降低电磁干扰提高设备可靠性维修

徐 盛

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东青岛 266555）

0 引言

电磁干扰是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪声，在工业现场和日常生活的电气化设施环境中普遍存在。1881年，英国科学家希维赛德发表“论干扰”的文章，标志着研究干扰问题的开始。降低电磁干扰，提高设备运行可靠性，成为工业设计、调试、维护环节的重要内容。

由于电磁干扰不可持续，难以测量，其研究学习往往给电气技术人员造成抽象的印象。本文以某车企涂装车间工业现场中的实际案例为导引，将该问题的分析和解决具体化，旨在为同类设备问题解决提供参考。

1 故障1

1.1 故障现象

车间某闪干炉天然气燃烧器，在点火启动过程频繁中止，多次操作后才能成功点火，点火成功后不会再报故障停机。

1.2 故障分析

（1）查看监控系统故障记录，故障类型为超高温故障。

（2）高温反馈系统硬件组成及原理见图1。通过温度变送器感知炉膛温度，反馈（电信号为mA 级）至高温限制器，高温限制器进行高温判断，当温度超过高温限制器设定值后，输出开关量经过继电器发送至PLC。

（3）通过启动视频全过程分析，当设备启动，双关断阀动作时，高温继电器输出并保持2 s。

（4）通过工艺监控温度曲线跟踪，确认启动过程实际未发生高温故障。

（5）PLC 中对该高温继电器输入I 点增加计数程序，进行为期两周的生产跟踪。发现无论是正常生产时间还是停产时间，高温继电器均无输出，排除高温反馈系统硬件故障可能性。

（6）温度传感器所用信号线为普通多芯电缆，无屏蔽层，对电磁干扰没有屏蔽作用。并且信号线在电气柜内与动力线使用同一个线槽无间距布线，不符合GB 50217—2018《电力工程电缆设计标准》中有关规定。

综上，初步诊断为启动过程中的电气设备动作引发的电磁干扰又有效遏制，导致温度探测信号失真。

1.3 制定措施并实施

（1）将传感器信号线更换为屏蔽线，并将屏蔽层单端接地。

图1 温度反馈系统硬件原理

（2）电气柜内重新布线，将信号线与动力线分离。

1.4 跟踪验证

10 次点火验证，仅一次启动失败。跟踪一个月的启动过程，均未发生故障，故障频次大幅下降。

2 故障2

2.1 故障现象

车间某胶烘炉燃烧器，生产启动过程中燃烧控制器报4#故障，故障频繁。

2.2 故障分析

（1）查看控制器故障代码，4#故障释义为：启动过程中没有火焰信号。

（2）火焰探测系统硬件组成及原理见图2。通过火焰传感器探测火焰并转为电信号（mA 级），将火焰信号的有无和强弱反馈至燃烧控制器，形成闭环控制。

（3）跟踪启动过程，报4#故障时肉眼检查现场火焰，状态正常。

（4）用万用表直流电压挡检测火焰探测器电压，供电24 V稳定；电流挡检测探测器的电流信号，发现报4#故障时电流信号缺失（正常应为20 mA 电流信号）。

（5）更换火焰探测器后点火测试，故障频次未有改善，排除硬件故障因素。

（6）跟踪生产全过程，发现该故障仅发生在启动过程。

（7）检查火焰探测器接线，发现两处与产品资料不符：探测器未按要求进行信号接地，并且信号线未选用屏蔽线缆。

综上，初步诊断为火焰探测器的信号接地未实施，以及未使用屏蔽线缆，造成启动过程中的电磁干扰未被有效遏制，导致火焰信号失真。

图2 火焰检测系统硬件原理

2.3 制定措施并实施

将火焰探测器线缆更换为屏蔽线缆，并制定接线标准，屏蔽层单端接地，增加信号接地线，按新标准改善现场接线状况，见表1。

2.4 跟踪验证

10 次点火验证，仅一次4#故障。跟踪一个月的启动过程，故障频次大幅下降。

3 总结与思考

模拟量信号普遍采用mA 级小信号表征，因此在工业现场受到电磁干扰的影响尤为明显，其特征之一为信号状态的多变、失稳，导致设备可靠性下降。目前的遏制措施有接地、屏蔽，以及合理布线等。根据现场实际情况具体分析，研究制定有效改善措施，对提升设备可靠性具有重要意义。

表1 改善后接线标准