電梯抗輻射干擾的研究

王嘉彥

摘要：電梯實驗平臺和模擬電磁信號干擾系統(tǒng)是用來測試抗輻射干擾的。目的是要找到使電梯發(fā)生故障的頻率范圍和電場強(qiáng)度，并進(jìn)行屏蔽和接地連接影響的研究。總結(jié)在整個實驗過程中所有的故障和找出這些故障的原因，并采取一些避免電磁干擾信號故障的措施。整個實驗提供了新的方法使電梯設(shè)備在外界場所的安全運行。

關(guān)鍵詞：電磁干擾 電磁兼容性 抗輻射

中圖分類號：TN97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-009-01

1.簡介

隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在電梯控制系統(tǒng)中，電梯的性能越來越好并且可靠性大大提高。然而，電梯廣泛的應(yīng)用電子產(chǎn)品和數(shù)字電路，系統(tǒng)被電磁信號干擾的可能性大大提高。

杭州是浙江的省會，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時電梯也跟著高速增加，電梯問題也隨之而來。在某些特殊的重要場所，也會有突發(fā)的電梯故障，對社會公眾造成了一些不太好的影響。在發(fā)生故障后，我們也對相關(guān)電梯進(jìn)行了檢查。從分析所有的故障現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)有一些強(qiáng)電磁信號干擾，我們認(rèn)為可能是一些強(qiáng)電磁干擾信號影響了電梯控制系統(tǒng)，造成這些電梯發(fā)生故障。因此，我們有必要做電梯抗輻射干擾的研究。

2.實驗方法

2.1技術(shù)途徑

用一種模擬電磁干擾信號的電子系統(tǒng)，并建立該電梯的測試平臺。通過對電梯的輻射測試，找出電梯無法正常運行或失去的整體功能的頻率范圍和電場強(qiáng)度。研究屏蔽和按地在電磁輻射抗干擾測試的效果。因為在《電梯程序測試》中沒有要求有關(guān)電梯的電磁兼容性，所以這個實驗進(jìn)行的是抗電磁輻射干擾的基本測試。

2.2實驗項目

實驗依據(jù)：IEC61000-4-3 A2（2000）ENl2016-2004。

對電梯發(fā)出的電磁干擾信號，使用兩種不同極化的輻射天線——水平方式和垂直方式。在整個實驗中，調(diào)制80%AM，頻率為1kHz的正弦信號。在80MHz-166MHz的頻率范圍內(nèi)的電場強(qiáng)度為10V/m和在166MHz-1GHz的頻率范圍內(nèi)的電場強(qiáng)度為30V/m。并且四種情況下做了實驗：受檢設(shè)備配備齊全；按地禁用；屏蔽禁用；接地和屏蔽兩個都禁用。

2.3實驗設(shè)備

受檢設(shè)備為上海三菱電梯GPS-III，2層2站。這臺電梯可以設(shè)置成正常運行和司機(jī)操作。模擬電磁干擾系統(tǒng)包括電磁干擾設(shè)備，如信號發(fā)生器，放大器，輻射天線等。

3.現(xiàn)場測試

3.1電梯門開啟和關(guān)閉的測試

電梯轎廂停在一樓，天線放置在電梯門前地面上1.5m的高度，電磁干擾信號覆蓋了整個電梯門；天線放置在朝向電梯轎廂頂部的操縱箱，高度為2.5m，電磁干擾信號覆蓋電梯轎頂所有范圍。測試結(jié)果：（1）當(dāng)天線的高度為1.5m時，沒有檢測到靈敏的頻率變化。（2）當(dāng)天線的高度為2.5m時，沒有檢測到靈敏的水平極化的頻率變化。但是有電梯不開門或者門關(guān)閉的情況，在295MHz-301MHz的頻率范圍內(nèi)，電梯門沒有關(guān)閉到合適的位置，并在272MHz-274MHz的頻率范圍內(nèi)，電梯無法正常運行并無法恢復(fù)正常。（3）當(dāng)天線的高度為2.5m時，實驗中禁用光幕，沒有靈敏的水平極化的頻率變化，但有同樣靈敏的垂直極化的頻率變化。因此，證明光幕不影響整個實驗。故障排除：①故障排除重點主要是垂直極化的頻率范圍在230MHz-350MHz之間。②當(dāng)受檢設(shè)備和電線都被屏蔽，沒有檢測到靈敏的變化。③主要敏感源為電動機(jī)的線圈，手動控制器和電梯轎頂操縱箱。本章結(jié)論：（1）主要敏感源為電動機(jī)的線圈，手動控制器和電梯轎頂操縱箱。（2）當(dāng)金屬屏蔽網(wǎng)覆蓋住電梯轎頂操縱箱及其相關(guān)的電線時，沒有檢測到靈敏的變化。（3）當(dāng)受檢設(shè)備沒有被屏蔽時，有靈敏的變化。（4）受檢設(shè)備有可能會恢復(fù)到正常情況，但有時卻無法恢復(fù)。因此，進(jìn)行強(qiáng)干擾是必要的。

