浅谈电力通信电磁兼容问题

潘远济

摘 要：电力通信中会用到各类电力设备，设备和网络在运行过程中会产生电磁，为了保证电力网的正常运行，就必须解决电磁兼容问题，使所有设备都能和谐工作。文章将介绍电磁干扰和电磁兼容的概念，呈现电力通信系统的主要电磁干扰源，介绍减少这些干扰的方法，并为电力通信中解决电磁兼容问题提供措施建议。

关键词：电力通信；电磁兼容；干扰源

1 电力通信的含义

电力通信是为确保电力系统的稳定、安全运行而产生的一种通信通络，主要运用电力线路来进行数据和媒体信号的传输。电力通信技术需要将载有信息的高频加载到电流上，然后运用电线传输接受信息的适配器将高频分离出来，将其传送到计算机上，完成信息传递。电力通信系统与调度自动化系统、安全稳定控制系统共同为电力系统的安全运行提供服务。电力通信作为电力系统当中的重要基础设施，在网络运营市场化、电网调度自动化及管理现代化中发挥着独特作用。

2 电力通信系统的主要干扰源

2.1 高压输电线路

高压输电线路是电力通信系统的主要干扰源，其干扰的形式包括以下几种：首先是火花放电，这主要是线路上各金属部件出现接触不良或是部分绝缘遭到破坏导致的，火花放电的频谱范围广，其幅度远大于其他形式的干扰；第二是电晕放电，当线路的电位梯度较大时，随着气压、湿度的改变，就会产生高频噪声，形成电晕放电，频谱低于30MHz；第三是地电流，地电流产生的条件为三相系统不平衡或是发生电力通信网事故，假如对地电流的处理措施适当，相应的地电位就会上升，不仅会使电磁干扰大幅增加，还可能造成设备损坏；第四是工频磁场，其与导线载流量有密不可分的关系，但距离越大，工频磁场带来的电磁干扰就越少。

2.2 电力电子系统

在电力通信网络中，电力电子系统的应用面很广，很多高频化或是大电流的系统都要用到电力电子系统，比如变频调整系统、交直流变换系统以及开关电源装置等等。这些应用虽然可以极大地满足电力通信的相关需求，但其带来的电磁干扰也是不容忽视的。

2.3 大功率整流用户

电力通信需要向各类产业供电，其中很多产业的运作需要用到的功率很大，比如電解产业、冶炼产业等等。这部分整流用户会给电力通信网络带来较大压力，整流的运作会导致高频谐波的产生，对通信线路和弱点设备来说，都是极大的干扰。

2.4 通信设备及自动控制系统

变电站的运行离不开计算机通信设备与技术，如通信自动化、继电保护等都在电力通信当中得到了很好的应用。但这些通信设备和自动控制系统不仅会在电磁环境中受到干扰，其自身也是作为干扰源而存在的，会产生较大的电磁干扰，对电力系统的运行造成不良影响。

3 减少电磁干扰的方法

3.1 接地

接地这种处理方式不仅能够有效减少电磁干扰，降低电磁波，也可以保证电力通信网的安全。接地的具体方法就是将设备和大地连接起来，将电磁干扰导入地下。接地之后可在外壳与零电位之间建立低阻抗，有效保护人身安全，还可以防止静电电荷不断累积，形成过多干扰。各类电路都要通过地线形成一条回路，接地正确能够使地线上的电流正常运行，因互相影响而产生的电磁干扰也可随之减少。

3.2 屏蔽

屏蔽就是在屏蔽材料的辅助下减少电磁在空间传输时形成的干扰的一种方法。通过屏蔽措施的运用能够大大削弱干扰的能量，对于电力通信的正常运转有很大帮助。屏蔽效果如何与频率、屏蔽体、磁导率、干扰源的距离等都有着密不可分的关系。在对磁场进行屏蔽时，要考虑到材料的厚度与特性，实践证明，铁磁的屏蔽效果最佳。

3.3 滤波

要在频域上解决电磁兼容问题，可以考虑滤波这种方式，滤波的主要功效在于能够对传导电磁干扰进行抑制。电磁骚扰抑制滤波器和信号选择滤波器是主要的两种滤波器，前者滤波的方式为仅容有用的信号通过，将过高或过低的信号一律排除在外。后者的工作方式就是将需要的频率信号选择出来，完成滤波。

