电气工程中自控设备电磁干扰研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

柴俊杰

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摘要

随我国电气工程发展速度不断加快,电子设备种类更为完善。为使电气工程中的自控设备始终处于稳定可靠运行状态,应在原有基础上将做好大大设备电磁防干扰力度,利用电磁防干扰技术措施。针对以上背景,本文首先阐述电气工程中自控设备电磁干扰存在方式、电磁干扰种类。提出自控设备电磁干扰可靠性控制手段,制定自控设备电磁干扰措施,以供参考。


关键词

电气工程;自控设备;电磁干扰

正文


前言:电气工程自控设备运行环境较为复杂,温湿度、粉尘、振动、接地不良等现象都有可能对设备造成干扰,需做好自控设备放电磁干扰工作,及时纠正设备传输干扰、预警设备内外异常运行情况,提高设备运行可靠性。

1、电气工程自控设备电磁干扰存在方式

致电气工程自控设备干扰问题出现的原因较多、外部环境温湿度、操作失误、设备偶发性失效、性能老化、软硬件缺陷等都有可能对设备运行状态造成不利影响。由于不同干扰原因的存在方式不同,电气干扰表现形式较为复杂。

自控设备电磁干扰是一种能够中断、阻碍设备有效性能的电磁能量,现可分为传导干扰、辐射干扰等种类。其中,传导干扰会使导电介质的信号耦合到不同电网络;辐射干扰会使干扰源通过空间耦合到另一电网络。

电磁干扰也可进一步分为共模模式、差模模式。其中,共模模式包括纵模干扰、不对称干扰、接地干扰,需要表现形式为电源线、信号线对大地的干扰;差模干扰包括常模干扰、横模干扰等,属于载流导体的电位差,是线与线之间的干扰。

自控系统电磁干扰模式也体现在干扰源、耦合电路的内在关联上。耦合时系统间各部分相互作用产生的关联现象,决定了干扰体受干扰的方式。一般回路中的干扰电压较为复杂,需结合不同电磁干扰模式特征,选择适宜的电磁抗干扰技术手段。

2、电气工程自控设备电磁干扰种类

电气工程自控设备电磁干扰具有复杂性、随机性特征,表现形式多种多样,在可以体现为电压变化、频率变化、波形失真、持续噪声等情况。自控设备电磁干扰种类主要为以下几点:

第一,接地干扰。通过对自控设备进行有效接地处理工作,能够从根本上提升设备的干扰性能,保障设备稳定可靠运行。在没有做好接地管控工作的情况下,同时被运行期间的电阻值也会进一步增大,最终出现不干扰情况;

第二,元器件干扰[1]。自控设备元器件复杂,不同元器件肩负起的运行功能不同。设备中的各元器件出现干扰问题。具体来说,元器件运行环节会产生较大噪声,包括接触噪声、放点噪声、高频振荡噪声、反射噪声以及浪涌噪声等。在没有做好噪声防控手段的情况下,元件与元件之间也会出现相互串扰问题,对自控设备运行状态造成不利影响;

第三,环境干扰。在电气工程中,自控设备肩负起重要的监督管理职责,运行状态也会受到环境因素影响。例如环境中的粉尘较多、压强较大、温度异常等情况,都可能对设备运行状态造成不利影响。部分是有大功率、高频传输特征的外部设备在复杂环境下也难以传输电子通信信号,应在电磁干扰工作开展期间,对环境因素进行有效控制。

3、电气工程中自控设备电磁干扰可靠性控制措施

电气工程自控系统电磁可靠性控制措施主要就是选择抗干扰能力强、性能高的元器件,优化设备结构,建立设备元件的相互连接关系。自控设备电子抗干扰工作准备前,还应合理划分设备功能及性质,分开噪声源与受扰体,对设备各部件进行定期维护及更换。

在系统设计环节,管理部门还需要注重分析设备故障问题发生原因,适当使用降额设计手段,确保元器件始终处于低于额定条件下的运行状态[2]。建立元器件性能老化模型,选择适宜的器件筛选方式,配合使用大规模集成电路技术手段,增强电路或子系统运行器件的可靠性。

