电气工程中自控设备电磁干扰分析

盛小宇，杨贵

摘要：近年来，伴随着社会经济的迅速发展和科技的飞速进步，各产业均取得了丰硕的成果。当前，我国在电气工程设备的自控技术上，已处于世界前列，也是电气设备现代化发展进程中不可或缺的一部分，是今后发展的主攻方向。然而，电磁干扰问题日益突出，已经成为制约现代机电装备安全使用的重要因素。因此，在今后的发展过程中，如果要使电气工程能够更好地发展，那么第一个要解决的就是电磁设备干扰的问题，要对电磁设备干扰现象展开深入的研究，还要归纳出电磁干扰的成因，并根据成因制定相应的对策。因此，本文就电气工程中自控设备的电磁干扰问题进行了分析。

关键字：电气工程；自控设备；电磁干扰

引言：在电力工程领域，自动化装备的广泛应用，不仅极大地提高了工作人员的工作效率，也极大地降低了人员的劳动强度，降低了设备故障的发生率。然而，在实际应用过程中，有关技术人员往往会发现，电磁干扰依然存在，严重影响了系统的稳定性、安全性和性能。当电磁干扰强度较大时，还可能造成自控装置的破坏和故障。所以，要想有效地缓解或解决自动控制设备中的电磁干扰问题，就必须结合实际的电磁干扰因素、自控设备的实际运行环境和运行情况，进行深入的研究，并找出问题的原因，并制定出切实可行的对策，以保证我国电气工程的可持续发展，提高电气工程行业的技术水平。

一、电气工程中自控设备存在的干扰因素

（一）、交变磁场

在磁场进行传播的时候，必须要有一个传播的载体，不同的传播载体所产生的电磁干扰也是不一样的，在对其进行详细的分析时，可以将电磁干扰划分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指在电磁传播的过程中，依赖于一定的载体，通过公共阻抗的方式进行传播，而辐射干扰是与上述干扰方式保持一定的距离，以电磁波为主要的载体进行传播。尽管它们的物理形式有很大的区别，但是在一定的条件下，它们可以通过一定的手段进行转化，经过一系列的转化，最后形成一种交流磁场。【1】

（二）、内外干扰

EMI按照工作模式的不同，有多种形式，在现实生活中， EMI可划分为内源性和外源性两类。前者的发生与系统的内部架构、部件的部署、系统的生产工艺有关，而后者的发生则是由各类相关设施对周边环境的辐射引起的，包括高电流、高电压的设施向周边的电缆发射的电磁波，对自控设施的运行有不可忽视的影响。

（三）、地电位差

造成地电位差的原因是，在实际运行的过程中，电流接地体系发生了局部故障，例如短路故障等，在此过程中，整个系统会出现一种较高的妨碍电流，而在这个电流形成之后，在一定的条件下，会迅速转化为响应的电压降，由此，在变电站内形成很大的电位差，这种电位差会对电力自控设施的运行造成很大的影响。当回路流过多个接触点时，会产生不同类型的电流，对自动控制系统产生较大的影响，导致自动控制系统不能正常运行。

（四）、信号模式

其波形可划分为两种，一种是共模，另一种是差模。地面干扰是指在电网运行过程中，由于地面电压的改变引起的各类干扰，也被称为“对地扰动”；而在电力工程中，由于远距离传输而引起的互感器之间的相互耦合，也是导致自控装置失稳的主要原因。

（五）、二次回路

在二次回路中，它在通过相关的电感器时，一般情况下都会产生较大的干扰电压。但是，当电感器被切断时，很快就会产生很大的扰动，这种扰动的强弱会对回路产生很大的冲击，进而影响到自动控制系统的正常运行。因此，在实际工作中，必须引起相关人员的足够重视，尽量减少对自动控制设备操作的不利影响。

