电气工程中自动化设备的抗干扰措施解析

向道恩

摘 要：电气自动化一直是我们研究的热点。本文针对电气工程中自动化设备存在的几种电磁干扰因素进行了分析研究，论述了几种抗干扰技术，在前人研究的基础上，对电气工程中自动化设备的抗干扰措施进行了进一步的解析，希望在实际应用中得到具体应用，给后来的研究者一些新的启示。

关键字：电气工程；自动化设备；抗干扰措施

中图分类号：TP29 文献标识码：A

1 前言

电气工程中电气自动化的应用程度是一个国家经济发展水平的体现。自动化设备的使用既有先进的一面，也有一些不足之处，所以我们需要对干扰因素进行研究分析，找到一些具体可行的抗干扰措施，并应用到现实的实践操作中。

2 电气工程中自动化设备存在的干扰因素

电气工程中自动化应用技术是指采用各种具有自动检测和控制功能的装置，对电力系统进行实时或远程的自动调节、控制、管理和监视，从而起到保证电力系统的供电的质量和安全、经济运行的作用。电气工程中电力设备除了具备在线监测优势和智能化优势之外，也存在着一些不足，其中电磁干扰就是其中最为重要的一部分。对此本文专门研究了电气工程中自动化设备的干扰因素，发现以下几种干扰因素最为严重：

2.1 内外干扰。电磁干扰有不同的分类方法，其中，根据干扰模式可分为外部干扰和内部干扰两类。外部干扰如：高电压、电流的电缆和设备向周围辐射电磁波。外部干扰的产生是有各种设备对周围的辐射。内部干扰的产生主要是由于系统的结构、生产工艺、元件的布置等等。

2.2 交变磁场。传导干扰和辐射干扰是根据传播载体进行划分的。传导干扰在实际上是通过公公阻抗进行传播，而辐射干扰一般都是通过电磁波来进行传播，尽管传播方式不同，它们之间可以通过特定的方式进行转换。例如，在常规变电站内部由于受到一次、二次回炉之间互感的影响，则一次干扰导线会在二次回路中产生不同程度的干扰电压，二次回路的互感阻抗、电流大小、电流频率以及一二次回路的相对位置等，都会对二次回路中产生干扰电压的大小产生直接影响。

2.3 信号模式。根据体例举行对信号模式进行分离，可以划分为差模干扰及共模干扰两个模式，其中差模干扰产生主要是由于长路线传输的互感耦合。差模信号是以串联的方式出现在信号源回路之中的。共模干扰模式则是由于电气工程网络在运行过程中，受到地电位发生变化而产生的一系列干扰，则共模干扰又被称为对地干扰，而该种干扰模式是导致电气工程自动化设备无法正常运转的主要因素。

2.4 地电位差。当大电流接地系统在运行过程中出现单相短路故障时，变电站接地网中便会形成妨碍电流，而妨碍电流一旦流经接地体的阻抗时会产生一定的电压降，这便造成变电站内部各地电位产生较大的差别，进一步也会直接影响到自动化设备的正常运行。如果在同一个回路中有不同接地点时，由于受到电位差的影响，会导致连接设备电缆芯中产生电流，地电位差的存在也会导致多点接地的电缆屏蔽层中产生电流，进而会对自动化设备电流线中产生一定的干扰电压。

2.5 二次回路。二次回路自身产生的干扰电压，主要是受到回路中所连接电感元件的影响，这是因为电感元件在断开时会产生高频暂态干扰电压，而这些干扰电压会直接影响到同一电源上的回路，同时也会通过电磁耦合对其他回路上的自动化设备产生影响，因此，技术人员在分析过程中必须注重二次回路自身产生的干扰电压。

3 电气工程中自动化设备采取的抗干扰措施

在电气工程及自动化、电子技术等诸多现代技术高速发展的影响下，针对自动化设备抗干扰技术的研究，已成为我国社会各生产领域在新时期发展中共同关注的问题，要求工程师从自动化设备开发阶段就应该充分利用抗干扰技术，并将自动化设备抗干扰措施贯穿于产品的全生命周期，这样才能确保自动化设备的抗干扰措施可以满足其使用要求。

3.1 电源使用方面。部分电源在使用过程中，其通断的瞬间会对电子设备产生不同程度的伤害，其中对小功率电子设备造成的损害最为严重，并会对周围的电子设备产生一定的干扰，例如，显示器附近电源设备在通断的一瞬间会导致其出现闪屏，如果电源功率过大则会导致显示器屏蔽效果达不到使用要求，针对这种现象应该在电源设备上架设屏蔽层，电源线也要根据周围电子产品的实际情况来选择合理的屏蔽措施，这样才能确保电源设备使用中的抗干扰措施可以满足自动化设备的运行要求。

3.2 信号传输方面。信号在传输过程中容易受到线缆长度、绝缘性能等诸多因素影响，如果不采取有效的屏蔽措施，则会导致信号在传输过程中受到不同程度的干扰，其中正电平信号受到的干扰最为强烈，可以通过以下多种抗干扰措施对其进行处理。信号在传输过程中采用负电平传输模式，可以有效避免其他电气设备运行中对其产生的干扰；针对容易受到干扰的信号，可以采用分开传输的模式；高频信号在传输中可以采用同轴电缆；将模拟信号和数字信号分开进行传输，有效避免自动设备的干扰；信号传输电缆在选择过程中以带有屏蔽层的型号为主，并要确保其绝缘性能可以满足信号传输要求；正确使用双绞线可以有效消除电磁干扰对信号传输的影响；信号线在设置过程中尽量远离电源线，针对无法远离电源线的要加设金属隔板；针对数字信号传输中受到干扰产生毛刺这一现象，可以采用电容滤波的方法对信号进行处理。

3.3 印制电路板布线。在印制板布线阶段对电子产品的抗干扰措施进行设计，其对加强电子设备的抗干扰能力有着重要作用，因此，在该阶段可以通过以下几种措施对其进行防干扰措施设计：通过采用集成电路模式来减少布线，可以有效提高电子设备的抗干扰性能；电子设备设计阶段要缩短走线及器件间串扰的距离，尽量将有关联的电子器件放在仪器；电源与地之间的跨接需要合理设置陶瓷电容，尽量消除集成电路的去耦作用，电路板入口处电源应按照22uF左右的电解电容，或者按照0.1uF左右的非电解电容，都可以有效提高电子设备在运行过程中的抗干扰性能。

结语

本文通过分析和研究电气工程中自动化设备存在的内外干扰、交变磁场、信号模式、地电位差等五种电磁干扰因素，找到了一些具体的抗干扰措施，并对此进行了简单的解析。

参考文献

[1]黄雪芳.探讨电气工程中自动化技术的应用[J].广东科技，2012（13）：8-56.

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