引言:当前,电气工程及其自动化控制系统得到了广泛应用,自控设备在很多工业生产和基础设施中发挥着重要作用。但是这些自控设备也面临着严重的电磁干扰问题,各种噪声信号能影响系统的动态响应特性,甚至引起误操作失控。因此,必须加强对电磁干扰的防治工作,保证系统的安全可靠运行。  

1电气工程自控设备电磁干扰的因素  

1.1内部干扰

电气工程中使用的各种自控设备和系统在长时间工作过程中,其内部电路会产生一定的热噪声、散粒噪声,影响系统稳定性。此外开关电源中PWM法调制产生的高频脉冲噪声,组件老化引起的胶层电导率增大也会引入噪声。常见的连接不当如接插松动,也会在电路之间产生随机干扰。所有这些内部噪声会对系统精度和动态响应性产生一定干扰作用。

1.2外部干扰  

电气工程系统在实际使用环境中,还面临着外部严重的电磁干扰。强电流设备运行会产生较强的传导干扰和放射干扰,同时也有可能发生供电异常的瞬时干扰。此外无线通信基站以及电磁兼容性较差设备的电磁辐射也是重要干扰源。更严重的是雷电天气时出现的强烈脉冲干扰,这些外界随机干扰都会通过各种方式影响系统稳定运行^[1]。

内部、外部干扰对自控设备和系统的影响主要有以下几方面:（1）降低系统的信噪比: 使信号的有效值减小或噪声的有效值增大,从而降低系统的信噪比,使信号的质量和可靠性下降。（2）造成系统的误动作: 使系统中的敏感元件受到干扰信号的激励,从而导致系统的误动作,影响系统的安全和稳定。（3）影响系统的精度和动态响应특性: 使系统的输出信号发生偏差或波动,从而影响系统的精度和动态响应특性,使系统的性能下降。

2电气工程中自控设备电磁干扰的防治措施  

2.1解决设备故障  

设备故障是导致内部干扰的一个重要原因,因为故障的部件会产生异常的电磁信号,或者影响其他部件的正常工作。因此,要有效防治内部干扰,必须及时发现和解决设备故障。具体的措施包括:（1）建立设备的台账和档案,记录设备的型号、规格、参数、安装日期、使用情况、维修记录等信息,方便对设备的管理和监督。（2）制定设备的维护保养计划,按照设备的使用频率、重要程度、故障率等因素,确定设备的检查周期、保养项目、保养标准等内容,并按计划执行。（3）定期对设备进行检查、测试、校准等操作,检查设备的外观、连接、接地、绝缘等情况,测试设备的电压、电流、温度、噪声等参数,校准设备的零点、满度、线性等特性,发现设备的异常现象或偏差,并及时处理。（4）一旦发现设备有故障或损坏,要立即停止使用,并进行检修或更换。检修时要遵循设备的维修手册,使用合适的工具和仪器,按照正确的步骤和方法进行。更换时要使用与原设备相同或相近的型号和规格的部件,并保证更换后的设备符合技术要求。（5）建立设备的故障诊断和分析系统,收集和分析设备的故障数据,找出故障的原因和规律,提出故障的预防和改进措施,提高设备的可靠性和稳定性。

2.2调整电路布局   

有效防治外部干扰,必须合理地调整电路布局。具体的措施包括:（1）合理安放自控设备,尽量使自控设备远离干扰源,如强电流设备、电磁辐射设备、高温设备等,或者采用隔离措施,如隔板、隔层、隔室等,减少干扰源对自控设备的直接影响。（2）特别注意模拟信号线路的布线,尽量使模拟信号线路远离强电流控制回路和电机电磁场的影响,或者采用隔离措施,如隔线、隔缆、隔管等,减少干扰源对模拟信号线路的耦合影响。（3）定期检查电路的绝缘电阻,使用合格的绝缘材料,及时更换损坏的绝缘部件,提高电路的绝缘性能。（4）对需要屏蔽的数字信号线要采用屏蔽电缆或者金属导管,并且两端接地,形成一个闭合的屏蔽层,阻止外界的电磁波或磁场对数字信号线的干扰。定期检查屏蔽层的完整性和接地性,使用合格的屏蔽材料,及时修复屏蔽层的破损或接地的不良,提高屏蔽层的屏蔽效果^[2]。

