摘 要：如今，已有越來越多的專業(yè)人士認(rèn)識(shí)到了變頻器的優(yōu)越性，不過與此同時(shí)它的弊端也引起了人們的關(guān)注，尤其是它對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾、對(duì)電磁輻射干擾以及對(duì)煤礦井下其它系統(tǒng)的干擾等問題是不容忽視的，需要得到妥善解決。文章即是在相關(guān)研究基礎(chǔ)上諧波、電磁輻射的危害進(jìn)行討論，并提出相應(yīng)的減弱或消除的方法。

關(guān)鍵詞：煤礦；干擾問題；措施

1 引言

變頻器驅(qū)動(dòng)可以使電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作起來更便捷，讓其操作變得簡單、維護(hù)調(diào)節(jié)方便、達(dá)成效果明顯，也讓其得到了更廣泛的應(yīng)用。不過，因?yàn)樽冾l器的工作形式是特殊的，其工作時(shí)所產(chǎn)生的弊端也不容小覷。具體來說來自變頻器的干擾大致有兩種情況：（1）使用了非線性整流器件的變頻器，如用晶閘管或者整流二極管的變頻器會(huì)產(chǎn)生諧波，進(jìn)而干擾到電網(wǎng)，讓電網(wǎng)電壓產(chǎn)生不正常的變動(dòng)，諧波所引起的THDv在10～40%左右，使得電網(wǎng)的供電質(zhì)量下降；（2）因?yàn)樽冾l器的輸出部分通常使用的都是IGBT等開關(guān)器件，這樣就使得能量在輸出時(shí)會(huì)受到輸出線較強(qiáng)的電磁輻射干擾，讓周邊電器無法正常運(yùn)作。

2 諧波和電磁輻射對(duì)電網(wǎng)及其它系統(tǒng)的危害

諧波和電磁輻射對(duì)電網(wǎng)及其它系統(tǒng)的危害主要表現(xiàn)在：

（1）電網(wǎng)中的電器元件受到諧波干擾會(huì)產(chǎn)生附加的諧波損耗，從而使得輸變電和電設(shè)備的工作效率有所降低。

（2）諧波還會(huì)通過電網(wǎng)影響到其它電器，讓變壓器產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，使得變壓器絕緣老化，局部過熱，縮短使用壽命，影響電氣設(shè)備的使用，甚至?xí)?dǎo)致其損壞。此外，諧波還會(huì)干擾電器設(shè)備內(nèi)部軟件或硬件，導(dǎo)致其無法正常工作。

（3）諧波還會(huì)讓電網(wǎng)中的局部串聯(lián)或并聯(lián)從而引起諧振，放大諧波。

（4）在諧波或電磁輻射的干擾下繼電保護(hù)裝置會(huì)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致電氣儀表所測量的計(jì)量產(chǎn)生誤差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)讓其不能正常運(yùn)作。

（5）受到電磁輻射干擾以后變頻器所傳出的控制信號(hào)和檢測信號(hào)都會(huì)變?nèi)?，甚至紊亂控制系統(tǒng)，無法獲取正確的檢測信號(hào)。通常情況下變頻器對(duì)于電網(wǎng)容量較大的系統(tǒng)影響并不大，所以諧波很容易被一些用戶忽視。不過它對(duì)于電網(wǎng)容量較小的系統(tǒng)，會(huì)有較為強(qiáng)烈的干擾。

鐵煤集團(tuán)的曉明礦于2005年開始采用變頻器，到2012年為止其使用總量已達(dá)到15臺(tái)。因?yàn)槊旱V的井下作業(yè)環(huán)境是非常惡劣的，所使用的變頻器常常會(huì)影響到井下監(jiān)控系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)的運(yùn)作，出現(xiàn)監(jiān)控中斷或通訊失效的狀況，這樣又加大了礦井作業(yè)的不安全性?？梢?，解決變頻器的干擾是保障礦井作業(yè)安全的重要舉措，為此進(jìn)行了深入研究，總結(jié)了幾種抗干擾的有效措施，用以解決變頻器的干擾問題。

電子產(chǎn)品在運(yùn)作的時(shí)候需要在一個(gè)沒有磁場環(huán)境中，如果在其工作時(shí)周圍較為活躍的磁場變量，那么勢必會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不良的影響，構(gòu)成回路可能出現(xiàn)感應(yīng)電流，這樣的感應(yīng)電流很容易導(dǎo)致電子產(chǎn)品不能正常的工作。和輸送電壓和頻率強(qiáng)弱有關(guān)的電磁輻射，也會(huì)極大的損害周邊的電子設(shè)備。所以適當(dāng)運(yùn)用屏蔽能夠保障電子設(shè)備的正常運(yùn)行，避免電磁的過度干擾通信、監(jiān)控以及各個(gè)電子設(shè)備的傳導(dǎo)。與此同時(shí)，還要不斷的提高電纜自身的電磁抗干擾能力，可以適當(dāng)?shù)脑黾悠帘魏械耐鈿ず穸?，盡量的縮短屏蔽連接線，以此抑制電磁輻射對(duì)設(shè)備的影響和作用。

