电气工程中自动化设备的抗干扰策略研究

邢璐

[摘    要]随着我国经济的不断发展，城市化进程不断加快，电气工程在城市化进程中起着越来越重要的作用，而电气工程中自动化技术的运用推动了电气工程的发展，然而在现阶段过程中，电气工程自动化设备总会遇到各种各样的干扰，本文将以此为出发点，对电气工程自动化设备进行研究，分析干扰的种类，并找到相应的解决策略，为电气工程进一步发展提供经验和借鉴。

[关键词]电气工程;自动化设备;抗干扰

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）10–00–03

Research on Anti Interference Strategy of Automation

Equipment in Electrical Engineering

Xing Lu

[Abstract]With the continuous development of China's economy and the acceleration of urbanization process， electrical engineering plays a more and more important role in the process of urbanization， and the application of automation technology in electrical engineering promotes the development of electrical engineering. However， in the current process， electrical engineering automation equipment will always encounter all kinds of interference， this paper will take this as the starting point， to the electrical Engineering automation equipment research， analysis of the types of interference， and find the corresponding solutions， for the further development of electrical engineering experience and reference.

[Keywords]Electrical Engineering; automation equipment; anti-interference

随着科技的不断进步，电气工程中开始广泛的运用自动化设备，引入自动化设备能够很大程度上提高电气系统工作的效率和稳定性。但是在实际的运用过程中，自动化设备并不能完全发挥其功效，这主要是因为一些技术上的问题，这些问题导致了自动化设备受到了各种各样的干扰。如果能够解决这些干扰问题，电气自动化设备就能够充分发挥其作用，帮助电气工程进一步发展。提高电气系统的工作效率和稳定性。

1 电气工程中自动化设备干扰的种类

1.1 电磁干扰

在电气工程中使用自动化设备就不能避免遇到电磁，因此电磁干扰是电气工程自动化设备常见的一种干扰。总的来看，电磁干扰分为2种：一种是外部电磁干扰，另一种是内部电磁干扰。在电气工程系统中，通常分为强电系统和弱电系统[1]，所谓的强电系统最常见的就是高压电和功率大的电力系统，在高功率的系统运行中，一定会产生强大的电磁场，而在这些电磁场中的各个自动化设备一定会受到影响，尤其是设备中的一些精细元件，这些精细的元件本身是帮助自动化设备正常运行的，但因为受到电磁场的干扰，这些元件会出现感应电流的现象，进而造成自动化设备出现不稳定，或是在運行中出现了各种错误，这些问题小则影响自动化设备的运行，大则直接让自动化设备出现损坏，因此解除电磁干扰的影响成为了电气工程自动化设备抗干扰中急需的问题。

1.2 传导与辐射的干扰

除了电磁干扰之外，电气工程自动化设备遇到的干扰中，还有一种也是导致自动化设备不能正常运行的主要干扰，这就是传导与辐射的干扰。与电磁干扰不同，传导和辐射干扰产生的原因是在于高压电激发的电磁波在传导中能够相互转化[2]。

电气系统在运行时，因为整个系统的负荷太重，导致在高压之下会产生电磁波和电压，这些电磁波和电压本不应该相互影响，但是在高压之下，电磁波和电压会相互转换，这就是自动化设备受到进一步的侵蚀，最终导致自动化设备的损坏。

1.3 通信信号的干扰

电气工程自动化设备在电气工程中发挥着非常重要的作用，而电气自动化设备的组成却是非常复杂的，设备中含有非常多的精密元件，这其中包含了大量的传感器、控制器、智能表等，这些精密的元件能够确保自动化设备能够正常运行，但这些元件的保护和维修也非常的困难同时这些元件也非常受到干扰，这些干扰中通信信号的干扰是导致元件损坏的原因一。

