電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾研究

吳恩夫

摘 要：目前，我國(guó)在電氣工程設(shè)備的自動(dòng)控制研究方面成果顯著，是電氣設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)代化發(fā)展的重要標(biāo)志。在機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程中，電氣工程自動(dòng)控制設(shè)備的電磁干擾問題日趨嚴(yán)重，成為影響電氣工程自控設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要要素，為此對(duì)電氣工程中自控設(shè)備的電磁干擾進(jìn)行深入研究勢(shì)在必行，成為解決電氣工程自控設(shè)備運(yùn)行效率問題的關(guān)鍵所在。因此，文章就電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾問題進(jìn)行研究，并總結(jié)出電氣工程中自控設(shè)備電磁干擾的主要來(lái)源及所產(chǎn)生的相關(guān)問題與切實(shí)可行的解決方案。

關(guān)鍵詞：電氣；工程；自控；設(shè)備；電磁；干擾

近年來(lái)，我國(guó)在電氣工程設(shè)備應(yīng)用方面投入較大，使之成為電氣設(shè)備穩(wěn)定應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。雖然我國(guó)電氣工程設(shè)備運(yùn)行狀況整體較為良好。但在電氣工程中的自動(dòng)控制設(shè)備運(yùn)行中，存在著一定的電磁干擾問題，繼而影響到電氣工程設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。因而及時(shí)的對(duì)電氣工程中自控設(shè)備的電磁干擾問題加以研究便凸顯的尤為重要，是現(xiàn)階段提升電氣工程設(shè)備運(yùn)行效率的有效途徑。

1 電氣工程中自控設(shè)備存在的干擾因素

我國(guó)的電氣工程技術(shù)取得卓越的發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在不斷的推廣，對(duì)于相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行革新和監(jiān)控才能保證我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的電力需求。電氣自動(dòng)化的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了全方位實(shí)時(shí)檢測(cè)，然而由于我國(guó)相關(guān)的技術(shù)還處于未成熟的狀態(tài)，在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)依然存在著較多的問題。自控設(shè)備在運(yùn)行中存在著眾多的干擾因素，給人們的日常生活帶來(lái)諸多困擾。

1.1 交變磁場(chǎng)

受載體差異的限制，不同的載體所產(chǎn)生的干擾有著一定的差異，可根據(jù)載體的不同來(lái)劃分輻射的干擾。在干擾產(chǎn)生的過程中，通常需要借助具有一定的傳播能力的載體進(jìn)行輻射干擾。而公共阻抗的傳播則并不相同，需以電磁波為主要的載體結(jié)構(gòu)，由于傳播形式的不同，在相對(duì)穩(wěn)定環(huán)境條件下，可將不同的載體進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而該類型的轉(zhuǎn)換磁場(chǎng)的變化，引起傳播形態(tài)的變化，這便產(chǎn)生了交變磁場(chǎng)。

1.2 內(nèi)外干擾

內(nèi)外干擾在電氣工程自動(dòng)設(shè)備運(yùn)行中較為常見，其產(chǎn)生的原因也相對(duì)較多，根據(jù)干擾形式的差異，主要將電磁干擾分為內(nèi)部干擾及外部干擾兩種。內(nèi)部干擾顧名思義即在設(shè)備運(yùn)行內(nèi)部產(chǎn)生干擾，其干擾結(jié)構(gòu)主要由生產(chǎn)工藝及元件的布置組成，通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電磁傳導(dǎo)來(lái)形成干擾。外部干擾主要由輻射及高壓電設(shè)備組成，由于自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于開放化，所以在運(yùn)行過程中，易收到周圍設(shè)備電磁波的干擾，這邊降低了自控設(shè)備的基本運(yùn)行效率。

1.3 地電位差

地電位差產(chǎn)生的原因主要是由于設(shè)備故障而未能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的解決，這便產(chǎn)生了地電位差的問題。該問題的產(chǎn)生主要由電路設(shè)備組成。由于部分自控設(shè)備的電壓并不恒定，使其在運(yùn)行過程中易產(chǎn)生較大波動(dòng)，此時(shí)便對(duì)電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。如電力故障未能及時(shí)有效的排除，則會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生一定的妨礙電流，這邊對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，此時(shí)回路系統(tǒng)電壓及電力穩(wěn)定性將逐步下降，此時(shí)設(shè)備的自控系統(tǒng)將受到一定的限制，繼而使其無(wú)法有效的運(yùn)行。

