王 旭，劉志杰

福建省送變電工程公司，福建福州 350000

電磁兼容性(EMC)就是電力系統(tǒng)或設(shè)備在其正常工作的同時不會產(chǎn)生電磁干擾對周圍環(huán)境中事物產(chǎn)生影響。電磁兼容技術(shù)是為了解決實(shí)際應(yīng)用中的產(chǎn)生的電磁干擾應(yīng)運(yùn)而生的一門新興學(xué)科。從廣義上來說, 如何使電子、電氣系統(tǒng)及設(shè)備以及人類和動植物安全共存在一個共同的電磁環(huán)境中是電磁兼容技術(shù)主要研究和解決的問題。這些問題不僅指電子、電氣設(shè)備的相互干擾,另外還有會影響到電子、電氣設(shè)備以及人和動植物的自然界雷電、天電、宇宙等造成的電磁干擾，。

1 電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容問題

1.1 電力系統(tǒng)自動化設(shè)備在工作中受到的電磁干擾

由眾多的一次、二次系統(tǒng)設(shè)備集合而成為電力系統(tǒng),二次系統(tǒng)設(shè)備的一部分就是電力系統(tǒng)自動化設(shè)備, 自動化設(shè)備受到的電磁干擾非常復(fù)雜。一次、二次系統(tǒng)設(shè)備、外來電磁輻射、設(shè)備的內(nèi)部元件、傳送通道以及二次系統(tǒng)設(shè)備之間的電磁干擾都會干擾自動化設(shè)備的正常工作。

1.2 電磁兼容在電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的微機(jī)系統(tǒng)(以及單片機(jī)系統(tǒng))中的特殊性

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中包含的大規(guī)模模擬電路和數(shù)字電路都是以微機(jī)系統(tǒng)為核心的,其中微分電路、二極管、D/A、A/D轉(zhuǎn)換電路以及集成電路塊的應(yīng)用最為廣泛,它們既會對其他設(shè)備產(chǎn)生干擾，,同時也容易受到其他設(shè)備的干擾。

各個微機(jī)系統(tǒng)之間的內(nèi)部傳輸線存在三方面的問題：受外界干擾、波形畸變和延時。

對于電力系統(tǒng)的電磁兼容問題，其重點(diǎn)就是在脈沖干擾的過程中，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只能對二進(jìn)制代碼進(jìn)行識別，而且這種系統(tǒng)主要是由數(shù)字電路組成的，在發(fā)送由數(shù)字電路產(chǎn)生的脈沖信號過程中，非常容易受到脈沖的干擾。

容易受電源的影響。電子系統(tǒng)主要是由兩個方面因素組成的（系統(tǒng)的作用和波動）。由于在系統(tǒng)中的所有信號在電源中存在一個交叉點(diǎn)，該系統(tǒng)的信號功率就容易受到影響。

2 電磁兼容技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

2.1 濾波

通過濾波器對電磁干擾進(jìn)行抑制。濾波器的網(wǎng)絡(luò)是由分布或集中參數(shù)的電感、電容和電阻共同組成,并能對信號的頻率進(jìn)行判斷，提取有用信號的頻率分量通過, 防止干擾頻率分量通過,使電磁干擾降低到能夠接受的程度。防止和降低電磁干擾的主要措施是使用濾波器,濾波器也能有效減少輻射干擾如對無線電干擾進(jìn)行抑制, 將相應(yīng)的電磁干擾濾波器安裝在接受機(jī)的輸入端和發(fā)射機(jī)的輸出端,將干擾信號過濾以實(shí)現(xiàn)電磁兼容的目標(biāo)。

2.2 隔離

干擾電磁場也存在于干擾線路(饋線)附近,當(dāng)干擾線路附近存在其他導(dǎo)線時出現(xiàn)電磁耦合產(chǎn)生干擾。將其它線路與干擾線路進(jìn)行隔離能有效簡便防止這種干擾：將饋線按照一定的距離隔離分布能夠使線路之間的電磁耦合削弱或切斷。以下為隔離的注意事項(xiàng):不要使其他線路和干擾線路平行排列,如果遇到必須平行的情況,則導(dǎo)線的間距L 和直徑D 的比值不應(yīng)低于40,并盡可能增大導(dǎo)線間距,另外平行部分越短越好; 如果一般線路與敏感線路或者信號線與電源饋線之間需要平行排列時, 導(dǎo)線間距不應(yīng)低于50 mm; 對其他線路會造成最大干擾的高頻導(dǎo)線需要屏蔽;一些脈沖功率較大的脈沖線路也會嚴(yán)重干擾到其他線路,可以按照干擾線路處理。根據(jù)具體情況可以將低功率、低電平的數(shù)字電路當(dāng)做一般線路。

