李鑫 常紅梅

摘 要：作者根據(jù)多年來(lái)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)闡述了儀表電氣控制柜的組裝方式。并總結(jié)出降低布線施工過(guò)程中電磁干擾的相關(guān)措施，希望為有關(guān)部門(mén)提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：儀表電器；控制柜；抗干擾

如何正確、合理組裝儀表電氣的控制柜，生產(chǎn)具備良好抗電磁的干擾能力裝置，已經(jīng)成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員與制造施工單位重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。文章依據(jù)作者的多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電氣控制柜的組裝，并對(duì)布線施工過(guò)程中降低電磁干擾的解決措施進(jìn)行了研究。

1 儀表電氣控制柜元件和部件的安裝布局設(shè)計(jì)

目前，儀表電氣控制柜的布線基本上都利用塑料走線槽的內(nèi)部線形式。通常是機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置一張和正視平面一樣大的鋼板設(shè)計(jì)成安裝板，并在安裝板的四周設(shè)置一圈走線槽，依據(jù)板上元件的大小和多少不同，利用水平放置的走線槽分為幾個(gè)格子，各個(gè)格子之間安置元件與部件[1]。這樣儀表電氣控制柜的連線能夠四周在線槽內(nèi)部自由繞行布局。儀表電氣控制柜元件與部件在安裝板上怎樣布置，關(guān)系到許多因素，比如對(duì)應(yīng)用人員來(lái)講操作是否便捷，散熱效果是否良好，控制柜的中心穩(wěn)定情況如何等。儀表電氣控制元件和部件在柜內(nèi)的布局如下所述。首先，大體積、大質(zhì)量的變壓器和驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型的部件應(yīng)該優(yōu)先放置，而且位置盡可能降低高度，讓柜子的總體保持較低重心。其要盡可能遠(yuǎn)離容易遭受干擾的可編程邏輯控制器與各項(xiàng)專(zhuān)用的放大器。另外大變壓器通常不要放在安裝板上，可以安置在柜低部的架設(shè)角鋼支架上。其安放位置必須盡可能位于柜內(nèi)的通風(fēng)流動(dòng)線路上，提升散熱效果。其次，可編程邏輯控制器通常要放置在最上部，這樣可以使其的三面沒(méi)有其他元件，在很大程度上減低干擾。開(kāi)關(guān)類(lèi)型的低壓電器要從操作與維護(hù)便利方面考慮，通常分類(lèi)集中安置。比如空氣開(kāi)關(guān)作為手動(dòng)操作的元件，安放的位置不可以過(guò)高或是過(guò)低，操作起來(lái)要方便。再次，接線端子和柜外的引出電纜插座應(yīng)該安置在最下部，方便從柜低部的活動(dòng)蓋位置向外引線。對(duì)于專(zhuān)用的放大器與接口模塊應(yīng)該盡可能遠(yuǎn)離相對(duì)較強(qiáng)的干擾源。各個(gè)種類(lèi)濾波器應(yīng)該盡可能靠近負(fù)載。最后，所有的元件和部件應(yīng)該盡可能依照接線最短的規(guī)則，從而降低干擾。

2 布線的設(shè)計(jì)和抗干擾防護(hù)措施

走線槽的布線形式經(jīng)管走線比較方便，可是應(yīng)用不合理也會(huì)造成一些干擾隱患。經(jīng)常應(yīng)用的線槽高度已經(jīng)達(dá)到了100毫米，該高度已經(jīng)接近或是超過(guò)了可編程邏輯控制器和很多部件的現(xiàn)實(shí)高度。這樣走線槽的布線工藝的平面布線已經(jīng)變得很復(fù)雜，演變成為一定高的立體布線，然而可編程邏輯控制器和所有的弱信號(hào)處理元件和部件是要埋藏于由導(dǎo)線組成的滲溝中進(jìn)行工作的，這樣導(dǎo)致抗干擾問(wèn)題變得更為嚴(yán)重。要想降低布線的干擾，可以從以下幾個(gè)方面做起。

2.1 容易遭受干擾的弱電線與發(fā)射干擾的強(qiáng)電線的分開(kāi)布線

比如可編程邏輯控制器的弱信號(hào)線與驅(qū)動(dòng)器的強(qiáng)電線應(yīng)該盡可能分別安置在板的左右兩側(cè)的豎向走線槽中，將它們遠(yuǎn)離。要想保證該點(diǎn)，一定要先明確各個(gè)元件的布局，同時(shí)細(xì)化到接線端子與接插件位置，必須實(shí)現(xiàn)合理設(shè)計(jì)好弱點(diǎn)和強(qiáng)電的左右分區(qū)。

