在發(fā)達(dá)國(guó)家目前形成了一套完整的EMC技術(shù)工作體系，包括理論研究、試驗(yàn)與測(cè)試、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及抗十?dāng)_技術(shù)等，為了提高我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備在國(guó)際市場(chǎng)和國(guó)際招標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)能力，必需加強(qiáng)EMC技術(shù)的研究和技術(shù)答理工作，使EMC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)答理標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容問題

由于電力系統(tǒng)木身是眾多一次系統(tǒng)設(shè)備和二次系統(tǒng)設(shè)備的集合體，因此電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備作為二次系統(tǒng)設(shè)備的一部分，其電磁十?dāng)_的來源十分復(fù)雜。外來電磁輻射、一次系統(tǒng)設(shè)備、二次系統(tǒng)設(shè)備、二次系統(tǒng)設(shè)備之間、自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部元件之間、各傳送通道間的電磁十?dāng)_均對(duì)自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生十?dāng)_與破壞。

（1）電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備均包含有以微機(jī)系統(tǒng)為核心的大規(guī)模數(shù)字電路和模擬電路，其中應(yīng)用最多的是二極答、集成電路塊、A/D轉(zhuǎn)換電路等，它們既是十?dāng)_源，又是對(duì)十?dāng)_敏感的器件，尤其以CMO S , D/A最為敏感。

（2）十?dāng)_信n5在微機(jī)系統(tǒng)表現(xiàn)的形態(tài)有差模與共模兩種形態(tài)。電磁十?dāng)_侵入微機(jī)系統(tǒng)的主要途徑有電源系統(tǒng)、傳導(dǎo)通路、對(duì)空間電磁波的感應(yīng)3方面(包括內(nèi)部空間的靜電場(chǎng)、電磁場(chǎng)的感應(yīng))。其中靜電場(chǎng)、電磁場(chǎng)的感應(yīng)在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部普遍存在，靜電是CMOS電路的大敵。由于微機(jī)系統(tǒng)工作于低電壓大電流方式，電源線、輸入輸出線構(gòu)成高速大電流回路，故有較強(qiáng)的電磁感應(yīng)。

（3）微機(jī)系統(tǒng)之間的內(nèi)部傳輸線有延時(shí)、波形畸變、受外界十?dāng)_等3方面問題。

（4）脈沖十?dāng)_是研究的重點(diǎn)，因?yàn)槲C(jī)系統(tǒng)是以識(shí)別二進(jìn)制碼為前提的，其組成以數(shù)字電路為主，數(shù)字電路傳送的是脈沖信n5 ,同時(shí)也易對(duì)脈沖十?dāng)_敏感。以開關(guān)模式工作的開關(guān)及川1關(guān)電源變化頻率高達(dá)幾十萬Hz,容易在內(nèi)外產(chǎn)生脈沖十?dāng)_。

( 5)對(duì)電源影響比較敏感。電源對(duì)電子系統(tǒng)的影響有電源波動(dòng)影響和系統(tǒng)作用影響兩個(gè)方面。所謂電源波動(dòng)影響是指由于電源波動(dòng)引起的信n5紊亂和系統(tǒng)失調(diào)。系統(tǒng)作用影響是指因電源是系統(tǒng)所有信n5的交叉點(diǎn)而引起的系統(tǒng)各信n5之間的相互影響。系統(tǒng)作用的大小與電源功率裕度、濾波能力及電源連線方式、分布形狀有關(guān)。

電磁兼容技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

影響系統(tǒng)或設(shè)備受干擾嚴(yán)重程度的因素有三個(gè)方面，他們都是函數(shù)，該數(shù)學(xué)模型提示了提高抗干擾能力的原理是：①切斷十?dāng)_源，即減小G(});②減小禍合，即減小C(。);③提高受十?dāng)_系統(tǒng)(或設(shè)備)的敏感度閥值，即加大I(})。在實(shí)際情況中，往往是3個(gè)因索綜合考慮，并按①②③的順序去采取措施，以獲得最佳的效果。

電磁兼容技術(shù)的設(shè)計(jì)要從電磁兼容的3個(gè)基木要索著手，從原理的可行性、元器件的選擇、加工生產(chǎn)工藝、安裝運(yùn)行環(huán)境等幾個(gè)方面來考慮。把握不同類型電磁十?dāng)_的木質(zhì)，對(duì)不同的十?dāng)_頻率、頻譜采用相應(yīng)的濾波、隔離、接地、屏蔽等措施。