2.3 接地

在系統(tǒng)中的一個接地面與選定點(diǎn)之間建立電阻小的導(dǎo)電通路接與地面相接,由于系統(tǒng)中各個電子元件處于零電位并且相互連通，就建立了一個等同于地面的參考點(diǎn)。就是將它的電阻和電位都看作零,并且以其來參考電路中的信號，沒有電流通過就沒有電壓降的產(chǎn)生，所以通過接地設(shè)備將干擾電流導(dǎo)入大地，減少干擾源傳播的能量。

2.4 屏蔽

所謂的屏蔽，就是使用導(dǎo)磁或?qū)щ姴牧蟻碇谱鳉ぁ⑵?、板、盒等設(shè)備，將電磁能的范圍限制在一定區(qū)域之內(nèi)，用屏蔽體來減弱場的能量，最終防止電磁干擾。有三種屏蔽方法：磁屏蔽、電屏蔽以及電磁屏蔽。對不同功能、不同結(jié)構(gòu)和不同安裝地點(diǎn)的設(shè)備采取不同側(cè)重點(diǎn)的電磁兼容技術(shù)措施。

3 電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 頻率設(shè)計(jì)技術(shù)

頻率設(shè)計(jì)技術(shù)主要是研究如何解決頻率兼容,這種技術(shù)比較復(fù)雜。其包括的內(nèi)容有降頻和諧波分離、最高工作頻率設(shè)計(jì)、電平核實(shí)技術(shù)。

3.2 接地技術(shù)

接地技術(shù)要注意兩個內(nèi)容：1）電源內(nèi)阻分析技術(shù), 該技術(shù)主要是分析電源最大瞬時功率；2）接地點(diǎn)和地線設(shè)計(jì)技術(shù)，該技術(shù)要遵循功率隔離（將大功率和小功率隔開）和頻率隔離（將高頻系統(tǒng)和低頻系統(tǒng)分開）的原則。

3.3 布線技術(shù)

對于該技術(shù)，如何降低連線與各管腳之間的影響程度是其最終目的，分布參數(shù)就要得到限制。系統(tǒng)布線對分布參數(shù)的影響具有決定性作用，因此布線技術(shù)就成了設(shè)備或系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)的關(guān)鍵所在。而布線技術(shù)又包括了分層處理、環(huán)繞布線以及線徑選擇3 個大的方面。

3.4 電源技術(shù)

電源技術(shù)分為兩個方面，其一為以使用整流電源和電池的選擇、電源之間是否需要交換、電源種類的選擇、分布式供電與集中供電的選擇為主的系統(tǒng)電源性質(zhì)的選擇，其二為保證電源有一定的功率剩余以及適當(dāng)?shù)娜菪噪娏魑漳芰橹鞯碾娫刺匦缘脑O(shè)計(jì)。

3.5 降頻控制

降低輸出的高頻信號的頻率，但是要在系統(tǒng)正常工作得到保證的前提下，可以采取諸如將適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙菁尤氲絃ED驅(qū)動電路中這樣的措施來平滑處理某些輸出信號甚至用來處理功率較大的輸出信號。

3.6 表面貼片

為了將電路板與集成電路合二為一，表面貼片技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由于出廠產(chǎn)品非封裝后的集成電路而是裸芯片，所以印制電路板時就用到焊接技術(shù)在表面粘貼裸芯片，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一在保證優(yōu)秀的電磁兼容性的同時還保持了較小的體積。

3.7 多層板去耦

隨著科技的不斷發(fā)達(dá)，微機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算能力越來越強(qiáng)大，而且電路的尺寸也是越來越小，多層板電路成為了電路板印制的的主要模式。而多層板對降低系統(tǒng)各連線之間的分布參數(shù)影響有較強(qiáng)功效。

3.8 軟件技術(shù)

程序的“跑飛”現(xiàn)象出現(xiàn)在外界干擾破壞了程序的正常運(yùn)行時，程序進(jìn)而發(fā)生錯誤、不響應(yīng)、中斷甚至將芯片的內(nèi)信息改寫，干擾了正常工作的進(jìn)行。如下三種方式能增強(qiáng)軟件的抗干擾能力：

1）收留井法，添加空指令在處理程序后，防止“跑飛”現(xiàn)象的發(fā)生；

2）時刻監(jiān)視主程序的運(yùn)行狀況，但主程序出現(xiàn)錯誤時，要能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理；

3）當(dāng)信息或時間冗余時，采用容錯技術(shù)的方法來增強(qiáng)抗干擾能力。

[1]丁道齊.要正視和研究電力線通信技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵問題[J].電力系統(tǒng)通信，2009(4).

[2]吳東海，李渝榆.通信裝備電磁兼容性工作現(xiàn)狀和對策[J].安全與電磁兼容，2009(5).

[3]唐濤.電力系統(tǒng)廠站自動化技術(shù)的發(fā)展與展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2009(4).

[4]劉棟，王化深.電子設(shè)備的電磁兼容設(shè)計(jì)[J].儀器儀表用戶，2009(1).