4 解决电力通信电磁兼容问题的措施

4.1 选择正确的设备接地方式

运用恰当的通信设备接地方式能够有效减少干扰，实现电磁兼容。接地方式有以下几种可供选择：首先是单点接地，其处理方法就是将设备的电磁汇集于同一母线上，用接地引线连接地网，这种接地方式能够保证电位稳定，消除电位差带来的干扰；第二是多点接地，即将接地点接到与之最近的地网导体上，这种接地方法的优势在于使接地引线上的高频驻波大大减少，但电位差及地线回路又会导致环流产生，形成电磁干扰；第三种是共用接地，通过将电力通信系统接地与接地网的联接来完成接地；第四为分开接地，就是将电力通信设备的接地外联到专门的接地网上，使强电接地和弱点接地分割开来，以此来抵制电导耦合的干扰。

4.2 做好联接线的抗干扰防护

联接线是通信系统当中的重要组成，很多电磁干扰会聚集于联接线上，通过联接线传至设备内部之后，会对电力通信的正常运行带来干扰，并造成设备损坏，因而做好联接线的抗干扰防护是十分必要的。在进行防护时要关注以下几点：第一，要选用双绞线电缆，这种电缆能够通过线对绞合来减少导线间的电磁干扰，同时电磁感应和静电耦合也会随之降低，对电磁兼容的实现有很大贡献；第二，电缆内部的信号需从一根芯线电感耦合到另一根芯线上，为了减少这个过程中的干扰，需要将不同的电路导线放置于不同的通信电缆中；第三，部分电缆网存在于地下，而地面下的电缆沟有接地导线，可以形成天然屏蔽，因而联接线的安置应尽量走线于电缆沟之内；第四，当以上措施欠缺实施条件或效果不明显时，可以将隔离设备运用起来。

4.3 运用正确的抑制方法与器件

滤波在电力通信电磁兼容中应用的主要方法就是使用正确的抑制方法与器件。为了获得良好的抗干扰效果，需要对电力通信的线路进行简单的处理，在三相电力系统中，将一相当做干扰敏感设备的供电电源，二相则作为外部设备的供电电源，三相则是辅助设备的供电电源。这样一来，设备间的干扰就会大大降低，辅助解决电磁兼容问题。另外，在器件选择上以瞬变干扰抑制器件为最佳，如固体放电管、气体放电管、硅瞬变吸收二极管等等。运用正确的抑制方法与器件能够使滤波这种减少电磁干扰的方式发挥出最大作用，解决电磁兼容问题。

4.4 运用恰当的屏蔽技术

屏蔽在实现电磁兼容方面的效果较为理想，在具体运用时要选择科学、恰当的屏蔽技术。首先，要将屏蔽的效能指标明确下来，并做好分配工作。通常情况下，在同一环境中的设备之间要保持低于30dB的电平差，假如电平差超过70dB，那么仅靠屏蔽很难实现电磁兼容，需要进行相应的方案调整。因而30-60dB是较为常用的屏蔽设计值。其次，要保证屏蔽体拥有简单的结构，减少不必要的缝隙，所开的通风孔也尽量以圆形孔为准。第三，不能出现穿过屏蔽体的导体，如果有从屏蔽体中穿出的电缆，那么屏蔽效能就会出现明显的恶化。在恰当的屏蔽技术支持下，电力通信系统中的电磁兼容问题将得到很好的解决。

5 结束语

电力通信的正常运行离不开各个系统的稳定运转，作为系统稳定的保证，电磁兼容问题是不容忽视的。电力通信系统的干扰源众多，必须采取措施来对各类干扰进行控制，在减少电磁干扰的同时，解决电磁兼容问题。只有在良好的电磁兼容环境之下，电力通信系统才能稳定地供电，为社会提供服务。

参考文献

[1]宗承云，王康元.智能电能表的电磁兼容[J].浙江大学学报（工学版），2011（6）.

[2]王国庆.现代气象远程培训系统中的信号干扰抑制措施[J].四川气象，2010（4）.