在自动化设备运行的过程中，各个元件需要通过发射各种信号来进行信息的传递，这就意味着在设备内部就存在着信号的交互。一般来说，通信信号分为2种，模拟信号和数字信号。信号传输的方式包括有线传输和无线传输[3]。在有线传输的过程中，因为有实体性的线路的存在，导致信号电缆的屏蔽性不良，很容易受到外界电磁场的干扰，这是有线传输中遇到的通信信号干扰的主要原因，因为受到外界的干扰，导致本应该传递的正确信号发生错误，信号的错误会导致自动化设备不能够正常的运行。而采用无线信号传输的话，信号传输的空间是影响信号是否正确传输的关键所在，与有线信号传播不同的是，无线信号传播并没有实质性的电缆，而是通过信号频率来进行传输，因此传输信号频率的空间如果和无线电信号频率非常接近的话就会干扰无线电信号，会出现信号传输错误和通信错误等。

1.4 变电站电位差导致的运行干扰

电气系统是一个复杂的组成系统，其中就包括变电站设备，在變电站内部，存在着不同的电位差，在变电站运行的过程中，由于电位差会导致自动化设备出现电位干扰[3]。然而这种干扰是不能够避免的。这就要求在进行变电站安装时要保护自动化设备。这里才用的保护手法可以是加装一些保护装置或者是原来变电站设备。在无法远离变电站设备时，就要做好信号的屏蔽处理，从而防止因为变电设备的电位差造成的干扰。

1.5 静电干扰

在电气系统运行的过程中，除了产生的电磁场，在高压电环境中会产生的电位差等因素影响着自动化设备工作之外，还有一种特殊的干扰，这种干扰不会只存在在某种特定的环境或者是某种特殊的电流中，这是一种很常见的自然现象，它就是静电。

在我国北方，由于环境的干燥，静电现象在自然界中几乎随处可见。而在电气系统中，静电现象也很常见，这是一种自然现象，是不可避免的。在普通的环境中静电现象也许对我们的生活没有特别的影响，但是电气系统工作中就不一样了。不要看静电现象是一种常见现象，但当发生静电时，静电电压通常是几千伏特甚至是上万伏特。在这样的高电压下，如果工作人员带着静电进入电气系统并进行相关的技术操作，那么很难保证这些静电不被释放，如果是在自动化设备附近进行释放的话，静电电压将会很轻易的损坏耐压等级较低的电子元件。元件一旦损坏会对自动化设备带来不可逆的损伤，因此静电干扰也是自动化设备在运行过程中遇到的一类干扰之一。

2 电气工程中自动化设备的抗干扰策略

2.1 使用集成电路板

自动化设备的元件构成是非常复杂的，其中被使用最多的还是集成电路板，这也就是说在一定情况下，集成电路板的制造好坏直接决定了自动化设备的抗干扰能力。因此集成电路板的设计尤为重要。在进行集成电路板的设计时，相关的设计人员应该考虑到一些干扰因素，在电路板的器件排布和布线中，设计人员要尤为重视，尽可能在器件排布和布线过程中引入一些抗干扰技术和手段，这里常见的技术手段有多层印刷电路板技术，增加防雷模块等[4]。使用多层印刷板技术能够抑制电源上的各种各样的干扰脉冲，增加器件之间的电容，增强元件的抗干扰能力。

增加防雷模块可以很好地避免静电干扰，还可以提升元件之间的抗干扰能力，将电磁干扰和通信干扰给电子元件带来的影响降到最低，从而达到提升自动化设备抗干扰能力的目的。

2.2 开关电源的抗干扰技术

电力行业，电源是电气系统能否正常运行的根本，电气自动化设备也是如此，从电源方面入手来找到抗干扰的一些策略，是自动化设备能够进一步提升抗干扰能力的重中之重。在自动化设备电源的使用中，电源的开关切换的比较频繁，这对电子设备会造成非常大的影响。因此选择合适的电源，合理的使用电源开关，是电气自动化设备能够正常运行关键。如何选择合适的电源又怎么样来合理的使用电源的开关呢？这就要求设计人员要合理的对电源的进出走线进行排布，防止因电源开断时产生的磁场变化对周边电子器件带来的干扰。

