周月琴
中北大学电气与控制工程学院。 030051
摘要:电气工程中自控设备使用量大,受周边环境影响极易出现电磁干扰问题。基于此,针对电气工程中自控设备电磁干扰问题,本文分别从电气工程自控设备电磁干扰因素与电气工程自控设备电磁干扰应对策略两方面入手进行了简单地分析,希望对相关领域研究有帮助。
关键词:电气工程;自控设备;电磁干扰问题
引言
电气工程中电气自动化的应用充分展现了我国电气工程水平与社会经济发展状况。随着经济水平的提高,电气自控设备抗电磁干扰提出了更高的要求。电气自动化设备在电气工程的应用,使得我国电气工程发展水平得到了极大地提高。但电气自控设备应用过程中还存在一些干扰因素,因而深入研究各类干扰因素,对提高电气工程水平具有非常重要的意义。
1、电气工程自控设备电磁干扰因素
1.1电位差引起的电磁干扰
电气工程中包含很多设备,一旦某一设备发生故障但解决不及时,就会引起电位差问题。此外,假若自控设备运行环境比较差,亦或是自身电压恒定性亟待增强,那么设备运行中就会影响电路结构,引起电位差与电磁干扰问题,不利于设备稳定运行。对于这些问题,及时解决设备故障保障电压稳定是非常重要的。
1.2设备信号引起的电磁干扰
电气工程自控设备运行中,设备信号干扰也是电磁干扰的重要来源。自控设备信号干扰模式包含共模与差模两种干扰模式。两者有不同的产生方式,但都会使得设备无法正常接收有效信号指令,引起电磁干扰问题。其中共模干扰,其与网络设备运行密切相关。网络设备极易出现地电位波,因而此种干扰也可称作“地干扰”。而差模干扰主要是因线路太长引起互感耦问题。实际工作中,及时调整电路布局是解决此类问题的重要手段。
1.3磁场引起的电磁干扰
电气项目中自控设备磁场干扰,也叫做“突变磁场干扰”。大量实践发现,结合不同干扰载体,其具体表现也有所差异。磁场干扰形成阶段,要借助电磁波等载体进行辐射传播。比如磁场周围环境稳定,受干扰的传播载体会相互转换,以此改变传播形态产生突变磁场。电气工程中应用干扰设备,可有效解决这一问题。
1.4设备连接引起的电磁干扰
设备连接干扰也称作二次回路干扰,电气工程自控设备电磁干扰中比较常见。其与电感元件电压强度密切相关。经过电感元件时,设备二次回路就会产生干扰电压。随着电压的变大,元件断开几率也会增加。电感元件断开后,干扰电压能够立即破坏整个回路系统结构。因而合理连接电源减小电感元件电压强度,是解决此类问题的重要方法。
1.5二次回路引起的电磁干扰
实际运行过程中,二次回路流经相关电感元件时,都会形成特殊干扰电压,一般该电压有较强的电压强度。如果电感元件连接被中断时,就会快速形成强大的干扰电压,因其强度比较大而直接冲击着二次回路,不利于自控设施稳定运行。因而,实际运行中,相关作业人员必须要重视二次回路产生的干扰,尽可能降低电磁干扰对电气工程自控设备运行的影响。
1.6内外干扰引起的电磁干扰
根据模式的不同,将电磁干扰形式划分成不同类别,通常划分成2大类,即内部干扰与外部干扰。其中,内部干扰,其形成与系统内部架构、元件部署及系统生产技艺等密切相关。而外部干扰的产生,大多是由各类相关设施设备对周边环境辐射造成的,包括高电流与高电压设施对周边电缆发出的电磁波,其对自控设施运行有着重要的影响。
2、电气工程自控设备电磁干扰应对策略
2.1增强信号系统电磁抗干扰性
信号系统设计过程中,工作人员要充分考虑所选器材型号、计算角度与电磁兼容效果等因素。(1)工作人员要选择抗干扰能力好的器材设备做零件,以此从整体上提高系统抗干扰能力。