2.2 減小回路的布線網(wǎng)孔

電路中電源與負(fù)載之間要組成回路才可以傳遞電能，該回路是利用導(dǎo)線連接成為一個(gè)閉環(huán)網(wǎng)孔[2]。如果導(dǎo)線環(huán)中存在交變電流，那么環(huán)面積就會(huì)形成交變磁通。一旦弱電部件位于環(huán)面積網(wǎng)孔的包圍中，這樣干擾磁通必然在弱電部件電路里形成干擾電動(dòng)勢(shì)。比如220V的交流電，峰值是311V，而峰峰值是622V。380V的交流電，峰值是537V，而峰峰值是1074V。通常情況下，交流電源的電流能夠達(dá)到幾安培甚至是上百安培，從而產(chǎn)生相對(duì)較強(qiáng)的干擾流過(guò)環(huán)路，如果毫伏的放大器或是可編程邏輯控制器剛好位于被包圍的網(wǎng)孔力面，造成的干擾可以說(shuō)是滅頂之災(zāi)。除此之外，張開(kāi)的網(wǎng)孔不但可以形成干擾，還可以接受外界的干擾輸入到自身回路。因此，強(qiáng)電回路的布線一定要使布線導(dǎo)致的網(wǎng)孔最小，最有效、簡(jiǎn)單的措施就是利用絞合線完成布線。比如在單相220V交流電源中L、N線應(yīng)用雙膠合線完成電源和負(fù)載之間的連接，而三相380V的交流電源也可以應(yīng)用三角線完成布線設(shè)置。根據(jù)作者多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，許多設(shè)計(jì)人員和施工單位都極少注重布線網(wǎng)孔造成的干擾，因此埋下系統(tǒng)抗干擾能力相對(duì)較差的隱患[3]。比如，交流220V電源中L、N線，通常為了節(jié)省資源，僅僅在L線上配以一個(gè)空開(kāi)完成控制，然而空開(kāi)在盤(pán)上必須集中安放，這樣從電源的L線開(kāi)始利用一根線的直上空開(kāi)，然后由空開(kāi)出來(lái)之后到負(fù)載，此時(shí)負(fù)載位置的N線就會(huì)從其它相關(guān)途徑返回到電源N。因?yàn)長(zhǎng)線與N線的途徑不相同，造成兩線之間存在比較大的網(wǎng)孔，進(jìn)而形成干擾。因此利用的措施就是從電源的開(kāi)始為L(zhǎng)和N線利用雙絞形式引出，一直到空開(kāi)的上方時(shí)再將L線接空開(kāi)，這時(shí)N線經(jīng)過(guò)緊貼此空開(kāi)建立的一片接線的端子至格子的下方。此種方式能夠和空開(kāi)下方的L線接著雙線絞合走線，完成相對(duì)嚴(yán)密的雙絞線的布線工藝。

2.3 接線盡量短、直，不可迂回繞彎

迂回繞彎式的布線會(huì)形成一匝線圈，比較容易形成與接收電磁干擾。比如原理圖中往往會(huì)存在此種電路結(jié)構(gòu)，其中空開(kāi)在最上面，而下邊為接觸器，再下面就是接線的端子外接電動(dòng)機(jī)。在現(xiàn)實(shí)施工過(guò)程中，如果把空開(kāi)與接觸器布局在同一個(gè)格子上，而且采用橫向排列，這樣會(huì)比較容易形成干擾[4]。因此，元件、部件在布局過(guò)程中要將空開(kāi)安置于上邊格子中，而接觸器要安置于下邊的格子中，此種接線就比較短，而且直，不易產(chǎn)生干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，電磁干擾常常具有復(fù)雜性、隱蔽性和隨機(jī)性及不可重復(fù)性等多種特點(diǎn)，直接影響著系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須引起足夠重視。因此，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)期與施工階段一定要加大人力、物力、財(cái)力的投入，嚴(yán)格落實(shí)抗干擾要求，只有這樣才可以從根本上解決干擾問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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[4]董天光.電磁干擾檢測(cè)與控制1000問(wèn)[M].北京：人民郵電出版社，2011（8）.