关于抗干扰问题的一些考虑 点击：11102 | 回复：129
发表于：2004-02-06 11:58:00
楼主
现场环境的电磁干扰可能引起数据偏差、误动作甚至停止工作。因为现场和设备安装过程的配置、布线随机性比较大，所以对干扰无法全部预料。除了设计时做更多考虑外，现场也需要采取措施增加抗干扰能力。
一般来说，干扰主要通过以下几种途径进入系统：1. 电源；2. 输入端子；3. 输出端子；4.空间辐射。解决方法可以考虑采取以下以下措施：
1. 电源：当现场有大功率用电器或者含有可控硅的电路如电焊机、大功率变频柜（如感应加热装置）工作时，或者与此类设备的电源线并行、同管敷设时会使电源发生突变或者大量高次谐波进入电源。经常采取的措施：
1.1. 在电源进线端设置 L-C 滤波网络，通常由扼流圈和电容、压敏电阻等元件组成，主要吸收突波脉冲和高次谐波，也可在电源进线端并联电容（见下：消除火花）。
1.2. 比较严重的要考虑单独从变压器供电（单独穿管）或者加隔离变压器、稳压电源。
1.3. 信号线不能和电源线同管敷设，这也可能是引入干扰的途径。
2. 输入端子：输入端子通常引入弱信号，解决的方法：
2.1. 在不影响响应速度的前提下，通常可在输入端并联电容滤波消除脉冲干扰，具体数值一般在 0.01～22μF 之间，耐压值由电源或者信号电压决定；
2.2. 输入信号导线采用屏蔽线。如果是接续的两段导线的屏蔽层务必连接可靠（最好锡焊）。屏蔽层应该有良好绝缘，不可与机架、柜体发生摩擦、打火。
3. 输出端子：输出端子通常控制外部报警或者控制元件如接触器、继电器。有接点的电器在开断/闭合瞬间可能有火花产生，感性元件（如电磁阀）通常会有比较大的感应电势，火花和感应电势都可能造成干扰。解决的方法：
3.1. 消除火花：在输出接点上并联 0.47～4μF/630V 油浸纸介电容和470V～630V 压敏电阻（根据电源电压选择）吸收，防止对初级造成脉冲干扰。
3.2. 直流电源供电的接触器、继电器在线圈上反向并联二极管（二极管正接电源负、二极管负接电源正）吸收反电势。这种方法一般可以得到好的效果，可能时尽量采用直流接触器、继电器。
4. 空间辐射：这种干扰几乎到处存在，但强的干扰不多，在大功率变频柜如感应加热装置感应圈周围比较强烈。通常仪器最好采用金属壳体，并且作良好接地，感应加热装置机架机体也应该接地。
对于接地，要考虑现场地线是否可靠。有的接地线截面太小、接地线只接到柜子接地线而柜子接地线没有和厂房接地线连通，甚至有的厂房没有厂房接地线、厂房接地线和避雷接地线共用，或者设备的交流供电电源零线不正规，都可能造成电源电压不稳、容量不足、干扰严重。这些情况现场多次发生，可能是造成疑难问题的原因，需要引起注意。
发表于：2005-10-17 09:54:00
75楼
中性点接地方式对电磁兼容、通讯干扰的不同影响
电力电网在正常运行及故障情况下，因电磁耦合、静电耦合、地中电流传导和高频电磁辐射等原因，都可能对通讯网络产生干扰。
当前随着经济的快速发展，高压输电线路已经直接铺设进入市区，城网发展极快、变电所数量大增，电力电缆、架空线路密布，地上、地下构成了复杂的电力电网网络，同时有线与无线的通讯网络同样也得到了极大的发展，在同一个空间内形成了强电与弱点的两大网络并存，这样必然产生互相干扰的矛盾，而其中的电磁兼容问题成为了关键性问题，一般来讲电力强电网络成为了矛盾中的主要一方，必须主动考虑解决。
电力电网在正常运行与故障运行下，产生干扰作用的原因主要有：电磁耦合、静电耦合、地中电流传导和高频电磁辐射四种，其中电磁耦合、静电耦合、地中电流传导表现出的现象为音频干扰、工频干扰、接触干扰、地电位升高、纵向电势等，在不同的中性点接地方式下，干扰程度会有很大区别；高频电磁辐射主要对无线电干扰，与强电电晕放电相关，主要产生于高压、超高压、特高压输电线路，中压电网则影响较小。这里我们主要讨论电磁耦合、静电耦合、地中电流传导情况下如何有效防止干扰的措施。
从无数实践经验和理论分析结果来阐述，目前最有效防止通信干扰的措施就是限制单相接地故障电流。我们从干扰产生的现象来分析如下：
1． 音频干扰
在所有中性点接地方式中，谐振（经消弧线圈）方式是最有效的，因为谐振接地方式的零序阻抗接近无限大，等于工频频率三倍的高频电流信号全部不能通过，因而基本消除了中压电网对通讯线路音频信号的干扰，而其它中性点接地方式无法与之相比（中性点接地方式请查看《电力系统中性点接地方式论述》一文）。
2． 工频干扰
工频干扰是指电网正常或故障运行中，中性点位移电压通过电容耦合对通讯线路产生的干扰。一般电网正常运行情况下电容耦合效应低微，所产生的干扰比电磁耦合小的多，只有在单相接地故障时，中性点位移电压升高到相电压情况下，电容耦合效应相对增加，在这种情况之下采用谐振接地的系统一般不会出现问题，如果电网系统采用了微机接地保护则在瞬间跳开故障线路，对通讯的干扰就更没有重大影响了。
3． 接触干扰
接触干扰是指高压线路在线缆断线后，直接与通讯线路接触产生的干扰。这种干扰在谐振接地方式下，一旦通讯线路绝缘击穿，与电力电缆接触，通讯线路可以共享谐振，充分保护系统的安全运行。
4． 地电位升高
地电位升高可由地中传导电流或高压线路碰触通讯线路引起。电力电网强制规定当发生单相接地故障时，引起通讯设备接地装置的电位升高不得大于250V。对于谐振接地的电网系统在单相接地故障点有效限制了很小的残流，所以对通讯设备的接触电压及其周围的跨步电压都可以限制在无害的范围内。
5． 纵向电势
当电力线路发生单相接地故障时，在通讯线路上感应的纵向电势与接地故障电流的大小和两种线路之间的互感成正比。谐振接地系统因为限制了单相接地电流，所以可以有效降低纵向电势的危害。
6． 零序电流干扰
一般电网中流过的不对称电流可能引起电磁干扰。谐振接地系统只要使消弧线圈适当偏离谐振点运行或加装阻尼电阻（限压电阻），就可以解决这种干扰。目前实际运行的电网系统没有产生这种情况。
对于高压电网电晕放电对通讯的干扰，主要是电晕放电的脉冲性，产生的干扰频谱较宽，干扰电平随频率的升高而减小，随距离的增大而降低。频率大于30MHz时，干扰电平较低，100m距离以内，衰减较快。
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