扰产生的干扰源一般为电磁辐射发生源，例如马达和机器等。电磁干扰产生的条件不仅需要有干扰源，还需要有对电磁信号敏感的接收器和合适的耦合路径。1981年英国科学家发表了”论干扰”的文章，此文章标志着研究干扰问题的开始。1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题，使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。此举极大地加快了抗干扰的研究步伐，使电磁干扰的防护问题受到了大家的重视。在人们的日常生活中，电磁干扰效应普遍存在，形式各异，常可分为两种，外部电磁干扰和内部电磁干扰。例如一般的电子产品在其外部和内部都存在着电磁干扰现象。外部干扰主要可分为自然界产生的（例如，地球大气的放电现象）和人为形成的（例如电吹风，电热器，手机产生的电磁干扰）。内部干扰则是由设备内部的寄生耦合现象而产生的。常说的电磁干扰是指电子设备除了设备本身需要的信号以外，还存在着外界电磁波对设备功能造成影响，如果干扰效应十分严重，设备或系统将会失灵，导致严重故障或事故，这被称为电磁兼容性故障。显而易见，电磁干扰已经成为了现代电子技术发展道路上必须逾越的巨大障碍。为了保障电子系统或设备的正常工作，必须研究电磁干扰，分析预测干扰，限制人为干扰强度，研究抑制干扰的有效技术手段，提高抗干扰能力，并对电磁环境进行合理化设计。
3 智能变电站智能组件面临的电磁干扰分析
3.1高压回路中操作断路器或隔离开关产生的电磁暂态现象
高压回路中断路器或隔离开关动作时，开关触点在整个动作过程中由于断口之间突然产生电压突变，气隙击穿，电弧复燃。随着间隙的变化，断口之间将不断出现电弧复燃和熄灭现象，直至开关触点拉大到不能击穿程度或完全闭合。在每一次电弧复燃、熄灭时，都会产生干扰脉冲电压和电流，由于电路的阻抗不匹配，干扰脉冲电流和电压以振荡波形式沿线路传播，并产生干扰电场和磁场，以辐射的形式向外传播。通过分析发现波形在时域具有陡峭的上升时间，一般在数 ns（GIS）到几十或几百 ns（AIS），暂态振荡波形包含多种频率分量的衰减振荡波形，一般在几十 KHz 到数 MHz（AIS）或几十MHz（GIS）；从频域角度分析，AIS 变电站中测到的瞬态电场和磁场，其主导频率集中在几百 KHz 到几十 MHz 之间；电流电压的主导频率集中在数 KHz 到几十 MHz 之间。对GIS 变电站，由于其产生的干扰波形具有更快的上升时间，因此主导频率比 AIS 更高，通常可达到上述频率的 10 倍至 100 倍。
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3.2雷击线路、设备或构架产生的电磁暂态现象
雷击侵入或直接击打到变电站的线路及构架时，会有大电流流入接地网，二次电缆的屏蔽层在不同的接地点接地时，就会因接地网不同接地点之间的电位差的存在而产生流过屏蔽层的瞬态电流，从而在二次电缆的芯线中感应出骚扰电压；线路感应的过电压也会通过智能组件的测量设备引入二次回路。
3.3接地系统中的短路电流引起的地电位升高对电气设备的影响
电气设施发生接地短路故障时，故障电流流入大地，引起接地点和邻近点地电位升高。使得接地系统中的不同点间产生电位差，该值取决于土壤电阻率和接地系统的结构。连接电子设备的电力和信号电缆因而会受到强烈的电流和电压影响，出现明显的共模干扰。
4二次设备保护方法
4.1空间辐射保护方法
变电站中的空间辐射（射频辐射，RF）可能直接耦合到电子线路上，采用加强屏蔽的方法可以抑制由RF途径造成的辐射干扰。对于强烈的空间辐射，也可能直接在系统中产生暂态电位差。对于植入一次设备不同位置的传感器，RF辐射在传感器处的空间电磁场具有明显差异，感应出电压/电流信号作用在传输导线上，并由屏蔽层耦合到导线的芯线，最终作用在二次设备端口。对于此类干扰模型，除了加强屏蔽之外，通常还需要进行专门的端口保护。
4.2智能变电站智能组件电磁兼容
智能组件多采用以微电子元器件（如集成电路、数字电路等）为主要元件的控制、信号传输、测量、监测和诊断设备。这些设备对暂态骚扰和变电站内部固有的电磁环境均有明显的敏感性和脆弱性。为了确保智能组件具有足够的抵抗电磁干扰的能力，以保证智能高压设备的安全可靠运行，必须对智能组件进行相关的电磁兼容测试。通过实验室对智能组件面临电磁环境的分析，智能组件在实验室必须进行以下电磁兼容测试，才能确保安装在现场复杂电磁环境中的智能组件可靠运行。
（1）开关柜的电磁抗扰性方面，浪涌冲击电压对其可靠性影响最大，所占权重几乎是阻尼震荡波的6 倍多，EFT 的对其可靠性的影响可占到整体权重的 30%。（2）断路器的抗扰性方面，浪涌冲击电压对其可靠性的影响占有绝对权重，几乎是其它两项干扰所占权重的 5 倍。（3）GIS 的抗扰性方面，电快速瞬变群对其可靠性的影响可占到整体权重的 51%，其次是浪涌冲击电压试验，接近 37% 的权重，阻尼振荡波对其可靠性的影响较小，所占权重为 12%。
4.3分析统计历史数据对设备进行改进
通过高压开关设备在现场应用中每年承受的电磁干扰频次，依据试验统计及数据分析表格，能够得出开关设备的可靠性发展趋势，完善对设备的预期使用寿命预测功能。作为制造商，可以通过试验数据分析，对产品的设计性能等加以改进，提高其电磁兼容的抗干扰的能力，使产品的可靠性得到提升。
结束语
综上所述，文章主要介绍了电磁干扰的类型以及由于电磁场干扰的存在对人类和电子设备所带来的损害，并根据不同的干扰类型以及电子设备类型提出了相应的改进措施。
参考文献：
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论文作者:尹雯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/25
标签：电磁干扰论文; 干扰论文; 设备论文; 智能论文; 变电站论文; 电磁论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第13期论文;