1.4 信號(hào)模式

信號(hào)模式的組成主要由共模干擾及差模干擾為主。共模干擾的產(chǎn)生主要由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行的地電位波動(dòng)而產(chǎn)生，繼而造成較為嚴(yán)重的干擾，此時(shí)設(shè)備便無(wú)法按照實(shí)際的要求正常運(yùn)行，因而被稱之為地干擾。差模干擾產(chǎn)生的主要原因是線路設(shè)計(jì)過長(zhǎng)，導(dǎo)致信號(hào)傳輸過程中在互感耦合階段產(chǎn)生。在此過程中設(shè)備無(wú)法接受有效的指令信號(hào)，從而干擾了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.5 二次回路

二次回路干擾問題與電感元件有著一定聯(lián)系，在其經(jīng)過連接的電感元件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的干擾電壓，該電壓強(qiáng)度較高，如在此過程中產(chǎn)生電感元件斷開的情況，則會(huì)在斷開的階段產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的干擾電壓，此時(shí)高強(qiáng)度的干擾電壓便對(duì)回路系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，繼而使自控設(shè)備失去實(shí)際的重要作用。因而在實(shí)際工作的開展過程中，要對(duì)電路干擾問題加以解決，以便于避免因電感元件電壓強(qiáng)度過高問題而對(duì)自動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。

2 電氣工程中自控設(shè)備應(yīng)采取的抗電磁干擾措施

在電氣工程及自動(dòng)化、電子技術(shù)等諸多現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展的影響下，針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備抗干擾技術(shù)的研究，已成為我國(guó)社會(huì)各生產(chǎn)領(lǐng)域在新時(shí)期發(fā)展中共同關(guān)注的問題，要求工程師從自動(dòng)化設(shè)備開發(fā)階段就應(yīng)該充分利用抗干擾技術(shù)，并將自動(dòng)化設(shè)備抗干擾措施貫穿于產(chǎn)品的全生命周期，這樣才能確保自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾措施可以滿足其使用要求。

2.1 印刷板及電路布局方面

電壓輸出過大直接對(duì)自控設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，因而在相關(guān)工作的開展過程中，要進(jìn)一步提高設(shè)備的基本電容量，通過增加印刷電路板厚度的方式，來(lái)對(duì)印刷電路板進(jìn)行疊加，以便于為系統(tǒng)控制的干擾問題留下一定的空間結(jié)構(gòu)，這便能夠有效的解決電壓過大而導(dǎo)致自控設(shè)備失效及無(wú)法正常運(yùn)行的問題。在電力設(shè)備檢查過程中，相關(guān)技術(shù)人員不僅要對(duì)線路的完整性加以檢測(cè)，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)布局的合理性也應(yīng)充分的檢查，以便于降低其產(chǎn)生各大干擾因素的概率。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的線路布局可采取優(yōu)化調(diào)整的辦法，如仍無(wú)法有效的解決，則需對(duì)其進(jìn)行舍棄，從而避免其對(duì)設(shè)備的整體運(yùn)行效益產(chǎn)生影響。在實(shí)際工作中，相關(guān)技術(shù)人員要做好電路設(shè)備的定期檢查，通過對(duì)設(shè)備的研究與分析，來(lái)制定有效的設(shè)備管理與優(yōu)化方案，繼而避免因自控設(shè)備與布線的接觸，而產(chǎn)生干擾問題。