比如扼流变压器,建议选用BES新扼流变压器。其可有效缓解系统冲击电流,减小不平衡电流对信号系统造成的干扰,稳定信息系统。新扼流变压器中所用适配器看作是滤波器,其可有效过滤干扰成分,减小天路信号系统受到牵引电磁的影响。(2)计算角度。设计工作中要充分考虑电气化干扰成因,比如扼流变压器整体容量、信号点位置及轨道长度等。(3)电磁兼容性。利用上述措施,可增强信号系统抗干扰性能,有效解决牵引电磁影响产生的问题。
2.2有效应用屏蔽技术
受电磁干扰影响,电气工程中自控设备测量结果有较大的误差,自动控制能力受到影响,甚至造成仪表失灵引起化工生产事故,严重危害到化工生产。实际工作中应用屏蔽管连接自控设备,减小电磁干扰造成的影响。或者在同一屏蔽管中引起金属导线与电缆,降低干扰问题。合理应用屏蔽技术,可有效解决电磁干扰问题,保障电气工程自控设备性能,实现自动化控制与管理目标。
2.3适当地引用滤波器
滤波器材可有效抑制快速瞬变干扰问题,适当地引用滤波器,利于提高自动化设备抗干扰水平。换句话说,自动化设备抗干扰性能与所选滤波器、安装质量等有一定的联系。性能好的滤波器,如果安装不够合理,就无法充分发挥其对快速瞬变干扰问题的抑制效果。
2.4对电路布局做好调整
电压输出大且线路太长,也会引起信号干扰问题。通过对电路布局进行调整,有效控制上述因素引起的电磁干扰问题。比如,电力工程领域从业人员适当增加印刷电路板厚度,确保各电路板间很好的叠加在一起,为干扰问题预留充足空间,以此减小自控设备发生失效风险的几率,确保设备稳定运行。另外,如果发现部分线路太长,要结合设备线路长度要求适当调整线路长度,以此有效预防信号干扰。实践工作中,选用绝缘性好且长度适宜的线路,调整电路布局可提高抗干扰整体性,对自控设备电磁干扰问题的解决有很好的效果。同时,工作人员还可采用隔离或屏蔽技术阻断信号传播,以此增强抗干扰能力。
2.5合理选用抗干扰设备
电气工程中应用抗干扰设备,对解决磁场干扰问题有很大的作用。抗干扰设备包含很多类型,比如常见的滤波器。电气工程从业人员在自动化设备设置中应用滤波器,在阻断干扰传播途径基础上,降低电磁造成的干扰。一般滤波器包含很多型号,因而选择该设备时,要根据电磁干扰强度与电磁干扰对自控设备造成的影响,选择型号适宜的滤波性,以此保障设备性能如何自控设备抗干扰要求。
2.6加强电源连接控制
实际工作中如果技术人员可保障电源合理连接,自控设备运行中也可有效解决电磁干扰问题。首先,技术人员要有效检测电源装置接线质量,假若接线质量不符合技术标准要求,就要及时更换。另外,技术人员还可应用线路屏蔽技术,从源头上控制电磁干扰造成的影响。一般情况下,电源装置开启或断开瞬间或多或少都会产生电磁感应,此类电磁感应也会影响电源装置相连的电气设备。同时,此类电磁感应对电源装置周边电子设备也会带来一定的影响。因而实际工作中,为了预防此类情况,设置电源开关线路布局时技术人员要可能远离电子设备,有效抑制卡关装置开闭瞬间形成的电磁感性。电气工程电路技术规范中,要充分考虑电源装置线路布局与连接等问题,便于规范技术人员操作行为并选择合理的电源连接方式,在此基础上降低电磁干扰问题发生几率,增强系统电压的稳定性。
结束语
综上所述,电气工程中自控设备发生电磁干扰的因素比较多,对于来源不同的干扰因素,要选用针对性的解决措施应对。电气工程工作人员,选用自动化设备实时监测电气设备运行状态,及时处理发现的故障。另外,通过电源合理连接与电路布局的适当调整,有效解决信号干扰问题。在此基础上,设备运行过程中应用滤波器削弱电磁波强度,为电气设备稳定而安全的运行提供保障。
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