除了在设计中要合理的走线之外，还要确定电源开关的连接是否符合国家和行业的标准。在连接时就应该将可能出现的干扰考虑进去，尽可能离干扰源远，连接时避免干扰开关。除了在连接时要注意之外，还应该要选择合理的屏蔽措施，选择合适的照明路线等等，这些都是电源抗干扰的主要措施之一。在电源开关上注重保护电源，注重保护自动化设备中的各个元件，能够保证自动化设备的安全运行。

2.3 信号传输与静电的抗干扰

自动化设备中的信号传输干扰受到线路长度、绝缘性能等诸多因素影响，在信号传输过程中应采用相应的屏蔽措施减少干扰[5]。在线路布置的过程中，相关的操作人员必须要提前设计，要仔细区别信号和容易受到干扰的信号，要将二者区分开，为电路的选择提供基础。选择电路时也应该更加注重性能，要尽可能选择屏蔽性能较好的线路，在区分信号的基础上，将这些线路按照相关要求和规定铺设在应该铺设的位置，不能够随意铺设。与此同时，要减少信号传输过程中可能出现的各种干扰，远离干扰源，是信号线路在传输中处在相对稳定的状态下，避免传输中出现错误，保证自动化设备的运行。

前文中已经提到了静电的干扰。作为大自然的一种自然现象，静电的电压是非常高的，因此做好抗静电干扰是自动化设备抗干扰重要一步。一般来说在自动化设备中，静电并不是一瞬放出，而是随着设备的使用而出现静电积累的现象，静电积累之后在放出，电压很高，造成设备的损坏，想要防止静电的破坏，最要做到的有以下几个方面。

（1）自动化设备的各个零件都会出现静电，如把手，开关，液晶屏，按钮等，当这些零件出现静电积累放电后，整个设备都有可能出现损坏。因此相关的操作人员在进入电气系统操作自动化设备时，应该注意静电防护，带好防静电手套，穿好防静电专用工作服，在操作前还要注意去静电工作，通过实践可以发现，做好了静电防护工作的操作人员在进行相关的技术操作时静电放电现象明显减小。

（2）元件之间保留足够的安全距离。静电现象的防护有一个最简单的方法就是保证安全距离，在自动化设备安装的过程中，设备内部的集成电路与控制器件和金属外壳之间要保证安全距离，静电放电有一定的距离限制，超过这个放电距离静电干扰就会降到最低，因此保证足够的安全距离能够帮助自动化设备元件之间减少静电干扰。

（3）采用整体式金属外壳和整体式金属面板。在进行相关元件的组装时，应该采用整体式金属外壳和整体式金属面板来进行静电的防护，之所以这两种元件能够很好地降低静电干扰，主要是因为整体式外壳与整体式金属面板的接地性更好，安全性更好，对于静电的防控效果更出众。以上三点就是电气工程中自动化设备防静电最有效的三种方法。

3 结论

随着我国经济的不断发展，城市化进程不断加快，电气工程在城市化进程中起着越来越重要的作用，电气工程中开始广泛的运用自动化设备，引入自动化设备能够很大程度上提高电气系统工作的效率和稳定性。但是在实际的运用过程中，自动化设备并不能完全发挥其功效，这主要是因为一些技术上的问题，这些问题导致了自动化设备受到了各种各样的干扰。如果能够解决这些干扰问题，电气自动化设备就能够充分发挥其作用。从实践来看，面对各种干扰时，采用对应的解决策略能够很好地降低干扰带来的影响，同时提升自动化设备的抗干扰能力，保证自动化设备能够正常运行。

参考文献

[1] 丁捷，张晶，黄腾辉，等.非标自动化设备的特点与创新设计探究[J].内燃机与配件，2018（15）：95.

[2] 张晶，丁捷，黄腾辉，等.非标自动化设备设计开发过程研究[J].内燃机与配件，2018（16）：100.

[3] 罗玲.电气自动化控制设备的可靠性问题的分析及提升策略探究[J].信息系统工程，2016（8）：30.

[4] 姚白莹.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].科学技术创新，2017（29）：22.

[5] 汤仁强.建立和实施自动化设备维护保养体系的方法研究[J].集成电路应用，2017（8）：16.