仪器仪表抑制干扰的措施及应用研究

发表时间:2021/4/12   来源:《中国电业》2020年35期   作者:韩亚杰
[导读] 本文简要介绍的干扰类别:工频型、电磁类、感应型;提出了消除干扰的具体措施:
        韩亚杰
        身份证: 63012119820712****
        摘要:本文简要介绍的干扰类别:工频型、电磁类、感应型;提出了消除干扰的具体措施:物理隔离、电路平衡抵消干扰、屏蔽干扰源;开展了消除干扰技术的具体应用,证实了消除干扰技术的抑制作用,便于提升仪器仪表测量准确性,达成技术应用预期目标。
        关键词:物理隔离;电路平衡;导磁材料

                引言:干扰具体表现为噪声、无用成分等形态,不具有信号应用价值的整体。在火力发电厂中,干扰问题的表现形式为电场、磁场。在发电厂运行能力增强的背景下,电子设备集成形式逐渐增多,相应产生了各类干扰问题,亟需解决。为此,以仪器仪表为研究视角,对其开展干扰消除技术探讨,尤为关键。
一、干扰类别
        (一)工频型干扰
        当输电线、电缆、电源变压器具有较大功能工频时,发电机与此类设备电源线相连后,将会引起低电频信号干扰问题。
(二)电磁干扰
        高频装置输入较大功率、晶闸管以变流形式使用、直流电机发生碳刷滑动、电气装置接点失效产生火花等,此类问题均会形成较强的高频电磁波,在空间四周范围内形成电磁辐射,以此在弱电回路中完成电磁传播,形成电磁干扰。
(三)感应型干扰
        在导线、设备中输入较强交流电,使其周边形成交变磁场,同时导线以较弱电信号状态,经由已形成的交变磁场时,将会形成电流感应耦合作用,对有用信号造成干扰问题。
二、消除干扰的具体方法
(一)消除原理
        (1)针对干扰源采取抑制、去除等措施。比如,针对电力线、信号线等具有干扰性能的物质,对其采取隔离、远离等措施,以期减少干扰影响。
        (2)加强干扰传输路径的抑制。针对干扰信号传输路径、入侵形式等因素,以仪表为出发点,提升干扰抑制效果[1]。比如使用隔离变压器,提升干扰信号传输的切断效果。针对电磁场等干扰信号侵入问题,采取屏蔽形式予以抑制。
        (3)确定被干扰主体的受干扰性能。比如,当输入阻抗时,较高阻抗电路相比较低阻抗电路,受干扰具有敏感性。
        在火电安装程序中,加强干扰源屏蔽与消除,能够有效控制回路干扰问题。然而,在抑制干扰问题期间,将会受到环境限制、成本较高等问题的影响,造成干扰消除技术未能有效执行。因此,针对在干扰状态下表现出敏感性的信号回路、电控装置,对其采取系统性防护工作,以期增强其干扰对抗性能。
(二)物理隔离
        物理隔离降噪的具体措施为:加大电子控制装备与干扰源之间的距离,以此消除干扰影响。然而,此种干扰消除措施,存在诸多限制,比如设备组装规范性、布线空间较小等。因此,在消除干扰时,以电缆敷设形式为主。强弱电信号导线在敷设时,应规避相互平行的敷设问题,严禁对两种导线采取捆扎处理。在实际敷设期间,应保障强弱电信号回路的独立性,减少公用接地线形式。弱电信号回路连接的公用地线,应敷设在相同测量回路中,不可以大地为信号传送载体。针对各类性能表现出差异的元件、导线,应依据其参数特点,比如电平、功率、噪声强弱、干扰对抗性能,完成类目划分。当元件、导线表现出相同类型时,应将其归置在一起,保障端子箱、端子排使用的独立性,合理控制元件与导线的间距,达成物理隔离目标。
(三)电路平衡抵消干扰
        借助电路平衡关系,将具有信号传输类别一致的导线,两根为一组,使其具备相同的干扰电压,便于自行抵消干扰。