二、电气工程中自控设备电磁干扰的应对策略

（一）、引入并科学使用抗干扰设备

要想有效地增强自动控制装置的抗电磁场干扰能力，就要引入先进的抗电磁场干扰装置，并且要结合实际，按需合理地运用，这样才能最大程度地减少在自动控制装置正常工作时，电磁干扰现象所带来的影响。目前国内使用较多的是多层印刷电路板和滤波器等抗电磁干扰器件。本论文主要是对多层 PCB和滤波器之间的相互作用进行了分析。目前，采用科学的方法对滤波器进行配置，是消除噪声干扰的一种普遍方法。在自控装置的运行环境下，结合装置本身的型号、性能和特点，选择与装置的性能匹配的滤光片，并把滤光片装入自控装置。有关人员在安装滤光片时，要注意滤光片的输出线和输入线不能太长太短，输出线和输出线之间的真实间距也不能太接近，而输出和输入线之间的间距也不能太大，不然会因为间距太大而影响滤光片的过滤效果。在现实条件下，恰当地配置滤波器，能够最大限度地发挥其本身的特性，从而能够有效地提高自控装置的抗干扰能力。再有就是多层印刷电路板，印刷电路板抗 EMI的原则是尽可能地降低输出电压，从而达到对抗控制装置的目的。

（二）、提高信号传输的抗干扰能力

在自动控制设备中，信号系统是确保自控设备稳定工作的基础，而信号系统又是最易受到电磁干扰现象影响的一个系统，因此，必须对信号系统的建设给予足够的关注和切实的加强，并结合实际，科学合理地对其进行优化和改善，这样才能使自动控制设备信号传输过程中的抗干扰能力得到有效的提高。首先，在进行自动控制装置的信号系统设计时，必须考虑到自动控制装置在工作时对其产生的影响，因此，需要有很强的抗干扰能力。为了增强信号传输的抗干扰性能，在构建信号体系的时候，需要从自动控制装置的具体工作条件出发，对其所用材料的性能、型号、电磁兼容性等方面进行全面、细致的考虑，并以性能指标为基础，对信号体系中的线路进行科学的布置与优化，比如，在布置的时候，尽量采用单独布置的方式，或者对线路的长度进行合理的安排。其次，针对自控设备的具体工作条件和信号系统的工作特性，对自控设备的屏蔽和隔离做出科学、合理的安排。以及在设计中，可以选用科学、合理的金属隔离层，可使外界的干扰降到最低。同时，在建造信号系统时，应尽量选用具有高屏蔽性能和良好抗干扰性能的材料和部件，以达到对信号系统抗干扰性能的全方位提升。

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（三）、加强电源开关设计方案的优化

在实际的自动控制设备中，因设计人员的失误，对自动控制设备中开关附近的引线未进行有效的抗干扰处理，从而导致系统失效。所以，为了有效地解决或者抑制由电源干扰引起的影响或者问题，需要对自控装置中的电源开关进行有效的强化，使得它的设计在某种程度上是科学的、合理的。首先，相关设计人员在进行自动控制设备的电源线路设计时，应结合设备的实际运行状况、运行负荷和设备运行场所的实际情况，对自动控制设备的电源进出线进行科学、合理、严谨的设计，从而将电源的干扰作用降到最低。其次，在为自控设备提供电源时，相关设计者应注意电源保护层的科学性与合理性，并在电源试验过程中，合理地安排相关的指示灯与电路，确保电源开关可以正常、安全地工作，并以此来降低电源与电源中断对整个系统的冲击。【3】

结束语：

综上所述，为了切实保障电力系统中自动化装置的安全稳定运行，必须加强对电力系统中自动化装置的电磁干扰问题的研究，寻找相应的解决办法。通过在实际工作中对自动控制设备产生电磁干扰的因素进行全面、深入的分析，并结合自控设备的实际工作环境以及该设备的特性，制定出详细的、科学的、有效的方案，以有效的预防和解决自控设备的电磁干扰现象。该课题的顺利实施，将为提高自动控制装置的稳定运行水平提供有力的技术支撑，对推动我国电力行业的可持续发展具有重要意义。

参考文献：

[1]谢坤,周斌.电气工程中自控设备电磁干扰研究[J].中国新通信,2022,24(21):44-46.

[2]洪炳育.电气工程中自控设备电磁干扰分析[J].科学技术创新,2018(14):158-159.

[3]韩保国.电气工程中自控设备电磁干扰分析[J].数码设计,2017,6(11):97.