浅谈变电站工业电视监视系统抗干扰措施

湖南省电力公司检修公司 伍忠华

浅谈变电站工业电视监视系统抗干扰措施

湖南省电力公司检修公司 伍忠华

500kV电压等级的超高压变电站是一个强电场、强磁场的场所，安装在站内的工业电视监视系统经常受到强电场和强磁场的干扰，导致系统图像不能正常显示或遥控遥调失灵甚至摄像机或解码器损坏。本文分析了变电站干扰的来源及其传输途径，有针对性地提出了相应的抑制干扰措施，保证了工业电视监视系统的正常运行。

干扰；抑制措施；正常运行

随着电网的快速发展和科技进步，变电站逐步向无人值班过度，实行集中监控运行+维操队的运行模式。监控中心要有效对受控变电站进行监视，工业电视监视系统成了每个无人值班变电站必不可少设备，在电力系统中的地位越来越重要，担负着变电站设备运行监视和现场安全防护的重要职责。然而，工业电视监视系统属高精密的电子设备，耐受干扰的水平较低，因而很容易受到变电站高电场和高磁场干扰的影响和危害，轻则发生图像无法显示、云台无法遥控、镜头无法遥调，重则安装在设备场地的摄像机和解码器损坏，从而严重影响了监控中心对变电站运行设备的监视和安全防护。运行人员也因此经常到变电站进行维护维修，增加了值班人员的工作负担，特别是事故状态下如不能及时观察到设备的状况，会影响事故的分析与处理。因此，工业电视监视系统的抗干扰，就成为一个很重要的课题。

1.电磁干扰的来源

变电站工业电视监视系统电磁干扰源分外部干扰和内部干扰。外部干扰是由变电站现场设备和外部环境因素引起的干扰，主要由外部环境或设备辐射的电磁波产生的强电场或强磁场，如雷击、隔离开关操作、投切无功设备、直流电源的中断与恢复、电源的工频干扰，运行的大型变压器、电容器和电抗器等，工业电视监视系统的摄像机、解码器随云台安装在这些电气设备的旁边，其信号、控制、电源电缆与设备二次电缆同沟敷设，常常产生外部干扰。内部干扰是由于工业电视监视系统设备元件分布设计和生产工艺等考虑不周引起的干扰，主要有杂散电感和电容的结合形成的内部组件间相互干扰，电子元件质量不良、焊接工艺不良等引起的干扰等，工业电视监视系统的内部干扰主要来自摄像机、解码器及系统计算机中存在的分布电容。不论是外部干扰还是内部干扰，都具有相同的物理特性，其消除和抑制的措施基本是相同。

2.电磁干扰的途径

在超高压变电站内，电磁干扰主要以传导、辐射、感应和耦合等多种途径传入到工业电视监视系统中，且多源于几种方式产生的综合效应。传导是系统遭受雷电波的侵害，造成设备元器件损坏，导致系统不能正常工作。辐射是站内高频设备如微波、载波设等通信设备通过电磁波辐射，干扰附近电子设备，造成干扰信号；感应是运行的高压母线、高压电气设备在周围产生交变的强电场、强磁场，在其周围的摄像机、解码器及其通信电缆上产生感应电压，形成感应电流，发生干扰；耦合主要电力系统操作时产生的高频电流或雷电时产生的电流通过高压母线时，在高压母线周围产生了磁场，其中的一部分磁通将通信电缆包围，因此在通信回路中感应出对地的共模干扰电压，传到工业电视监视系统的信号回路中形成干扰。

3.电磁干扰的影响

工业电视监视系统是以计算机技术为核心的自动控制系统。其硬件组成主要包括数据采集单元（摄像机）、数据处理单元（图像处理系统）、终端显示单元（工控机）和数据存储单元（硬盘录像机）。在干扰信号产生后，使模拟电路中开关电路误翻转而导致误操作；使数字电路的数据或地址传送错误，导致系统运行故障或功能障碍。

