電磁干擾的預(yù)防措施
發(fā)布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):835
    
     電磁兼容是一個比較熱門的社會話題,繼電保護裝置抗電磁干擾能力的提高,更是我們?nèi)袠I(yè)非常關(guān)注的目標(biāo)。許多前輩和同行已作了大量的工作,制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法。在抗電磁干擾方面,也有許多專著和文章,見著于眾多的書刊之上。他們從理論到實踐提出了許多提高產(chǎn)品抗電磁干擾能力的真知灼見,一些廠家通過自己的努力,已經(jīng)做出了許多抗干擾能力很強的產(chǎn)品。根據(jù)電力系統(tǒng)的運行環(huán)境和繼電保護裝置發(fā)展的實際情況,這次行業(yè)抽查,將四項抗電磁干擾檢驗列為檢測項目,其中靜電放電干擾、‘快速瞬變干擾和輻射電磁場干擾是首次作為行檢項目。通過檢驗,發(fā)現(xiàn)我們的一些產(chǎn)品不能滿足上述電磁干擾的檢驗要求,有些產(chǎn)品對電磁干擾還非常敏感,拒動、誤動、死機、改變定值等現(xiàn)象都有發(fā)生。因此,電磁干擾仍應(yīng)該引起我們足夠的重視。全行業(yè)繼電保護裝置抗電磁干擾能力的提高,仍然任重道遠(yuǎn),還需我們艱苦努力。以下是根據(jù)在電磁干擾中的試驗情況,針對上述電磁干擾,我們應(yīng)該采取的一些措施和方法,供大家參考,不當(dāng)之處請批評指正。
    一、抗靜電放電干擾
    靜電放電干擾試驗,主要是模擬人體帶靜電以后,操作繼電保護裝置時,將產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象,對保護裝置造成影響和破壞,其防護措施簡述如下:
    1、面板上盡量不放置或少放置開關(guān)、撥盤、防護較差的信號燈、按鈕等。面板上的液晶顯示屏一定要有較好的軟、硬件防護措施。這些器件都有可能將靜電放電干擾引入到裝置內(nèi)部,引起裝置內(nèi)部電路元器件的失效和損壞。面板上如必須放置這些器件一定要注意兩點:a.面板和器件都要可靠接地,使靜電放電電流有一個良好的接地通道n(注意,如果裝置脆弱的話,靜電放電過程中放電火花產(chǎn)生的高頻輻射干擾,仍有可能引起裝置的混亂和誤動) b.器件內(nèi)部電路與金屬外殼的電氣間隙要足夠大。使高壓靜電不至于由于間隙過小產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象,進入器件的內(nèi)部電路o
    2、裝置采用整體式金屬面板,比插件式金屬面板要好。整體面板,容易可靠接地(有許多廠家采用了整體金屆面板,但沒有設(shè)計專門的接地線,僅僅依靠金屬面板的固定螺釘或面板與機箱的金屬鉸鏈實現(xiàn)接地,這樣很不可靠,很容易在靜電放電干擾過程中出問題,希望各個廠家能夠引起注意),金屬面板上要有專門的接地螺釘或其它措施通過專用接地線實現(xiàn)可靠接地。插件式面板、接地困難,常常只能夠靠面板背面與機箱框架的接觸實現(xiàn)接地連結(jié),面板上噴漆的漆膜或鋁型材的氧化膜都不導(dǎo)電,且很難清除。無法保證面板與金屬機箱框架之間形成良好的電接觸。如果通過插件印制板布排專門的面板接地線,往往是得不償失,很可能把靜電放電過程中產(chǎn)生的高電壓大電流直接引入到印制板上一一形成“干擾地線”,使裝置抗靜電放電干擾的能力更加脆弱。同時該地線還有可能對一些導(dǎo)電回路的絕緣性能帶來不利的影響o
