刘 洋,黄宏刚,黄晓辉
(国电南京电力试验研究有限公司,江苏 南京 210046)
针对电气设备的调试工作,最理想的工作状况是电子电路既不受到外界因素的影响,也不会对其他电气设备造成干扰影响。但是,在实际工作过程中,干扰问题难以避免,在一定程度上会影响电气设备运行的可靠性和稳定性,严重时甚至会导致整个电气系统瘫痪。因此,为了保证电气设备的稳定运行,需要在调试工作中针对该问题进行深入探究,进而采取合理有效的措施。
在电气设备的调试工作中,空间辐射干扰是电子电路干扰中较为常见的一种,仅需要通过空间就可以传播。依据影响层面的差异划分,一般分为两种类型:一是近耦合干扰,这类干扰主要是针对电子通信中的局部或主要针对电气设备中的某一部件进行干扰;二是远辐射干扰,这类干扰能够通过空间对电气设备中的任何部件产生干扰影响[1],因其传播介质是空间,所以干扰影响更为广泛。在电气设备中,电源电路、信号电路等电子电路都具备一定的空间辐射干扰源,从而使这种干扰可以在电气设备中的各个区域流动传播,并且能够通过空间媒介进行层级性传递,会对整个电子系统造成相应的干扰影响,严重时甚至会造成整个电气设备的瘫痪,使电气设备无法正常使用。
电子电路干扰问题还有一种体现为信息通道干扰造成的危害。本质上讲,信息通道干扰的危害属于一种电磁干扰,能够通过电气设备中的导线进行船舶,导致很多部件都受到了干扰影响。信息通道干扰能够通过导线进行阶梯性传播,对整个电子系统造成的干扰影响十分严重。从实际层面进行分析,造成的危害主要是对电路的影响,如对电源部件造成干扰影响。一般情况下,信息通道干扰会引发电气设备产生自激振荡问题,甚至会使整个电子系统的运行瘫痪,极大地降低了运行安全性。
电气调试中因人为因素而引发的干扰情况相对较少,分成两种情况。第一,因部分电子仪器使用不当造成的电子电路干扰。例如,没有正确使用示波器造成的没有波形产生、波形异常、仪器接地操作不正确造成的干扰等[2]。第二,部分人员在使用设备时,没有严格依照规范进行操作,同时没有对电气设备进行标准维护和保养,导致电子部件长时间处于较恶劣的环境,使设备出现生锈或腐蚀。
电气调试中因设备自身因素导致出现电子电路干扰问题的原因较多,部分电气设备中的电子电路因运行时间较长,其内部部分电子部件会出现老化情况,进而出现电子电路干扰。造成这类电子电路干扰问题的原因,具体有以下三方面体现。第一,因电子电路设计错误而造成的干扰。电气设备中的电子电路需要通过相应的人员进行设计,且不同电气设备的应用条件不尽相同,一旦在电子电路设备过程中考虑不周,就会导致相关设计与其实际应用情况不匹配,进而出现电子电路干扰。第二,初样电子电路中存在的干扰。针对初样电子电路,造成电子电路干扰的原因主要有:电子电路的设计规划与实际印制板不符合情况、电子电路出现短路或错线情况、电子变使用不正确造成电路损坏的情况、不同电子部件连接错误的情况等。第三,成型产品中存在的电子电路干扰。成型产品中造成电子电路干扰的原因主要有:因电气设备在使用过程中出现电子部件损坏而造成短路或短路的情况、电气设备运行电压波动较大的情况、电气设备运行环境过冷或过热的情况、焊点虚焊的情况等[3]。
比照法也可以称为对比法。在电气调试过程中应用比照法对电子电路干扰进行检测的过程中,需要同处于正常运行状态下电气设备的运行参数进行对照,包括电压、电流以及波长等,从而依据相关数据统计结果对照分析出现电子电路干扰的电气设备,进而确定电子电路出现干扰问题的位置,并分析产生干扰的原因。一般情况下,对照法应用于简便电子电路干扰的检测和排除工作。同时,为了能够更准确地找出电子电路出现干扰的位置,可以取出电气设备中的部分线路插件,尽可能减少干扰情况的出现范围,可以应用分割法。例如,在电气设备中电源出现短路时,可以切断电源负载分区,在最短时间内找到干扰位置,之后通过检测电路关键点细化电子电路干扰的范围,从而确定出现干扰的位置。
