電氣工程中自動化設(shè)備的抗干擾策略研究

邢璐

[摘? ? 要]隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，電氣工程在城市化進程中起著越來越重要的作用，而電氣工程中自動化技術(shù)的運用推動了電氣工程的發(fā)展，然而在現(xiàn)階段過程中，電氣工程自動化設(shè)備總會遇到各種各樣的干擾，本文將以此為出發(fā)點，對電氣工程自動化設(shè)備進行研究，分析干擾的種類，并找到相應(yīng)的解決策略，為電氣工程進一步發(fā)展提供經(jīng)驗和借鑒。

[關(guān)鍵詞]電氣工程;自動化設(shè)備;抗干擾

[中圖分類號]TM76 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Research on Anti Interference Strategy of Automation

Equipment in Electrical Engineering

Xing Lu

[Abstract]With the continuous development of China's economy and the acceleration of urbanization process， electrical engineering plays a more and more important role in the process of urbanization， and the application of automation technology in electrical engineering promotes the development of electrical engineering. However， in the current process， electrical engineering automation equipment will always encounter all kinds of interference， this paper will take this as the starting point， to the electrical Engineering automation equipment research， analysis of the types of interference， and find the corresponding solutions， for the further development of electrical engineering experience and reference.

[Keywords]Electrical Engineering; automation equipment; anti-interference

隨著科技的不斷進步，電氣工程中開始廣泛的運用自動化設(shè)備，引入自動化設(shè)備能夠很大程度上提高電氣系統(tǒng)工作的效率和穩(wěn)定性。但是在實際的運用過程中，自動化設(shè)備并不能完全發(fā)揮其功效，這主要是因為一些技術(shù)上的問題，這些問題導(dǎo)致了自動化設(shè)備受到了各種各樣的干擾。如果能夠解決這些干擾問題，電氣自動化設(shè)備就能夠充分發(fā)揮其作用，幫助電氣工程進一步發(fā)展。提高電氣系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性。

1 電氣工程中自動化設(shè)備干擾的種類

1.1 電磁干擾

在電氣工程中使用自動化設(shè)備就不能避免遇到電磁，因此電磁干擾是電氣工程自動化設(shè)備常見的一種干擾?？偟膩砜?，電磁干擾分為2種：一種是外部電磁干擾，另一種是內(nèi)部電磁干擾。在電氣工程系統(tǒng)中，通常分為強電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)[1]，所謂的強電系統(tǒng)最常見的就是高壓電和功率大的電力系統(tǒng)，在高功率的系統(tǒng)運行中，一定會產(chǎn)生強大的電磁場，而在這些電磁場中的各個自動化設(shè)備一定會受到影響，尤其是設(shè)備中的一些精細元件，這些精細的元件本身是幫助自動化設(shè)備正常運行的，但因為受到電磁場的干擾，這些元件會出現(xiàn)感應(yīng)電流的現(xiàn)象，進而造成自動化設(shè)備出現(xiàn)不穩(wěn)定，或是在運行中出現(xiàn)了各種錯誤，這些問題小則影響自動化設(shè)備的運行，大則直接讓自動化設(shè)備出現(xiàn)損壞，因此解除電磁干擾的影響成為了電氣工程自動化設(shè)備抗干擾中急需的問題。

1.2 傳導(dǎo)與輻射的干擾

除了電磁干擾之外，電氣工程自動化設(shè)備遇到的干擾中，還有一種也是導(dǎo)致自動化設(shè)備不能正常運行的主要干擾，這就是傳導(dǎo)與輻射的干擾。與電磁干擾不同，傳導(dǎo)和輻射干擾產(chǎn)生的原因是在于高壓電激發(fā)的電磁波在傳導(dǎo)中能夠相互轉(zhuǎn)化[2]。

電氣系統(tǒng)在運行時，因為整個系統(tǒng)的負荷太重，導(dǎo)致在高壓之下會產(chǎn)生電磁波和電壓，這些電磁波和電壓本不應(yīng)該相互影響，但是在高壓之下，電磁波和電壓會相互轉(zhuǎn)換，這就是自動化設(shè)備受到進一步的侵蝕，最終導(dǎo)致自動化設(shè)備的損壞。

1.3 通信信號的干擾

電氣工程自動化設(shè)備在電氣工程中發(fā)揮著非常重要的作用，而電氣自動化設(shè)備的組成卻是非常復(fù)雜的，設(shè)備中含有非常多的精密元件，這其中包含了大量的傳感器、控制器、智能表等，這些精密的元件能夠確保自動化設(shè)備能夠正常運行，但這些元件的保護和維修也非常的困難同時這些元件也非常受到干擾，這些干擾中通信信號的干擾是導(dǎo)致元件損壞的原因一。