2.3合理连接电源  

电源是自控设备和系统的能量来源,也是干扰的一个重要途径,因为电源线上会存在各种类型和程度的干扰信号,如瞬时干扰、开关噪声、电磁辐射干扰等,这些干扰信号会通过电源线传播到自控设备和系统内部,与正常工作信号相叠加,造成信号失真或误差。因此,要有效防治电源干扰,必须合理地连接电源。具体的措施包括:（1）使用独立的稳压电源为关键模拟检测电路供电,避免因电网波动带来的噪声干扰。（2）一个常见问题是多个设备共用大功率电源时产生的耦合干扰,这时应为每个设备或系统单独分配电源接口,并且保证电源线和信号线之间的距离足够大,减少耦合的可能性。同时,还应该为每个设备或系统提供良好的保护接地,使干扰信号能够快速地流入地,而不会在电路中积累,提高电路的抗干扰能力。

2.4采取必要的屏蔽技术措施

屏蔽技术是指利用金属或其他导电材料构成的屏蔽层,能够阻止或减小外部的磁场或电磁波对自控设备和系统的影响的技术,它们通常通过反射、吸收、衰减等方式,使干扰信号的能量或幅度降低,或者使干扰信号与正常工作信号分离,从而保证自控设备和系统的正常工作。常用的屏蔽技术措施有以下几种:（1）使用金属外壳和屏蔽箱进行磁场和电磁波的屏蔽。金属外壳和屏蔽箱是一种将自控设备或系统完全包裹在金属或其他导电材料构成的外壳或箱体内的屏蔽方式,它可以有效地阻止外部的磁场或电磁波对自控设备或系统的干扰,提高自控设备或系统的抗干扰能力。（2）屏蔽层表面还可以涂覆导电油漆。导电油漆是一种含有导电颗粒的油漆,它可以在屏蔽层表面形成一层导电薄膜,从而增加屏蔽层的导电性和屏蔽效果。一般来说,导电颗粒的种类越导电,含量越高,分布越均匀,粒径越小,屏蔽效果越好。（3）在控制室和配电室的墙壁、天花板、地板等部位铺设射频吸波材料,从而减少无线电和微波信号对自控设备和系统的干扰,提高自控设备和系统的抗干扰能力。一般来说,射频吸波材料的种类越吸波,厚度越大,形状越复杂,表面处理越合理,吸波效果越好。（4）通信电缆和控制电缆是自控设备和系统中用于传输信号的线缆,它们容易受到外界的电磁波或磁场的干扰,造成信号的失真或误差。在护套外再缠裹一层铜箔或者金属网屏蔽层,是一种增加线缆的屏蔽性能的方法,它可以有效地阻止外界的电磁波或磁场对线缆的干扰,提高线缆的信号质量和可靠性^[3]。

结束语:总而言之，电气工程中自控设备的电磁环境复杂多变,防治电磁干扰工作意义重大。有关人员需要重视影响自控设备电磁干扰的因素，并采取积极的措施进行处理和应对，有效抑制干扰现象，保障电气工程的稳定运行。

参考文献：

[1] 葛庆刚;崔龙;薄涛.电气工程中自控设备电磁干扰分析[J].中国高新科技,2023,(18):131-133.

[2] 谢坤;周斌.电气工程中自控设备电磁干扰研究[J].中国新通信,2022,24(21):44-46.

[3] 陈志国.电气工程中自控设备电磁干扰问题探讨[J].数字通信世界,2020,(07):110-111.