3 抗干擾的主要措施

3.1 合理的安排變頻器等易產(chǎn)生干擾的設(shè)備的位置

在礦井下1140V/660V電壓都是利用動(dòng)力變壓器將6kv電壓改變后得到的，所以在運(yùn)用變頻器的時(shí)候，要將電動(dòng)機(jī)、變頻器及動(dòng)力變壓器放在距離較近的地方。也可以將變頻器放置在接近水源的地方，以便于諧波引入大地。

3.2 電纜的選擇和敷設(shè)

3.2.1 動(dòng)力電纜

電力電纜可以減小使用動(dòng)力電纜所產(chǎn)生的一些輻射電磁干擾，可以將金屬屏蔽橡套電纜放置在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間，并盡可能的縮短電纜的長度，這樣就能夠有效降低動(dòng)力電纜產(chǎn)生的諧波干擾。

3.2.2 控制和通訊電纜

在進(jìn)行電纜的監(jiān)控和通訊時(shí)屏蔽電纜的時(shí)候，要注意不能讓變頻系統(tǒng)電纜接近平行敷設(shè)，如果遇到無法將它們分開的情形，就一定要讓它們保持一些距離，盡可能的減小控制和通訊電纜敷設(shè)的區(qū)域面積。

3.3 供電方式

在具體的實(shí)踐操作中，如果變頻器的電壓為1140V/660V，那么其在供電線上就會(huì)產(chǎn)生非常大的諧波，與此同時(shí)，同在1140V/660V供電線路的其它電源，像127V、36V等也會(huì)受到較大的諧波影響。不過，為1140V/660V電壓提供電力的6kv供電線路上的電源卻不會(huì)受變頻器干擾。所以，通過獨(dú)立的形式提供電力是能夠避免變頻器諧波干擾的行之有效的方法。

3.4 正確選擇接地點(diǎn)

接地的選擇一般需要考慮兩方面的問題：一方面是安全的問題，另一方面是抑制干擾的問題。從整體上看，相對(duì)比較完整的接地系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)讓監(jiān)控或通訊系統(tǒng)有能力達(dá)到抵抗電磁干擾的目的，這也就是通過大地回流分散變頻器諧波的一種十分有效的方法。就目前的情形來看，仍然需要在接地系統(tǒng)上做較多的工作，比如說需要適當(dāng)?shù)募哟笞冾l器接地的面積、保持變頻器接地面的濕潤等都會(huì)得到比較好的效果。此外，還需要要保持監(jiān)控系統(tǒng)或通訊系統(tǒng)的接地極的獨(dú)立性，不能讓其和變頻器接地極有所交叉。

3.5 其它的措施

此外，抑制電磁干擾的方法還有屏蔽和濾波。雖然不同的抗干擾方法在其所屬的系統(tǒng)中發(fā)揮著不同的作用和效果，但是它們之間也存在一定的關(guān)聯(lián)性。比如說有效的接地能夠讓設(shè)備降低對(duì)屏蔽和濾波的要求，而有效的屏蔽也能夠讓設(shè)備降低對(duì)于濾波的要求。濾波不但能夠有效抑制設(shè)備受到傳導(dǎo)的干擾，而且能夠抑制外界設(shè)備的電磁干擾，具有雙面抗干擾作用。需要適當(dāng)?shù)臏p少運(yùn)用監(jiān)控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的擬量，可以用光纖通訊，這樣就能夠讓通訊系統(tǒng)有較強(qiáng)的抗干擾的能力，從而達(dá)到比較好的通訊效果。

4 結(jié)束語

變頻器具有很大優(yōu)越性，但是它的弊端也要高度重視，特別是它對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾、對(duì)電磁輻射干擾以及對(duì)煤礦井下其它系統(tǒng)的干擾等問題是不容忽視的，需要得到妥善解決。煤礦井下作業(yè)有很多不安全的因素，電磁干擾是其中一個(gè)很復(fù)雜的問題，為此我們需要根據(jù)實(shí)際情況來采取相應(yīng)的措施，對(duì)癥下藥，以保證井下監(jiān)控系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

作者簡介：吳巖，鐵法能源有限責(zé)任公司曉明礦，電氣工程師。