在自動化設(shè)備運行的過程中，各個元件需要通過發(fā)射各種信號來進行信息的傳遞，這就意味著在設(shè)備內(nèi)部就存在著信號的交互。一般來說，通信信號分為2種，模擬信號和數(shù)字信號。信號傳輸?shù)姆绞桨ㄓ芯€傳輸和無線傳輸[3]。在有線傳輸?shù)倪^程中，因為有實體性的線路的存在，導(dǎo)致信號電纜的屏蔽性不良，很容易受到外界電磁場的干擾，這是有線傳輸中遇到的通信信號干擾的主要原因，因為受到外界的干擾，導(dǎo)致本應(yīng)該傳遞的正確信號發(fā)生錯誤，信號的錯誤會導(dǎo)致自動化設(shè)備不能夠正常的運行。而采用無線信號傳輸?shù)脑挘盘杺鬏數(shù)目臻g是影響信號是否正確傳輸?shù)年P(guān)鍵所在，與有線信號傳播不同的是，無線信號傳播并沒有實質(zhì)性的電纜，而是通過信號頻率來進行傳輸，因此傳輸信號頻率的空間如果和無線電信號頻率非常接近的話就會干擾無線電信號，會出現(xiàn)信號傳輸錯誤和通信錯誤等。

1.4 變電站電位差導(dǎo)致的運行干擾

電氣系統(tǒng)是一個復(fù)雜的組成系統(tǒng)，其中就包括變電站設(shè)備，在變電站內(nèi)部，存在著不同的電位差，在變電站運行的過程中，由于電位差會導(dǎo)致自動化設(shè)備出現(xiàn)電位干擾[3]。然而這種干擾是不能夠避免的。這就要求在進行變電站安裝時要保護自動化設(shè)備。這里才用的保護手法可以是加裝一些保護裝置或者是原來變電站設(shè)備。在無法遠離變電站設(shè)備時，就要做好信號的屏蔽處理，從而防止因為變電設(shè)備的電位差造成的干擾。

1.5 靜電干擾

在電氣系統(tǒng)運行的過程中，除了產(chǎn)生的電磁場，在高壓電環(huán)境中會產(chǎn)生的電位差等因素影響著自動化設(shè)備工作之外，還有一種特殊的干擾，這種干擾不會只存在在某種特定的環(huán)境或者是某種特殊的電流中，這是一種很常見的自然現(xiàn)象，它就是靜電。

在我國北方，由于環(huán)境的干燥，靜電現(xiàn)象在自然界中幾乎隨處可見。而在電氣系統(tǒng)中，靜電現(xiàn)象也很常見，這是一種自然現(xiàn)象，是不可避免的。在普通的環(huán)境中靜電現(xiàn)象也許對我們的生活沒有特別的影響，但是電氣系統(tǒng)工作中就不一樣了。不要看靜電現(xiàn)象是一種常見現(xiàn)象，但當(dāng)發(fā)生靜電時，靜電電壓通常是幾千伏特甚至是上萬伏特。在這樣的高電壓下，如果工作人員帶著靜電進入電氣系統(tǒng)并進行相關(guān)的技術(shù)操作，那么很難保證這些靜電不被釋放，如果是在自動化設(shè)備附近進行釋放的話，靜電電壓將會很輕易的損壞耐壓等級較低的電子元件。元件一旦損壞會對自動化設(shè)備帶來不可逆的損傷，因此靜電干擾也是自動化設(shè)備在運行過程中遇到的一類干擾之一。

2 電氣工程中自動化設(shè)備的抗干擾策略

2.1 使用集成電路板

自動化設(shè)備的元件構(gòu)成是非常復(fù)雜的，其中被使用最多的還是集成電路板，這也就是說在一定情況下，集成電路板的制造好壞直接決定了自動化設(shè)備的抗干擾能力。因此集成電路板的設(shè)計尤為重要。在進行集成電路板的設(shè)計時，相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)該考慮到一些干擾因素，在電路板的器件排布和布線中，設(shè)計人員要尤為重視，盡可能在器件排布和布線過程中引入一些抗干擾技術(shù)和手段，這里常見的技術(shù)手段有多層印刷電路板技術(shù)，增加防雷模塊等[4]。使用多層印刷板技術(shù)能夠抑制電源上的各種各樣的干擾脈沖，增加器件之間的電容，增強元件的抗干擾能力。

增加防雷模塊可以很好地避免靜電干擾，還可以提升元件之間的抗干擾能力，將電磁干擾和通信干擾給電子元件帶來的影響降到最低，從而達到提升自動化設(shè)備抗干擾能力的目的。

2.2 開關(guān)電源的抗干擾技術(shù)

電力行業(yè)，電源是電氣系統(tǒng)能否正常運行的根本，電氣自動化設(shè)備也是如此，從電源方面入手來找到抗干擾的一些策略，是自動化設(shè)備能夠進一步提升抗干擾能力的重中之重。在自動化設(shè)備電源的使用中，電源的開關(guān)切換的比較頻繁，這對電子設(shè)備會造成非常大的影響。因此選擇合適的電源，合理的使用電源開關(guān)，是電氣自動化設(shè)備能夠正常運行關(guān)鍵。如何選擇合適的電源又怎么樣來合理的使用電源的開關(guān)呢？這就要求設(shè)計人員要合理的對電源的進出走線進行排布，防止因電源開斷時產(chǎn)生的磁場變化對周邊電子器件帶來的干擾。