濾波

濾波是利用濾波器來抑制電磁十?dāng)_，濾波器是由集中參數(shù)的電阻、電容和電感，或者是分布參數(shù)的電阻、電容、電感構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)只允許有用信弓的頻率分量通過，阻i1:其他十?dāng)_頻率通過，使電磁十?dāng)_減少到滿意的工作電平上。濾波器是防i1_傳導(dǎo)電磁十?dāng)_的主要措施，如電源濾波器解決傳導(dǎo)十?dāng)_的問題;濾波器同時(shí)也是解決輻射十?dāng)_的重要武器，如抑制無線電十?dāng)_，在發(fā)射機(jī)的輸出端和接收機(jī)的輸入端安裝相應(yīng)的電磁十?dāng)_濾波器，濾掉十?dāng)_信n5，以達(dá)到電磁兼容的目的。濾波器工作方式有兩種:一種是不讓無用信n5通過，并把它們反射回信n5源;另一種是把無用信n5在濾波器里消耗掉。在采用濾波方法來抑制傳導(dǎo)十?dāng)_時(shí)，首先要了解十?dāng)_源的頻譜、十?dāng)_源在頻帶中的分布情況，十?dāng)_波幅值等?？梢酝ㄟ^十?dāng)_儀器來檢測(cè)，獲得十?dāng)_源的頻帶分布和幅值，有針對(duì)性地選擇濾波器的種類或者設(shè)計(jì)濾波器電路。

隔離

隔離是十?dāng)_線路(饋線)周圍存在十?dāng)_電磁場(chǎng)，當(dāng)其他線路(導(dǎo)線)在其附近時(shí)，由于電磁禍合而形成十?dāng)_。防11一這種十?dāng)_最簡(jiǎn)單而有效的方法是將十?dāng)_線路與其它線路隔離開來，以切斷或削弱它們之間的電磁禍合。隔離的原則和方法是:

（1）干擾線路和其他線路盡可能不要平行排列，如必須平行，導(dǎo)線間距L與導(dǎo)線直徑D之比應(yīng)不小于40(I1D}40)，在可能情況卜導(dǎo)線間距應(yīng)盡量大此，并且平行部分的長(zhǎng)度越小越女子;
（2）敏感線路與一般線路如平行排列，其間距應(yīng)大于30mm;
（3）電源饋線與信n5線應(yīng)子隔離，當(dāng)他們平行排列時(shí)，其間距應(yīng)大于30mm;
（4）高頻導(dǎo)線是對(duì)其他線路十?dāng)_最大的線路，一般都要屏蔽;
（5）有此脈沖線路的脈沖功率較大，對(duì)其他線路構(gòu)成嚴(yán)重十?dāng)_，應(yīng)按十?dāng)_線路對(duì)待。至于電平較低，功率很低的數(shù)字電路可按一般線路處理，原則上按敏感電路對(duì)待，也可根據(jù)具體情況處理。

接地

接地是指在系統(tǒng)的某個(gè)選定點(diǎn)與某個(gè)接地面之間建立導(dǎo)電的低電阻的通路，把系統(tǒng)中電子元件的零電位互相連接起來，再把它們同時(shí)與某個(gè)等價(jià)于“地”的參考點(diǎn)連起來。具體方法可以將理想的接地體作為一個(gè)零電位、零電阻的物理實(shí)體，作為與各有關(guān)電路中信n5電平的參考點(diǎn)，任何不需要的電流通過它都不產(chǎn)生電壓降，這種理想的接地體實(shí)際上是近似的，在設(shè)備上接地是為了使設(shè)備木身所流過的十?dāng)_電流經(jīng)過接地線流入大地，減少十?dāng)_源所傳播和發(fā)布的能量。接地的主要目的是防11_電磁十?dāng)_，消除公共電路阻抗的禍合，也是為了保障人身和設(shè)備的安全?；窘拥丶夹g(shù)有浮地、中一點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地4種。

（1）浮地常用于電路或設(shè)備工作狀態(tài)不能與公共地或大地相連接，它的原理近似于起到隔離變壓器的作用;

（2）中一點(diǎn)接地是所有需要接地的引線全部接到一個(gè)點(diǎn)，再由這個(gè)點(diǎn)直接與地相連接。一般用于抑制頻率在1MHz以下的干擾信號(hào);

（3）多點(diǎn)接地是指系統(tǒng)或設(shè)備中所需接地的引線直接接到離它們最近的地上。一般用于抑制頻率在10MHz以上的干擾信號(hào);

（4）混合接地是在復(fù)雜情況卜，設(shè)備或單元電路的接地難以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的接地形式來解決而采取的混合形式，用于十?dāng)_信弓頻率在1一10MHz的情況。