3.1 视频图像异常

工业电视监视系统摄像机安装在设备场地，容易同时受到多种干扰，当采集或传输的信息受到干扰后信息的内容发生改变，送到图像处理单元经处理后的图像因干扰信号的不同呈现多种异常，如图像抖动、图像不清晰或无图像等。

3.2 遥控遥调操作失灵

工业电视监视系统的摄像机和云台可通过显示终端计算机进行摄像机镜头的景深调节及云台的上下左右转动。这些功能的实现通过图像处理单元发出的遥控、遥调指令，经解码器解码后传送到摄像机镜头及操作云台，摄像机镜头及操作云台能识别指令内容能，进行相应的动作。当解码器收到的控制指令受到干扰后，可能解码器本身不能识别该信号或解码后的指令错误或摄像机及操作云台不能识别，产生操作失灵，云台不能遥控，摄像机镜头不能遥调。

3.3 设备元件损坏

摄像机、解码器解码器安装在操作云台的上，位于强电场、强磁场的设备区，易受雷电流的影响，面临着多重干扰。其中的一些半导体芯片，在强电磁干扰作用下，产生过电压或过温，运行一段时间后可能损坏，使装置无法工作，特别是遭受雷电袭击，更容易造成元件损坏。

4.电磁干扰的抑制措施

4.1 屏蔽

(1)摄像机屏蔽。使用金属屏蔽罩将摄像机全部包裹，只在镜头处开口，屏蔽罩分上下两部分时上下盖连接应可靠，且上下盖间应使用4mm2软铜线进行连接，使屏蔽罩成为一个互相连接的整体。

(2)解码器屏蔽。解码器安装箱应使用金属材料，做成屏蔽护罩，起支撑和屏蔽作用，护罩的盖板用螺丝紧密固定在箱体上，盖板和箱体之间使用4mm2软铜线连接。

(3)电缆屏蔽。信号、控制及电源电缆应使用带屏蔽的电缆，屏蔽层的屏蔽效果与屏蔽材料的导磁系数、高频时的集肤效应、屏蔽层的电阻等符合有关标准要求。电缆的敷设要远离动力电缆。

4.2 接地

(1)操作云台接地。操作云台和摄像机及解码器装设在一根金属支柱上，应保证摄像机及其屏蔽罩、解码器、操作云台可靠接地。摄像机及屏蔽罩、解码器护罩均应使用4mm2的软铜线与金属支柱连接，金属支柱应使用2根4mm2的软铜线与地网相连，防止软铜线因锈蚀、断裂等异常导致金属支柱未能有效接地。

(2)电缆屏蔽层接地。信号、控制及电源电缆屏蔽层应在两端分别接地，屏蔽层应压接线鼻用螺丝可靠连接在接地扁铁上。在电缆因系统暂态电流产生的磁通所包围时，电缆的屏蔽层中感应出屏蔽电流，屏蔽层接地后由屏蔽电流产生的磁通，将抵消母线暂态电流产生的磁通对电缆芯线的影响，同时释放掉感应电荷。

(3)图像处理设备接地。图像处理单元、硬盘录像机、网络交换机等外盒可靠接地。

4.3 使用稳定及高质量电源

工业电视监视系统应使用UPS电源，工作电源的稳定可靠与否，不仅会干扰工业电视监视系统正常工作，而且直接影响到工业电视监视系统的安全运行，使用稳定及高质量的电源就能消除部分内部干扰，保证系统稳定运行。

4.4 使用高产品质量的设备

要加强工业电视监视系统设备自身可靠性及其抗干扰能力，要选用产品质量高，设计合理，制造工艺优良的设备或配件，防止设备内部元件性能不好、散热不良、虚焊等产生内部干扰。

5.结语

随着科技进步和制造工艺的改进，工业电视监视系统自身在不断更新换代，由设计、制造等失误造成的内部干扰越来越少。解决超高压变电站的外部干扰是消除工业电视监视系统的干扰的主要途径，通过落实屏蔽、接地、净化电源等措施，较好的解决好了工业电视监视系统的干扰问题，显著提高工业电视监视系统运行的稳定性，为变电站的设备运行监视和安全防护及事故处理提供及时、准确的信息，更好地为电力生产服务。