浅谈提升电梯抗电磁干扰性能

汤毅

摘要：由于现在技术的发展、变频调速被广泛应用。其优势主要体现在运行功率高、电路结构简单、能耗小、运行稳定性高和速度调节范围广等多个方面，使得电梯在变频变压技术方向取得快速的发展。在日常使用过程中变频式电梯在电梯中占有相当大的比重，它为人们的生活于与工作带来了很多的便利。但是其在变频控制和控制系统总线路中的电磁干扰及可能引发的各种问题是难以预料的，电磁干扰的影响没有被大家广泛的重视。通过多年实践工作中发现很多奇怪的故障现象是由于电磁干扰所造成的，给我们日常安装维修工作中带来很多不利的影响，本文就电梯各各系统中受到电磁干扰的影响是如何提升的进行分析，使得电梯在安装维护使用中提高安全性能，保护广大人民群众的出行安全。

关键词：电梯控制系统;电磁干扰;电磁兼容性;接地

一、电磁干扰的介绍

电磁干扰（Electromagnetic Interference简称EMI）一般来说干扰源分为两大类：自然干扰源和人为干扰源。自然干扰源指的是大气层噪声干扰，就像下雨时候云层的放电现象，这个干扰传播距离就很远，宇宙中也有辐射噪声，在活动期比较活跃的时候，可能产生大量强烈的噪声，是的卫星通信器材的失灵和中断。还有一种是静电干扰，人体或者用电设备，在正常的生活和工作中自身积累的静电电量就很多，一旦碰触到某些金属物体就会放出大量的电流，甚至会产生打火现象，特别在触碰到电子敏感部件或设备的时候，都需要消除静电带来的干扰。人为干扰源是指部分电子设备或者人工装置在运行过程中产生的电磁信号，首先部分是为了达到某种需求而专门用来发射电磁波的装置，里面包括移动通信，广播、电视、雷达和导航以及电力通信系统。其次一些产品是为了实现具体的功能而特地释放出一定强度的电磁信号，这里面包括了医疗电磁设备，交通车辆、电力电线设备、照明器才、电梯设备、家用电器等。

二、电磁干扰的分类

电磁干扰按照其产生形式、性质类型、频谱宽度和范围四个方面进行分类，主要包含：

1.通常意义上，电磁干扰源可分为自然干扰源和人为干扰源两大类。

自然干扰源基本来自两个方面：一个是大气层里的噪声，另一个是宇宙中的噪声。这些噪声是地球上电磁场不可或缺的组成部分，但对于空间和无线电通讯技术来说是不能忽视的干扰源，不仅会影响宇宙中各种人造飞船和卫星的运行，还会干扰到火箭从弹道导弹上的发射情况。

人为干扰源主要来自各种机电设备，像是我们生活中常见的电视、导航设备和通讯工具等，是通过电磁波供人类使用的，叫做有意发射干扰源;还有一种是在使用过程中发射出电磁波的，例如电灯、电动设备、一些工业医疗设备和输电线等，叫做无意发射干扰源。以上的人工装置产生的电磁波都会造成电磁干扰。

2.按照电磁干扰的属性，电磁干扰源可分为功能型和非功能性干扰源。

功能性干扰源指的是一些机电设备在完成功能时对别的装置产生了直接的电磁干扰;非功能性干扰源指的是一些机电设备完成功能的同时附带发射出电磁能量，从而造成电磁干扰。

3.按照干扰信号的频谱宽度，电磁干扰可分为宽带和窄带干扰源。

这种区分方式是以指定感受器带宽做参照的。若干扰信号带宽比指定感受器带宽大，那么叫做宽带干扰源，相反则叫做窄带干扰源。

4.按照干扰信号的频率范围，电磁干扰可分为以下几种：

干扰信号的频率在50Hz及其谐波范围内的叫做工频与音频干扰源;频率在30Hz以下的叫做低频干扰源;频率在10kHz～300kHz之间的叫做载频干扰源;频率在300kHz的叫做射频及视频干扰源;频率在300MHz～100GHz之间的叫做微波干扰源。

三、电磁兼容性

电磁兼容性是指的是在一定强度的电磁条件下，电子设备按照其设计的功能要求，表现出的和电磁兼容的程度。随着电子技术和智能控制技术等多种高新技术在电梯中的运用，电梯的功能也得到了大幅扩展，运行的安全性和稳定性也逐步提升。也正是多种电子元器件及其控制电路的综合运用，使得系统面临着愈发严重的电磁干扰问题。

国内在电梯设备电磁兼容性方面的理论研究和实践运用开始的较晚。而现阶段该领域所采用的的标准都是欧洲制定的标准，包含EN12015《电磁兼容性用于电梯、自动扶梯和自动人行道的系列标准辐射》和EN12016《电磁兼容性用于电梯、自动扶梯和自动人行道的系列标准抗扰性》等不同的规范和标准。其中EN12016的规范里明确提到在80～1960MHZ的频率范围内以及10V/m的电磁强度下，一般的电路都能够稳定运行;而对于安全功能的电路而言，一些频段比如166～1000MHZ要抵抗30V/m强度的电磁干扰。