在对电子电路干扰进行检测的过程中,旁路法也是较为常见的一种方法。该检测方式是将符合相关标准规格的电子部件连接在经过短路处理的测试部件上,进而对设备的运行情况进行检查,判断设备是否处于平稳的运行状态。检测期间,如果出现电磁波消失的情况,说明该电子部件存在干扰问题。而应用补偿法对电子电路干扰的检测较为精密,检测流程为:设备出现振荡情况,要在设备中选取合适的电子电路位置,并且使电容器接地短路,如果经过该操作后振荡现象消失,则证明该位置存在干扰部位[4]。
通电观察法主要指设备在通电状态下利用感官察觉的方式对电子电路的干扰位置和造成干扰的原因进行分析判断。一般情况下,它是在不通电感官分析法没有及时找到干扰位置的前提下对电子电路进行通电检查。该方法对跳火及熔丝问题的检查效果最佳。同时,在应用通电观察法的过程中,普遍采用逐步加压的方式。此外,通电观察法一般还应用在实施设备维修工作之前的定性测试中,不仅能够帮助工作人员及时发现电子电路中存在的干扰问题,还能深入推测存在的干扰问题,进而找到产生干扰的原因。
在应用信号追踪法时需要采用示波器,在电路输入端部位接入相应的频率信号,并依照信号级别,实现对信号波形变化情况的监测。如果监测过程中某一级信号出现了大幅度变化,则能初步判断此级信号产生的干扰情况。在应用该方法检测电子电路中干扰的过程中,必须要切断反馈回路,从而避免部分电子部件出现干扰或在反馈回路中出现干扰。信号追踪法在实际应用中能够高效检测电子电路中的干扰,且检测效果良好,被广泛应用于电气设备的动态调试工作。
电气设备中,受到电子电路干扰影响最严重的是部分电磁敏感部件。因此,想要提高电气设备的抗干扰能力,首先要提高这些部件的抗干扰能力。具体来讲,可以采用合适的方法优化这部分电磁敏感部件,如可以在确保逻辑性的基础上,将电气设备中导线的闲置端进行接地操作或接电源操作,进而提高这部分部件的抗干扰能力。此外,为了防治因线路过载而出现的电子电路干扰情况,可以尽可能使用直径较大的电源。还能结合实际情况在电气设备中设置抗干扰装置,如利用滤波器对出现的干扰信号进行过滤等[5]。
要有效解决干扰问题,还可以抑制电子电路中存在的干扰源和干扰通断。针对干扰源,最常见的是电源。如果电源出现耦合情况,就会产生一定干扰。因此,实际工作中可以采用科学合理的方式处理电源等干扰源,尽可能避免干扰对电气设备产生影响。一般情况下,大部分电气设备的电源都是全波整流型电源,可以采用控制电压的方式进行抗干扰处理,确保电源运行的稳定性。此外,可以利用滤波电源实现对电压的长效控制,以达到更理想的抗干扰效果。针对干扰通道,可以在实际工作中采用长度较短的短线,进而降低远距离通信中干扰通道的存在。还能采用无极电容法或滤波法控制电容,实现对干扰通道的有效抑制,阻碍干扰的扩散传播。
综上所述,在电气设备的调试工作中,电子电路的干扰问题较为常见,是调试工作中倍感困扰的主要问题之一,且具有较高的复杂性和实践性。因此,想要切实解决电气调试中电子电路的干扰问题,相关工作人员不仅需要及时采取有效的抗干扰措施,还要对电子电路出现干扰的原因进行深入分析,从根本上解决电气设备调试工作中存在的电子电路干扰问题,并不断创新优化抗干扰技术,进一步提高电气调试工作的水平质量,为电气设备的运行提供更稳定可靠的保障。