利用接地的方式可以減少或衰減十?dāng)_源的能量，但應(yīng)注意以卜幾點(diǎn)：①接地線盡量短;②接地線阻抗要盡可能小;③應(yīng)采用金屬材料相同的導(dǎo)線作為接地線;④接地線的接地點(diǎn)應(yīng)有良好的導(dǎo)電性能;⑤接地線的連接點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

屏蔽

屏蔽就是用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮?、殼、屏、板等將電磁能限制在一定空間范圍內(nèi)，使場(chǎng)的能量從屏蔽體的一面?zhèn)鞯搅硪幻鏁r(shí)，受到很大衰減而防止電磁十?dāng)_的措施。有電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽3種方法。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)也是基于上面的理論，對(duì)不同功能、不同安裝地點(diǎn)、不同結(jié)構(gòu)的設(shè)備應(yīng)分別有側(cè)重點(diǎn)的采取不同的電磁兼容技術(shù)措施。

[member]
[page]
電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用

圖題：電力自動(dòng)化系統(tǒng)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備是由微機(jī)系統(tǒng)(或中一片機(jī)系統(tǒng))，D/A轉(zhuǎn)換電路,A/D轉(zhuǎn)換電路、電源回路、外圍驅(qū)動(dòng)電路、外圍電路、通訊電路等構(gòu)成的一個(gè)系統(tǒng)或者一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在研究電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容問題的同時(shí)，也要對(duì)其各個(gè)構(gòu)成電路或系統(tǒng)的電磁兼容性加以重點(diǎn)研究。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容技術(shù)主要有幾種:

(1)頻率設(shè)計(jì)技術(shù)。頻率設(shè)計(jì)技術(shù)要解決的是頻率兼容的問題，也是微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的比較復(fù)雜的技術(shù)之一。微機(jī)系統(tǒng)要能使用統(tǒng)一頻率元，保證頻率特性的要求。頻率設(shè)計(jì)包括電平(幅度邊沿和頻率)核實(shí)、最高工作頻率設(shè)計(jì)以及降頻和諧波分離(低頻信n5的頻率不與高頻信n5成整倍數(shù)，特別是An)轉(zhuǎn)換的速率)技術(shù);

(2)接地技術(shù)。接地技術(shù)包括兩個(gè)方面，一方面是電源內(nèi)阻分析技術(shù)，另一方面是接地點(diǎn)和地線設(shè)計(jì)技術(shù)。電源內(nèi)阻的分析實(shí)際上就是對(duì)電源最大矯時(shí)功率的分析。接地點(diǎn)和地線分析設(shè)計(jì)的原則是做到頻率隔離、功率隔離。頻率隔離是指高低頻系統(tǒng)分開，功率隔離是指弱功率和大功率分開;

( 3)電源技術(shù)。電源技術(shù)一方面包括了電源特性的設(shè)計(jì)，例如電源要保證有適當(dāng)?shù)娜菪噪娏魑漳芰鸵欢ǖ墓β试６龋硪环矫孢€包括系統(tǒng)電源性質(zhì)的選擇，如使用電池還是使用整流電源，所有電源的種類，電源之間是否需要交換，集中供電還是分布式供電等;

(4)布線技術(shù)。要降低各答腳和連線之間的相互影響，必須對(duì)分布參數(shù)加以限制。分布參數(shù)主要由系統(tǒng)的布線所決定，因此，布線是系統(tǒng)或設(shè)備電磁兼容技術(shù)的關(guān)鍵，也是系統(tǒng)或設(shè)備電磁兼容技術(shù)設(shè)計(jì)的基木體現(xiàn)。布線技術(shù)包括環(huán)繞布線、線徑選擇、分層處理等;

(5)降頻控制技術(shù)。對(duì)輸出的高頻信n5，在保證系統(tǒng)正常工作的情況卜盡量降低頻率，對(duì)某此輸出信n5采取平滑措施(例如LED驅(qū)動(dòng)電路中加入適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙?。對(duì)功率較大的輸出信弓(包括低頻階躍信弓，如PWM輸出等)尤其要考慮降頻處理;

(6)多層板去禍技術(shù)。隨著微機(jī)系統(tǒng)的頻率越來越高以及電路的幾何尺寸不斷縮小，多層板電路已成為印制電路板的主要模式。多層板的一個(gè)重要功能就是可以大大地降低系統(tǒng)各連線之間的分布參數(shù)影響;

(7)表面貼片技術(shù)。表面貼片是一種使集成電路與印制電路板形成一體的電路制作技術(shù)。集成電路出廠時(shí)不加封裝，而是直接出廠裸芯片。電路制作時(shí)利用焊接技術(shù)把裸芯片粘貼到印制電路板表面，這種電路不僅體積小，而且電磁兼容的性能大為提高;