3.2電梯控制柜在主控制室的測試

輻射試驗在RS103閉環(huán)的軍用標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行的。電場強(qiáng)度可以是一組值（電場強(qiáng)度10V/m，頻率范圍80MHz-1GHz），用電場強(qiáng)度探頭來監(jiān)控。我們將測試四種情況：受檢設(shè)備配備齊全，接地禁用，屏蔽禁用，接地與屏蔽兩者都禁用。電梯應(yīng)測試三種狀態(tài)：電梯運行；門的開啟和關(guān)閉；兩者同時進(jìn)行。測試結(jié)果：（1）當(dāng)受檢設(shè)備配備齊全，電場強(qiáng)度為10V/m時，在80MHz-166MHz的頻率范圍內(nèi)，雙錐形天線水平極化和垂直極化，沒有靈敏的變化。（2）當(dāng)受檢設(shè)備配備齊全，電場強(qiáng)度為10V/m時，在80MHz-166MHz的頻率范圍內(nèi)，對數(shù)周期偶極子天線水平極化和垂直極化，沒有靈敏的變化。（3）當(dāng)按地禁用，電場強(qiáng)度為10V/m時，在80MHz～166MHz的頻率范圍內(nèi)，對數(shù)周期偶極子天線垂直極化，控制電路板損壞并無法重新啟動。（4）電氣強(qiáng)度為10V/m，在80MHz-166MHz的頻率范圍內(nèi)，對數(shù)周期偶極子天線垂直極化。在252MHz-274MHz的頻率范圍內(nèi)，當(dāng)控制柜蓋板打開時，受檢設(shè)備有靈敏變化。在239MHz-272MHz的頻率范圍內(nèi)，電梯停止運行并且門不能關(guān)閉。當(dāng)控制柜蓋板關(guān)閉時，受檢設(shè)備無靈敏變化。

故障排除：（1）故障排除主要是垂直極化天線的靈敏頻率。（2）當(dāng)所有的受檢設(shè)備被屏蔽時，有靈敏的變化產(chǎn)生。

本章結(jié)論：（1）在門的開啟和關(guān)閉的測試中，設(shè)備可以從最靈敏的頻率范圍內(nèi)恢復(fù)正常。（2）在電梯運行的測試中，靈敏測試設(shè)備不能恢復(fù)，需要通過一些專業(yè)技術(shù)人員來解決。（3）電梯接地是必要的。如果禁用，當(dāng)受到電磁干擾時電梯不能恢復(fù)正常。（4）當(dāng)受檢設(shè)備的所有部件都被屏蔽且電場強(qiáng)度為30V/m，仍然沒有靈敏的變化。（5）10V/m的電場強(qiáng)度是控制柜抗干擾的極限值，如果在某些電場強(qiáng)度大于10V/m的范圍是會失效的。

4.結(jié)語

模擬電磁干擾信號的設(shè)備是被用來測試電梯的。門無法打開是事故的主要問題，也有門不開或者門無法關(guān)閉到合適位置的現(xiàn)象。敏感源是控制柜、電梯轎頂操縱箱以及相關(guān)導(dǎo)線。禁用接地會發(fā)生嚴(yán)重的電梯事故，電磁干擾信號有時會造成電路控制板的損壞。以上證明，電場強(qiáng)度10V/m是測試電梯抗輻射干擾的極限值，并已經(jīng)寫入歐洲標(biāo)準(zhǔn)中。如果電場強(qiáng)度大于10V/m，電梯將發(fā)生故障。