除了在設(shè)計中要合理的走線之外，還要確定電源開關(guān)的連接是否符合國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。在連接時就應(yīng)該將可能出現(xiàn)的干擾考慮進去，盡可能離干擾源遠，連接時避免干擾開關(guān)。除了在連接時要注意之外，還應(yīng)該要選擇合理的屏蔽措施，選擇合適的照明路線等等，這些都是電源抗干擾的主要措施之一。在電源開關(guān)上注重保護電源，注重保護自動化設(shè)備中的各個元件，能夠保證自動化設(shè)備的安全運行。

2.3 信號傳輸與靜電的抗干擾

自動化設(shè)備中的信號傳輸干擾受到線路長度、絕緣性能等諸多因素影響，在信號傳輸過程中應(yīng)采用相應(yīng)的屏蔽措施減少干擾[5]。在線路布置的過程中，相關(guān)的操作人員必須要提前設(shè)計，要仔細區(qū)別信號和容易受到干擾的信號，要將二者區(qū)分開，為電路的選擇提供基礎(chǔ)。選擇電路時也應(yīng)該更加注重性能，要盡可能選擇屏蔽性能較好的線路，在區(qū)分信號的基礎(chǔ)上，將這些線路按照相關(guān)要求和規(guī)定鋪設(shè)在應(yīng)該鋪設(shè)的位置，不能夠隨意鋪設(shè)。與此同時，要減少信號傳輸過程中可能出現(xiàn)的各種干擾，遠離干擾源，是信號線路在傳輸中處在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下，避免傳輸中出現(xiàn)錯誤，保證自動化設(shè)備的運行。

前文中已經(jīng)提到了靜電的干擾。作為大自然的一種自然現(xiàn)象，靜電的電壓是非常高的，因此做好抗靜電干擾是自動化設(shè)備抗干擾重要一步。一般來說在自動化設(shè)備中，靜電并不是一瞬放出，而是隨著設(shè)備的使用而出現(xiàn)靜電積累的現(xiàn)象，靜電積累之后在放出，電壓很高，造成設(shè)備的損壞，想要防止靜電的破壞，最要做到的有以下幾個方面。

（1）自動化設(shè)備的各個零件都會出現(xiàn)靜電，如把手，開關(guān)，液晶屏，按鈕等，當(dāng)這些零件出現(xiàn)靜電積累放電后，整個設(shè)備都有可能出現(xiàn)損壞。因此相關(guān)的操作人員在進入電氣系統(tǒng)操作自動化設(shè)備時，應(yīng)該注意靜電防護，帶好防靜電手套，穿好防靜電專用工作服，在操作前還要注意去靜電工作，通過實踐可以發(fā)現(xiàn)，做好了靜電防護工作的操作人員在進行相關(guān)的技術(shù)操作時靜電放電現(xiàn)象明顯減小。

（2）元件之間保留足夠的安全距離。靜電現(xiàn)象的防護有一個最簡單的方法就是保證安全距離，在自動化設(shè)備安裝的過程中，設(shè)備內(nèi)部的集成電路與控制器件和金屬外殼之間要保證安全距離，靜電放電有一定的距離限制，超過這個放電距離靜電干擾就會降到最低，因此保證足夠的安全距離能夠幫助自動化設(shè)備元件之間減少靜電干擾。

（3）采用整體式金屬外殼和整體式金屬面板。在進行相關(guān)元件的組裝時，應(yīng)該采用整體式金屬外殼和整體式金屬面板來進行靜電的防護，之所以這兩種元件能夠很好地降低靜電干擾，主要是因為整體式外殼與整體式金屬面板的接地性更好，安全性更好，對于靜電的防控效果更出眾。以上三點就是電氣工程中自動化設(shè)備防靜電最有效的三種方法。

3 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，電氣工程在城市化進程中起著越來越重要的作用，電氣工程中開始廣泛的運用自動化設(shè)備，引入自動化設(shè)備能夠很大程度上提高電氣系統(tǒng)工作的效率和穩(wěn)定性。但是在實際的運用過程中，自動化設(shè)備并不能完全發(fā)揮其功效，這主要是因為一些技術(shù)上的問題，這些問題導(dǎo)致了自動化設(shè)備受到了各種各樣的干擾。如果能夠解決這些干擾問題，電氣自動化設(shè)備就能夠充分發(fā)揮其作用。從實踐來看，面對各種干擾時，采用對應(yīng)的解決策略能夠很好地降低干擾帶來的影響，同時提升自動化設(shè)備的抗干擾能力，保證自動化設(shè)備能夠正常運行。

參考文獻

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