电气工程中自动化设备的抗干扰措施解析

韩福春

[摘要]首先，从电磁干扰、信号干扰、电压干扰以及电位差干扰四个方面分析了在自动化设备运行过程当中存在的各类干扰因素。之后分别从对印刷板进行科学布线、保护开关电源以及重视信号传输管理三个方面分析了电气设备防干扰措施。

[关键词]电气 自动化 干扰

电气设备的自动化运行能力和水平是影响国家經济发展前景的重要因素之一。同时，现阶段电气设备的自动化运行也有效提升了电气工程进度的推进，并在电气工程中肩负着关键作用。而一旦在电气工程中出现了自动化设备故障则无疑会影响工程开展和系统运行。尤其是在诸多的干扰因素下极容易导致自动化设备自身可靠性的降低。因此，有必要从抗干扰的角度入手，分析讨论电气自动化设备自身运行过程中的干扰因素以及抗干扰措施。

一、电气自动化设备运行过程中干扰因素讨论

得益于我国电气领域技术水平和能力的提升，在电气工程领域已经完全实现了自动化运行、自动化控制以及自动化检测。这种自动化技术在电气工程领域的全面应用不但极大的提高了自身运行效率、降低了人工运行成本，更全面增加了电气工程在运行过程当中的可靠性和稳定性。但也需要认识到，由于在运行过程当中因诸多因素导致存在各类影响电气设备自动运行的干扰因素。一是在自动化运行中存在着电磁干扰。电磁干扰是自动化运行过程中经常出现、存在的干扰因素。这一种干扰主要表现为外部存在的高电压、各类电磁波以及电气设备自身构造不合理而导致的。同时，当在自动化设备运行的外部出现高电压以及电磁波干扰源时，也会伴随有各类辐射和传导干扰的发生。这是由于电磁波和电压事实上是可以相互转换的，进而给自动化设备的运行造成影响。二是在自动化运行中存在着信号干扰。一旦在自动化设备的运行过程中发生了信号干扰，就会使得正在运行的一整套自动化设备出现一定的问题并使得设备运行过程中出现故障的概率大幅上升。对于信号干扰，根据信号模式的不同又可以分为共模干扰和差模干扰两个方面。其中，共模干扰又可以称之为对地干扰，即在自动化设备以及电气工程网络在运行阶段由于受到地电位自身发生的变化而激发形成的各类干扰。共模干扰是信号干扰中影响自动化设备运行的主要因素之一。另一种干扰是差模干扰，即信号在较长路线传输的过程中因为互感耦合而发生的干扰。差模干扰大多是在信号源的回路当中通过串联的方式而影响自动化运行、形成干扰源的。三是在自动化运行中存在着干扰电压。干扰电压大多是由于二次回路所造成的，并将严重的影响自动化设备运行的正常。这也是干扰自动化运行的重要因素，对于监控设备运行的工作人员而言需要格外重视。四是因地电位差而造成的干扰因素。当较大的电流接地系统自身在运行过程中出现短路故障时，就会使得接地网中出现一定量的妨碍电流。而妨碍电流流经接地体的阻抗时就会造成电压降的形成。当变压降形成后就会使得在变电站内部不同位置的电位存在显著的差异，进而影响电气设备的自动化运行正常性。尤其是在相同的回路中存在着不同的接地点，且这一类接地点也存在着显著的电位差，就会使得连接各个设备的电缆芯、电缆屏蔽层中出现一定量的电流，进而形成干扰电压影响电气自动化设备的运行。另外，因为开关电源也会对电气设备运行造成一定的干扰。由于开关电源会产生一定的电磁噪声，进而对电子设备造成一定的影响。开关电源所造成的干扰又可以根据造成干扰原因而分为内部元器件所形成的干扰以及外界因素导致开关电源发生干扰两类。

二、自动化设备运行过程中抗干扰措施和策略讨论

（一）科学的印刷板布线与开关电源保护

首先，可以通过科学的印刷板布线工作提高自动化设备的抗干扰能力。通过在印刷板上进行合理、有效的线路设计，一是最大限度的降低线路自身的走线距离并减少各个元器件发生串扰的距离，二是通过在电源与地面之间设备一定的陶瓷电容以防止集成电路有可能出现的电偶效应而影响自动化设备运行。同时，防止开关电源而影响自动化设备运行也可以从布线设计的角度入手，防止因为进出线过程因冲突而导致电源受到干扰。一是根据相关标准对开关进行有效的连线，二是在屏蔽层的设计中选取有效的屏蔽线以最大限度降低电源干扰，三是合理的连接指示灯线，进而达到防止开关电源过程中干扰自动化运行的目的。

（二）重视信号传输管理工作

其次，还可以通过提高对信号传输工作的管理以加强自动化设备的抗干扰能力。这就要求一是在信号的传输过程中尽量选用付电平的传输模式因降低信号干扰。二是对于极容易受到影响和干扰的信号，为了防止诸多信号之间相互干扰，需要采取分路传输的方式。三是对于信号传输所存在的毛刺现象，可以使用电容滤波的方式对信号进行二次处理。四是进一步增加信号线与电源线之间的距离，进而防止电源和电压以及其所产生的电磁波对信号所造成的影响。