電磁幹擾的來源及抑制措施解析

2020-11-21 電子發燒友

電磁幹擾的來源及抑制措施解析

發表於 2019-04-03 14:58:06

1.幹擾的來源

複雜和惡劣的工作環境是產生電磁幹擾的源頭。電氣設備有時直接或間接地受到外部影響，如焊接作業的電火花、設備操作過電壓、大氣環境過電壓、無線對講設備高頻電波、大容量電機和開關設備等。又如35kV以上升壓站隔離開關分合操作以及直供饋線停投操作；電力系統接地故障時，工頻故障電流流入接地網上不同兩點間將呈現較大電位差；惡劣天氣雷擊等外部幹擾。有時也受到內部電氣設備本身產生的幹擾，如機端勵磁或矽整流勵磁系統、輸出高次諧波對轉子保護等的幹擾；電壓波動、系統多點接地電位差，（無蓄電池的）變電站繼電保護電源濾波不好，或浮充電供電品質差等的內部幹擾。

由於電磁幹擾方式不同，又可將其稱作輻射幹擾。比如，在電氣設備四周進行焊接作業、無線對講機聯繫、高壓試驗等形成電磁場，直接對設備產生的幹擾。另外，由於設備布局、布線不合理，相鄰或相連設備之間存在有電容、電感或者絕緣薄弱漏電的耦合型幹擾等。實踐經驗證實，僅有1V、2V；幹擾信號與測量信號疊加起來使測量裝置大幅偏離實際值的差模幹擾等，這些都應重點防範。

2.預防及抑制措施

隔離措施：例如採用光電耦合器，使電器測量的開關信號在電器上完全隔離，可實現地電位的隔離，對抑制共模幹擾較為有效；採用隔離變壓器，如電壓、電流、直流逆變電源、引線保護等，避免將電信線與電力線放在同一根電纜線中，將信號電纜、控制電纜、電力電纜分層敷設；避免測量迴路與強電迴路採用同一接地線等。

採取屏蔽：電場屏蔽，良導體製成的法拉第籠接地良好，以保證零電位，阻止屏蔽設備外的電場進入屏蔽體內部。磁場屏蔽，在低頻段要採用導磁材料較好的矽鋼等金屬作為屏蔽體，使幹擾磁場的磁力線沿磁阻較小的屏蔽層通過，以減少幹擾磁場穿入屏蔽體內；在高頻段採用上述兩種屏蔽方式，利用屏蔽體阻止高頻電磁場在空間的傳播；利用金屬導體對電磁波的反射衰減和吸收衰減，當電磁波射入金屬屏蔽層時，由于波阻抗的不同，一部分被反射，另一部分在金屬屏蔽層形成渦流而損失，即吸收損耗。如採用帶有鎧裝鉛包屏蔽層的控制電纜，其屏蔽層在升壓站和控制室兩端可靠接地，可以有效地削減地電位升高對儀表和繼電保護裝置的幹擾；電纜有中間過渡或中繼連接時，要處理好屏蔽層的連續性；不要認為信號電纜是低壓設備，而忽視其絕緣狀態，要保證測量電纜有良好的絕緣層和乾燥環境；測量迴路的二次插件的屏蔽層，要在保護屏處可靠接地；禁止用電纜芯線兩端接地，作為抗幹擾措施。

接地：例如電壓互感器二次中性點的接地，與電流互感器二次電流迴路的接地，宜選擇在控制室接地；高頻保護的二次電壓電纜迴路的接地點，與一次接地線的接地點有3～5m的距離，有時要用多根導線接地；繼電保護的交流電壓、交流電流和直流進線，有時為消除高頻幹擾，在進入測量裝置前先經電容接地，經過抗幹擾後，引入裝置的走線還應遠離直流操作電源線及高頻迴路的導線，不要習慣性地將同一方向的進線捆綁在一起。

其他措施：對繼電保護的測量繼電器，要進行1MHz脈衝群幹擾試驗、靜電放電試驗（一般選8kV試驗電壓）、輻射電磁場快速瞬變幹擾試驗；對有可能在繼電保護裝置四周使用對講機的場所，進行無線電信號幹擾試驗，否則在其四周禁止使用無線對講機或改進屏蔽措施；敷設二次電纜要選好位置，儘量遠離高壓母線和避免與之平行，儘量遠離電容式電壓互感器等電容設備，動力電纜與控制電纜不要放在同一電纜層架，信號電壓較弱的電纜，尤其要遠離電力或信號電壓較強的電纜，合理布置和安排電纜走向，以減少和消除寄生電壓的幹擾；提高設備自身的抗幹擾性能，採用性能可靠的濾波裝置，使整流後的輸出電壓波紋係數小於5％；加強接地銅排的維護保養。

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