借助电子抗干扰技术,增强系统对环境的适应能力,保障电子设备兼容性。电磁兼容性就是在不影响信号的情况下,使设备与信号共存。设备及系统在电磁环境下,不得对环境中的任何事物造成电磁干扰,

硬件电磁干扰就是使用滤波、去耦、屏蔽、隔离等方式,软件电磁干扰应配合数据备份给予处理、数据检索及恢复、数字滤波、故障自诊断与恢复手段。在电子设备干扰环节,干扰现象都可以物理概念解释,因此需在设备建设期间使用适宜的抗干扰技术手段

4、电气工程自控设备电磁干扰解决对策

4.1优化自控设备电源

为有效解决监控设备电磁中的干扰问题,需要配合使用高抗干扰电源技术手段。由于电源运行要求严格,如没有加强设备管控力度的情况下,会严重影响到电气工程自控设备运行状态。因此在工程施工过程中需要着重关注电源设备管控工作。

电源干扰抑制方式主要就是使用电源滤波装置、交流净化电源、不间断电源、电源去耦电路以及电源变压器等。使用单元元电路分开供电、低敏电阻以及瞬变电阻等也可以保护电源设备各器件、

4.2做好自控设备接地工作接地工作

在电气工程建设及运营管理过程中,电子信号源需要进行接地回流,在接地回流期间会产生电力抗力,形成微弱电流、对电子设备安全稳定运行造成不利影响。电阻力是产生电阻、电流及电容等电力交流时的阻碍,能够直接影响到电子运行的稳定性及安全性。通过降低抗干扰接地电阻可以更好解决电阻与电感之间的关系。同时,电感与电线长度具有末密不可分的关联,工作人员能够根据电线长度计算出电阻程度,从而有效控制抗干扰接地电阻的电阻值。

4.3使用适宜电磁抗干扰技术

在电气工程自控设备分布着许多电容,电流在经过系统分布的电容时会产生地环路,电流通过电线进行回路时也会产生较多的电压。如果电子通信磁场突然变强,电子设备在运行过程中会受到地环路的影响,感受到电磁感应电压值[3]。控制地环路干扰方式也可以通过共谋扼流圈,阻断电气工程自控设备运行期间的地环路电流。光电耦合作用也可以有效抑制电气工程自控设备中电力运行期间的地环路电流。

4.4降低元器件干扰

由于电气工程自控设备运行过程中的内部元件运行过程中可能会对通信设备造成严重不利影响,因此需要着重做好电子通信线路的检查工作。如果内部元件对电子通信造成的干扰度较大,也有可能是元件本身出现了故障问题,因此需要对电子通信元件故障以及导线内部损耗进行精密检查。判断信号传输路线信号的完整度,观察自控设备元器件之间是否出现相互干扰以及串扰等问题,设计出更加适宜的内部线路,注重优化元器件设备内部结构功能。

4.5改善自控设备运行环境

在自控设备运行过程中,环境也会对自控设备造成不同程度的干扰。外部环境不仅为自然环境,其他设备也会对通信系统造成不同程度的影响。因此在现阶段自控设备抗干扰工作开展过程中,相关工作人员需要及时处理各类信号环境干扰问题,对信号传输期间的干扰因素进行及时判断,找寻出故障问题发生原因,制定出专项可行的解决对策。

自然环境干扰需要着重考虑设备稳定性措施,通过建设更加完善的外部传输结构,从根本上提升设备传输期间的稳定性。对干扰源进行位移或者直接关闭电源,判断该电源是否为直接干扰源,最后对设备进行整体优化布局,确保电气工程自控设备能够正常传递信号。

总结:总而言之,导致电气工程自控设备电磁干扰的原因不同,在自控设备运行过程中需要及电磁干扰原因,制定切实可行的电磁干扰推测,从根本上提升自控设备电磁抗干扰水平。优化自控设备设计方案,结合工程现场实际环境,排除基本干扰源,切断电磁干扰途径,使设备始终处于正常运行状态。

参考文献:

[1]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.

[2]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.

[3]凌培根.电气工程中自控设备电磁干扰的思考[J].中国战略新兴产业,2018,(08):180.

 

 


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