    3、對整體面板最好能實行整體面膜覆蓋。對整體面板實行面膜覆蓋,可將面板上的顯示器、信號燈、按鍵等等都保護起采,只要面膜的強度足夠高(一般的絕緣面膜都能滿足要求),當(dāng)把靜電高壓施加到面膜上時,根本就沒有放電現(xiàn)象發(fā)生,也就不會有靜電放電干擾了。
    二、快速瞬變干擾的防護
    快速瞬變干擾脈沖的主要特點是幅值高,前沿陡,脈沖尖,重復(fù)率高。干擾脈沖的前沿特別陡,只有5個納秒,半峰寬度只有50納秒,其頻譜分布非常寬,理論計算達70mhz(要用200mhz以上的示波器才能很好的觀測)。且脈沖的幅值很高,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定3級為2kv,4級為4kvo對頻譜這樣寬幅值又很高的干擾進行抑制并非易事,在我們這次抽查檢驗中,四項干擾試驗,不能滿足快速瞬變干擾要求的最多,這個結(jié)果與我們平時的試驗結(jié)果也是一致的。可見這是一個普遍而又不輕松的難題。
    由于快速瞬變脈沖的特點,其干擾傳播方式雖以傳導(dǎo)為主,但由于其頻譜帶寬所致利用分布電容鍋臺也是其重要傳播方式之一,另外也有一部分通過空間輻射進行干擾,這就要求我們對裝置進行全面考慮,整體防護o
    1、元器件選用:元器件選擇的要求、方法很多,就繼電保護裝置而言,在滿足功能要求的前提下,cpu最好選擇自帶隊ram、eprom、e’prom,不用擴展,使地址總線、數(shù)據(jù)數(shù)總線都不出芯片。cpu如不帶 e’prom,存放定值可選用i’c總線的e’prom芯片,a/d轉(zhuǎn)換最好選用模數(shù)隔離的芯片,或用v/f轉(zhuǎn)換后用光耦進行隔離,cpu的 i/o口線都用要光電鍋臺器進行隔離,cpu回路要單獨供電,并用dc/dc電源模塊進行隔離。以保證外部進來的干擾與cpu回路最大限度的隔離o
    2、印制板和電
    
     電磁兼容是一個比較熱門的社會話題,繼電保護裝置抗電磁干擾能力的提高,更是我們?nèi)袠I(yè)非常關(guān)注的目標(biāo)。許多前輩和同行已作了大量的工作,制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法。在抗電磁干擾方面,也有許多專著和文章,見著于眾多的書刊之上。他們從理論到實踐提出了許多提高產(chǎn)品抗電磁干擾能力的真知灼見,一些廠家通過自己的努力,已經(jīng)做出了許多抗干擾能力很強的產(chǎn)品。根據(jù)電力系統(tǒng)的運行環(huán)境和繼電保護裝置發(fā)展的實際情況,這次行業(yè)抽查,將四項抗電磁干擾檢驗列為檢測項目,其中靜電放電干擾、‘快速瞬變干擾和輻射電磁場干擾是首次作為行檢項目。通過檢驗,發(fā)現(xiàn)我們的一些產(chǎn)品不能滿足上述電磁干擾的檢驗要求,有些產(chǎn)品對電磁干擾還非常敏感,拒動、誤動、死機、改變定值等現(xiàn)象都有發(fā)生。因此,電磁干擾仍應(yīng)該引起我們足夠的重視。全行業(yè)繼電保護裝置抗電磁干擾能力的提高,仍然任重道遠(yuǎn),還需我們艱苦努力。以下是根據(jù)在電磁干擾中的試驗情況,針對上述電磁干擾,我們應(yīng)該采取的一些措施和方法,供大家參考,不當(dāng)之處請批評指正。
    一、抗靜電放電干擾
    靜電放電干擾試驗,主要是模擬人體帶靜電以后,操作繼電保護裝置時,將產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象,對保護裝置造成影響和破壞,其防護措施簡述如下:
    1、面板上盡量不放置或少放置開關(guān)、撥盤、防護較差的信號燈、按鈕等。面板上的液晶顯示屏一定要有較好的軟、硬件防護措施。這些器件都有可能將靜電放電干擾引入到裝置內(nèi)部,引起裝置內(nèi)部電路元器件的失效和損壞。面板上如必須放置這些器件一定要注意兩點:a.面板和器件都要可靠接地,使靜電放電電流有一個良好的接地通道n(注意,如果裝置脆弱的話,靜電放電過程中放電火花產(chǎn)生的高頻輻射干擾,仍有可能引起裝置的混亂和誤動) b.器件內(nèi)部電路與金屬外殼的電氣間隙要足夠大。使高壓靜電不至于由于間隙過小產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象,進入器件的內(nèi)部電路o
    2、裝置采用整體式金屬面板,比插件式金屬面板要好。整體面板,容易可靠接地(有許多廠家采用了整體金屆面板,但沒有設(shè)計專門的接地線,僅僅依靠金屬面板的固定螺釘或面板與機箱的金屬鉸鏈實現(xiàn)接地,這樣很不可靠,很容易在靜電放電干擾過程中出問題,希望各個廠家能夠引起注意),金屬面板上要有專門的接地螺釘或其它措施通過專用接地線實現(xiàn)可靠接地。插件式面板、接地困難,常常只能夠靠面板背面與機箱框架的接觸實現(xiàn)接地連結(jié),面板上噴漆的漆膜或鋁型材的氧化膜都不導(dǎo)電,且很難清除。無法保證面板與金屬機箱框架之間形成良好的電接觸。如果通過插件印制板布排專門的面板接地線,往往是得不償失,很可能把靜電放電過程中產(chǎn)生的高電壓大電流直接引入到印制板上一一形成“干擾地線”,使裝置抗靜電放電干擾的能力更加脆弱。同時該地線還有可能對一些導(dǎo)電回路的絕緣性能帶來不利的影響o
    3、對整體面板最好能實行整體面膜覆蓋。對整體面板實行面膜覆蓋,可將面板上的顯示器、信號燈、按鍵等等都保護起采,只要面膜的強度足夠高(一般的絕緣面膜都能滿足要求),當(dāng)把靜電高壓施加到面膜上時,根本就沒有放電現(xiàn)象發(fā)生,也就不會有靜電放電干擾了。
    二、快速瞬變干擾的防護
    快速瞬變干擾脈沖的主要特點是幅值高,前沿陡,脈沖尖,重復(fù)率高。干擾脈沖的前沿特別陡,只有5個納秒,半峰寬度只有50納秒,其頻譜分布非常寬,理論計算達70mhz(要用200mhz以上的示波器才能很好的觀測)。且脈沖的幅值很高,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定3級為2kv,4級為4kvo對頻譜這樣寬幅值又很高的干擾進行抑制并非易事,在我們這次抽查檢驗中,四項干擾試驗,不能滿足快速瞬變干擾要求的最多,這個結(jié)果與我們平時的試驗結(jié)果也是一致的?梢娺@是一個普遍而又不輕松的難題。
    由于快速瞬變脈沖的特點,其干擾傳播方式雖以傳導(dǎo)為主,但由于其頻譜帶寬所致利用分布電容鍋臺也是其重要傳播方式之一,另外也有一部分通過空間輻射進行干擾,這就要求我們對裝置進行全面考慮,整體防護o
    1、元器件選用:元器件選擇的要求、方法很多,就繼電保護裝置而言,在滿足功能要求的前提下,cpu最好選擇自帶隊ram、eprom、e’prom,不用擴展,使地址總線、數(shù)據(jù)數(shù)總線都不出芯片。cpu如不帶 e’prom,存放定值可選用i’c總線的e’prom芯片,a/d轉(zhuǎn)換最好選用模數(shù)隔離的芯片,或用v/f轉(zhuǎn)換后用光耦進行隔離,cpu的 i/o口線都用要光電鍋臺器進行隔離,cpu回路要單獨供電,并用dc/dc電源模塊進行隔離。以保證外部進來的干擾與cpu回路最大限度的隔離o
    2、印制板和電
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