2.2 電源使用方面

在電源使用的過程中，由于電力設(shè)備的特殊性會(huì)產(chǎn)生一定的電磁效應(yīng)，此時(shí)便會(huì)對(duì)自控設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，所以在實(shí)際工作中，要對(duì)周邊設(shè)備的布局應(yīng)用合理性進(jìn)行研究，以此降低電磁效應(yīng)對(duì)自控設(shè)備的影響。首先要對(duì)設(shè)備的連接線基本質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，在確保其質(zhì)量達(dá)標(biāo)的情況下，方可進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行。如在實(shí)際的檢驗(yàn)過程中，開關(guān)的連接線路存在著一定的問題，則需對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的更替，以便于在最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)上避免干擾因素的發(fā)生。其次，電路指示燈對(duì)設(shè)備的影響不容忽視，應(yīng)在電路設(shè)計(jì)過程中，充分的考慮到指示燈的相關(guān)干擾問題，從而將內(nèi)部干擾的概率有所降低，進(jìn)而提升設(shè)備的運(yùn)行的有效性。最后要按照自控設(shè)備運(yùn)行的基本需要，做好屏蔽線路的應(yīng)用于研究工作，通過選用適宜的屏蔽線路來(lái)提高設(shè)備的抗干擾性。在此過程中電源開關(guān)布局也應(yīng)及時(shí)的納入設(shè)備的電路規(guī)范設(shè)計(jì)中，繼而降低電源開關(guān)對(duì)自控設(shè)備產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)及其影響。

2.3 信號(hào)傳輸方面

自控設(shè)備運(yùn)行的信號(hào)傳輸影響較為嚴(yán)重，因而在實(shí)際的工作過程中，首先需對(duì)線路長(zhǎng)短問題進(jìn)行研究，通過提高信號(hào)傳輸?shù)慕^緣效果，來(lái)降低信號(hào)干擾產(chǎn)生的概率。其次是選擇絕緣性較好及長(zhǎng)度適中的線路作為線路布局結(jié)構(gòu)，以便于提高設(shè)備抗干擾的整體性。再次，要對(duì)易于產(chǎn)生干擾的信號(hào)源進(jìn)行有效的隔離與屏蔽，應(yīng)充分考慮線路的應(yīng)用特點(diǎn)，從而使線路設(shè)備的合理性有所提升。最后要選用具備一定效果的金屬板對(duì)自控設(shè)備周邊信號(hào)進(jìn)行屏蔽，進(jìn)而建立完善的信號(hào)屏蔽系統(tǒng)。在此過程中需注意信號(hào)傳輸屏蔽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需避免對(duì)其余設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，繼而使自控設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，能夠?yàn)槠溆嘣O(shè)備的運(yùn)行提供良好的環(huán)境。

2.4 選擇合適的濾波器

濾波器對(duì)快速瞬變干擾具有明顯的抑制作用，合理地選擇濾波器，能夠有效地提高自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力。濾波器的選擇、安裝質(zhì)量，直接影響自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾性能。性能良好的濾波器，如果不能夠采用合適的方法進(jìn)行安裝，同樣會(huì)影響其作用的發(fā)揮。因此，設(shè)計(jì)人員在選擇濾波器時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求，選擇型號(hào)和性能能夠滿足實(shí)際需求的濾波器，然后由專業(yè)的安裝人員嚴(yán)格地按照相關(guān)規(guī)范和工藝順序進(jìn)行濾波器的安裝，在安裝時(shí)必須對(duì)濾波器的輸出線以及輸入線進(jìn)行分開安裝，盡可能地縮短輸出線距離，遠(yuǎn)離其他線路，避免對(duì)自動(dòng)化設(shè)備造成二次回路干擾。同時(shí)，還應(yīng)該盡可能地降低輸出線暴露在外界的時(shí)間，采用鍋臺(tái)干擾或者重新接收的方式，能夠保證濾波器始終處于良好接地狀態(tài)，以此降低外界干擾對(duì)自動(dòng)化設(shè)備造成的干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣工程中的自控設(shè)備電磁干擾研究勢(shì)在必行，使解決電氣工程設(shè)備運(yùn)行問題的有效方法，同時(shí)對(duì)于提升電氣工程設(shè)備的運(yùn)行效率也起到一定的幫助作用。因而在電氣工程自控設(shè)備電磁干擾問題研究過程中，要充分的考慮到電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境因素，通過合理的設(shè)計(jì)電氣設(shè)備線路與電路結(jié)構(gòu)來(lái)提升自控設(shè)備的抗干擾能夠，從而確保電氣工程設(shè)備的基本運(yùn)行效率。

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