利用此种电路平衡干扰抑制法,能够有效切断外围电路存在的电磁干扰问题。双绞线作为电路平衡抵消干扰的表现形式之一,双绞线自身具备电路平衡的基础结构。
(四)屏蔽干扰源
        1.静电式屏蔽法
        假设导体A为正电,导体B会接受导体A的干扰,导体B左侧表现为负电,导体B右侧表现为正电。在导体A外层添加屏蔽层C,屏蔽层不采取接地处理。如若屏蔽层C外层导入大地,接地的电荷为正,其表面将不会表现出带电状态,此种现象将会削弱导体B的干扰问题。此种静电感应产生的干扰抑制效果,称之为静电屏蔽。导体A与屏蔽层C之间形成的电容,此电容一端完成接地处理,形成静电屏蔽效应,此时将会产生地电流,降低屏蔽效果。如若导体A的仪表类型为高频电流,在对其添加屏蔽措施后,消除了周围干扰信号的作用,同时难以顺利完成电流通过。因此,在使用静电式屏蔽法时,应结合仪表类型、干扰情况,保障屏蔽措施的有效性,切实减少干扰问题。
        2.导磁材料屏蔽法
        屏蔽层设计为高导磁性能的材料,比如坡莫合金,此材料能够有效屏蔽干扰信号。在导磁材料应用时,磁力线在屏蔽层中形成了封闭状态,达成干扰抑制目标。一般情况下,为减少信号电缆干扰问题,具有经济性的处理措施为:在铁制槽盒内部完成信号电缆敷设。此种处理措施取决于槽盒较小的磁阻,在槽盒铁件中达成外磁场区域磁力线通过目标,减少信号电缆切割问题,由此降低了外磁场产生的干扰问题。与此同时,绞合处理热电偶补偿导线,使其在铁管中完成穿入,能够达成导磁屏蔽效果[2]。
        3.线与电缆的干扰屏蔽法
        仪表间使用的连接线,对其采取测量措施时,将会发现高频电流通过现象,由此形成电磁辐射问题,对其他电路形成干扰问题。反之,如果电路运行信号较小,其输入导线长度较大,如若在外界电磁辐射干扰作用下,将会形成工作影响,此时导线干扰问题应予以屏蔽处理。在屏蔽线、电缆使用期间,应关注屏蔽体外围电流通过问题,使其与地保持隔离状态,防止屏蔽体外围与地形成回路问题。因此,屏蔽层宜秉承一点接地理念,同时在屏蔽层外围添加绝缘层,减少裸屏蔽形式,防止屏蔽层在接触其他金属导体结构时形成通路问题,降低地点路与电压形成信号干扰。针对双绞线的干扰抑制处理,应分别在各双绞线外围设有屏蔽层,减少双绞线感应干扰问题,形成相互绝缘状态。
三、消除干扰技术的应用
        (1)仪表干扰情况:某生物技术单位,在开展机组工程热控项目建设期间,存在设计、设备、建设区域繁杂等多重影响因素,引起仪表设备承受较大干扰问题,甚至产生读数不准确、仪表测量失效等问题,严重降低了仪表仪器的使用效能,危及系统整体运行平稳性。
        (2)干扰问题分析:热控电缆主传输路径,将其设计为阻燃槽盒,此设计具有安全防火性能,在信号抗干扰方面不具有应用优势;在电缆连接期间,所用电缆不具有干扰屏蔽性能,电缆钢铠难以科学完成接地,在除氧器水位显示仪表中形成了较大干扰问题,引起显示断条、报警失效等问题。
        (3)干扰抑制处理:使用镀锌铁槽盒,完成阻燃槽盒的更换,提升槽盒抗干扰能力;温度元件设定为不接壳形式,同时使用具有屏蔽补偿性能的导线。
        (4)干扰抑制效果:在干扰抑制处理完成后,温度巡测仪处于稳定运行状态,能够全面显示现场各类参数,具有较高的抗干扰表现效果,达成干扰抑制目标。
        由此证明:干扰抑制处理具有可行性,能够维持仪表仪器使用性能。
        结论:综上所述,干扰消除技术的应用逐渐成熟,能够有效抑制干扰问题,提升仪器仪表应用能力。因此,在实际工作中,应加强抑制干扰技术的规范性应用,切实缓解现场发生的信号干扰问题,以期逐步提升仪器仪表测量准确性,顺应市场经济发展需求。
参考文献:
[1]李新杰,周雅玲.对于仪器仪表抑制干扰的措施及应用[J].热电技术,2018(04):14-16+19.
[2]黄宏伟,秦军.电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法研究[J].计算机产品与流通,2018(06):84.
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