(8)軟件技術(shù)方法。當(dāng)外界十?dāng)_竄入并破壞了程序的正常運(yùn)行時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生程序“跑飛”，程序走，中斷不響應(yīng)和芯片內(nèi)信息發(fā)生變化，從而產(chǎn)生誤動(dòng)作等。通?？梢酝ㄟ^如卜幾種方法實(shí)現(xiàn)軟件抗十?dāng)_:①加入空指令，目的是使微機(jī)的指令地址納入正規(guī)，以便執(zhí)行卜面的指令;②收留井法，即在空指令后再增加處理“跑飛”的程序;③定時(shí)監(jiān)視主程序;④由主程序監(jiān)視中斷運(yùn)行情況;⑤采取容錯(cuò)技術(shù)，用時(shí)間冗余或信息冗余方法進(jìn)行打L十?dāng)_和提高可靠性。

由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的電磁環(huán)境十分惡劣，因此，必須對(duì)其安裝運(yùn)行環(huán)境采取相應(yīng)的抗十?dāng)_措施。目前，工程上采取的方法如卜:①良好導(dǎo)磁材料機(jī)箱的選用及合理設(shè)計(jì)(機(jī)箱的尺寸大小，接插件的合理布置，接線端子的引出方式等);②設(shè)備安裝環(huán)境應(yīng)采取的措施(主控室應(yīng)采取屏蔽、接地等措施);③設(shè)備運(yùn)行和r I}人員必要的電磁兼容知識(shí)的培訓(xùn);④其他措施。

電磁兼容的試驗(yàn)方法

檢驗(yàn)電磁兼容措施實(shí)施的效果要通過一此必要的試驗(yàn)，常用的電磁兼容試驗(yàn)有:諧波試驗(yàn)、間諧波試驗(yàn)、信n5系統(tǒng)十?dāng)_試驗(yàn)、阻尼振蕩試驗(yàn)、快速矯變?cè)囼?yàn)、靜電放電試驗(yàn)等。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容問題的新動(dòng)向

微機(jī)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的核心部分。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備必將向著高速度、高靈敏度、小型化、多功能、大系統(tǒng)的方向發(fā)展，這就使電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容問題有了一定的新內(nèi)容。例女ii,高速度帶來寬帶噪聲，高靈敏度使原可略去的弱小十?dāng)_信n5不可忽略，小型化增加了內(nèi)部的禍合十?dāng)_，大系統(tǒng)使十?dāng)_源增多，十?dāng)_問題更為惡化。預(yù)計(jì)今后的電磁兼容性將涉及如下問題:

(1)集成電路元件的封裝材料含有微量的人然放射性同位索牡和鈾，它們的原子裂變將產(chǎn)生。射線，使存儲(chǔ)器誤動(dòng)作。因此，要從元器件的制造技術(shù)和系統(tǒng)的制造兩個(gè)方面考慮電磁兼容的設(shè)計(jì)問題;

(2)數(shù)字邏輯電路與軟件技術(shù)的微妙結(jié)合，正成為抑制十?dāng)_的有力武器。軟件的應(yīng)用將占越來越大的比重。例如，利用錯(cuò)誤糾正碼的軟件手段檢查并糾正錯(cuò)誤，是去掉進(jìn)入系統(tǒng)后的十?dāng)_的危害或切斷十?dāng)_的有力手段;

(3)在抗靜電十?dāng)_措施中，用“分布式的靜電保護(hù)涂覆”彌補(bǔ)靜電保護(hù)的不足。在CMOS, A/D等芯片板及印制電路板的接頭上作靜電涂覆，取得了很好的效果;

(4)隨著十?dāng)_情況的復(fù)雜化，統(tǒng)計(jì)處理的方法將得以充分利用;

(5)采用光纖電路抗電磁脈沖十?dāng)_被認(rèn)為是最理想的途徑。目前，光纖通訊已進(jìn)入電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)用階段，隨著纖維光學(xué)和光計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)必將提高到一個(gè)新的階段。

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電磁兼容技術(shù)問題越來越突出，必須充分注意并加以研究。結(jié)合電力系統(tǒng)電磁兼容的特點(diǎn)，闡述了電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電磁兼容的特殊性，提出了幾種實(shí)用的電磁兼容技術(shù)和電磁兼容技術(shù)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法，并對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容的新問題做了預(yù)測(cè)，同時(shí)也說明，當(dāng)前的首要工作是要大力推]’現(xiàn)有的、成熱的電磁兼容技術(shù)，建立完善的試驗(yàn)、測(cè)試制度和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)專門的研究電磁兼容技術(shù)的人才，研究電磁兼容技術(shù)的新問題、新方向，促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備電磁兼容技術(shù)的大力發(fā)展。