在部分电梯设备运行的过程中，曾经多次出现过电梯无法正常关闭电梯门和开关门没有规律性等问题，发生故障后对电梯的软硬件状态和相关参数进行检查发现，常规的运行数据都是正常的，发生这种情况的可能性就是因为部分信号的缺失或者中断，而究其根本原因就在于现场存在着强度较大的电磁干扰。笔者认为强烈的电磁干扰对电梯的智能控制系统产生了较大的影响，使得电磁的控制无法正常进行，这就使得电梯设备的电磁抗扰强度试验非常有必要。

四、电磁干扰对电梯影响

电磁干扰对电梯故障产生极大的破坏性，通常电磁干扰的对PCB电子线路板的影响极大，在日常的安装维修过程中极易产生偏差。一般情况下，工厂出厂时排除了由于外部设备对控制系统的电磁干扰，但现场安装与维修过程中往往很难避免。这是由于主观原因和客观条件下造成的，一方面完全裸露的安装现场，在室外环境下各各用电设备都存在一定量的交叉电磁干扰，现场临时外接电源的电泳干扰，而自身的抗干扰能力也并不高。另一方面是人的因素，在环境较好的工厂环境中工作的人员都配置静电带，以防止由于产生的静电电压对控制系统电子版原件造成板路的屏蔽击穿，使得后期通电测试时不会产生较多莫名其妙的故障。在我们日常工作中接触到的变频器，控制柜，曳引机，门机设备，光幕系统都需要有可靠地接地处理，未做处理的话会产生电磁干扰，使用中的设备原件在计算过程只能怪出差错，严重的甚至会产生飞车现象。在井道内的线路铺设过程中也需要区分强弱线路的，这是由于高压电路与低压电路交互在一起时会产生交叉互感电流，使得较低电压线路上电压不稳定，在使用过程电压下降或是升高，在曳引机上使用的旋转编码器的线路就必须单独铺设，不能和其它线路交叉排放在一起，放在同一线管内会在对设备造成故障。在电磁干扰噪声中，比较常见的是电磁噪声，使用噪声，无线电噪声，电梯使用的五方对讲机设备上，由于使用有线传输，在线路电源输出过程中，受到外部干扰极大，有时受控制柜内变频器的影响在电梯启动时能听到清晰的电流声，噪声使得五方对讲功能降低。在电梯安装中还有很重要的任务就是需要在具备可靠地接地，可靠接地的也包括建筑物能与电梯设备可靠接地，使得干扰来源在传输过程中能通过大地进行释放，使得电梯受到的干扰降低影响。在控制系统中，控制柜内变频器由于设计的功率不同，所以需要配备不同型号的滤波器来匹配，在滤波器功率不匹配的情况下，滤波效果不好，对变频器的干扰就会很大。

五、提升抗电磁干扰性能

为了提高电梯的抗电磁干扰性能，我们需要使用不同的技术方法其中就有：屏蔽法，滤波法，接地法和分线隔离法。通过这几种措施和方法来抑制电磁干扰提升抗干扰的性能。在我们电梯上的技术措施可以通过分隔布线，让高电压线路和低电压电路分隔开200毫米以上间距分别铺设，使得这样两股线之间在通电传输过程中电磁感应不能相互影响。在电梯机房内我们通过增加控制柜内变频器所匹配的滤波器，抑制住输入端和输出端的高频谐波，同样的也能有效的降低控制柜内变频器输入输出的谐波电流。在多台共用电梯机房内，各台设备和主机电缆也需要做有效的环压接地保护，其中还包括井道电缆线接地环压，电气单元的接地线可靠接地，并且控制柜箱外与大地的可靠接地，通过各处部件建立等电位点，使得后面能消除耦合性干扰。通过PE线对各短路保护设备进行接地，单点接地，多点接地，接零保护，防雷接地保护，使得电梯在使用过程中发生了短路保护时，能有效的断电保护设备的安全和人的安全。在我们日常工作检查中，我们要学会哪些会造成电梯干扰的因素，在各各電气元件中检查接地点，看看是否出现松脱，松动的迹象，做好日常维护工作。

六、结束语

通过电梯这些年的工作生活，在实际工作中不断终结之前工作中的经验，深深的感受到电磁干扰对电梯使用的危害性。要有助于变频式电梯的安全和稳定运行，在我们安装过程中和售后日常维护保养中应对电磁干扰有个正确的认识，要重视它对我们工作的影响，懂得应该采取电缆线屏蔽、元器件单元的可靠接地，通讯电缆实施加强隔离，变频器设备的高频脉冲电流干扰，及CAN总线进行数据传输时软件的计算方法等技术措施和手段，对变频式电梯在研发、生产、安装过程中控制电磁干扰兼容性、抗电磁干扰力，并有效的降低电磁干扰，使变频式电梯符合GB7588-2003标准，使得我们工作中的电梯安全运行。

参考文献：

[1]变频电梯的电磁干扰及消除方法，韦如湘，韦鹏《特种设备安全技术》2006-04-20