接地与屏蔽在消除工业控制系统干扰中的应用.docx

摘要随若社会的发展与进步，人们不再满足于日出而作，日落而息的生活，他们希望从繁重的体力劳动中解脱出来，坐在办公室里喝喝茶，敲敲键盘，而那些繁重的体力活交由自动化的机器去完成“休闲的U子坐上高铁去某个景点游玩。当然这一切都是基于科技的发展，即巧妙的机械设计和高速进步的电气控制技术.但技术发展使得我们的日常生活中到处充满圾肘与干扰，而干扰的存在常常使正常运行的设备变的犹如神经错乱的病人，有序的动作会突然混乱无序，或是直接跳机，危及人身安全和设缶安全，产生重大的损失。和兰透平动力技术有限公司是一家附属于上海高等研究院的集科研与生产燃机设备并进行发电机集成的高科技公司。在设备研制初期，由于设备及本人的学识仃限,并没有重视电磁干扰对燃机设备控制的影响。后来随着燃机运行的成功，在简单循环系统中，我们加装了发电机系统，配电系统及电锅炉，并在设备的各个环节加装传感器，这使得电磁干扰的现象变得越来越频繁.客户现场的情况更匆杂，不同的客户安装的环境不同，有升压变压渊，有高压发电机，仃余热锅炉或泄化锂制冷机，还有与柴油发电机并网发电的。因此防止电磁干扰的问题变的越来越重要与迫切。本文通过对电磁干扰传播途径的介绍及对电磁传导干扰产生机理的分析，提出了抑制电礴干扰的堵与疏的措施。堵是指对干扰信号如何采取屏能措施解决干扰的传播，疏是指采用有效的接地方法将扰信号引导开，避免对重要仪表与传感器、变送器产生干扰。本文通过介绍变频器电磁干扰的影响及在自动控制系统现场的解决方法，概括了抑制电磁干扰的通用措艳与方法。关犍词：变频器、电磁扰、滤波器、屏敏、接地系统ABSTRACTWiththedeve1.opmentandprogressofsociety,peop1.eareno1.ongersatisfiedwiththesunriseandthesuset.Theywanttobefreedfromthearduousphysica1.1.abor.sttgntheofficedrinkingteaandknockingontekeyboard.andthoseheavyphysica1.1.aborisacmp1.shedbyautomatedmachines1.eisuredaysgethigh-speedrai1.toascenicspottop1.ay.Ofcourse.a1.1.thisisbasedonthedeve1.opmentofscienceandtechno1.ogy,name1.yc1.evermechanica1.6esig11andhigh-speedprogressofe1.ectrica1.contro1.tcno1.ogy.However.tchno!ogica1.deve1.opmentmakesourdai1.y1.ifefu1.1.ofradiationanditerfere.adthepresenceofinterferenceoftenmakesthenorma1.operationoftheequipmentbeme1.ikeaneuroticdisorder,theorder1.ymovementswi1.1.sudden1.ybedisorder1.y,ortheequipmentwi1.1.shutdowndirect1.yandendangerpersona1.safetyandequipmentsafety,resu1.tinginmajor1.osses.He1.anTurbinesTechno1.ogyCo.1.td.isahigh-techcompanyaffi1.iatedwiththeShanghaiInstituteofAdvancedResearchthatintegratesscientificresearchandproductionofgasturbineequipmentandgeneratorintegration.Intheinitia1.stage.duetothe1.imitedknow1.edgeoftheequipmentandmyownkow1.edge.theinf1.uenceofe1.ectromagneticinterferenceonthecontro1.ofgasturbineequipmentwasnotemphasized.1.ater,withthesuccessfu1.operationofthegasturbine,inthesimp1.ecyc1.esystem.weaddedageneratorsystem.apowerdistributionsystemandane1.ectricbofer.andinsta1.1.edsensorsivariouspartsoftheequipmet.whichmadethephenomenonofe1.ectromagneticinterferencebememoreandr>reoften.Thesituationonthecustomersiteisrecomp1.icated.Differentcustomershavedifferentinsta1.1.atione11vironments.Therearestep-uptransformers,high-vo1.tagegeneratorSAvasteheatboi1.ersorhthiumbromiderefrigGrators,andPoWGrgenerationwithdiese1.geerators.Therefore.theprob1.emofpreventinge1.ectromagneticinterferencebecomesmoreandmoreimportantandurgent.InthisPaPer,throughIheintroductionofthee1.ectromagneticinterferencepropagationmethodandtheana1.ysisofthemechanismofthee1.ectromagneticconductioninterference,themeasurestosuppressthejammingandsparsityofthee1.ectromagneticinterferenceareproposedB1.kingreferstohowshie1.dingmeasuresareapp1.iedtoIntederenCesigna1.storeso1.vethespreadofinterfefece.Sparsereferstotheuseofaneffectivegroundingmethodtodirectinterferencesigna1.stoavoidinterferencefromimportantinstruments.sensors.andtransmitters.Thisartic1.esummarizesthegenera1.measuresandmethodsofsuppressinge1.ectromagneticinterferencebyintroducingtheinf1.uenceofe1.ectromagneticinterferencefrominvertersandtheso1.utionmethodsinthefie1.dofautomaticcontro1.systems.KCyWordSHnvertere1.ectromagneticinterferer>ceji1.ter.she1.ding.groundingsystem第1章干扰的危害1.1. 干扰的概念何谓电磁干扰?在GJB/72-85©电磁干扰和电磁兼容性名词术语中定义为“任何可能引起装置、设备或系统性能降低，或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象，被称为电磁干扰”。电磁干扰也称电磁骚扰（MD,是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰，通常是通过电路传导和以场的形式传播的。1.2. 干扰的危害现代的社会许多先进设备的采用，使得人类的生存空间无处不存在着电磁干扰源，如在工业生产中，高乐电网的铺设，高铁的运行，变频器的软启动。还是在医疗方面的CT,核磁共振机。以及生活中现在让人人都离不开的手机，电脑等等。都无不是一个个的干扰发射源影响着我们的生活。那么干扰会造成哪些伤害呢：1）干扰广播、电视、通信信号的接收：使得广播产生高频噪音，电视图像产生雪花，通信信号失真。2）干扰电子仪器、仪表设备的正常稔定的工作，可能造成信息失误、控制失灵等事故:3）可使金属器件之间互相碰撞打火，引燃些易燃易爆物质，引起爆炸和火灾：4）较强的电磁辐射对人体的健康有很大的膨响。生物机体在射频电磁场的作用下，可吸收一些辐射能搔，并产生生物效应一热效应。大搔的射频电磁场会引起人体出现乏力，胸闷，易激动。当然本文主要讨论的是干扰对工业控制的膨响，因此我们着重与工业影响的危害。D干扰会造成一些精确计量设备的误读，使得计量的数据严重失真。如电流互感器，电压耳感器，功率变送器，转速传感器，振动传感器，流量传柳器等等，使得你所通过仪器仪表所取得的数据产生偏差和错误。2）扰会造成传感器采集数据的畸变，使采集得到的数据忽然变大或变小，超越控制的极限值，造成控制的误报,误停机，影响设备的平稳，稳定的运行。造成财产的损失与人身的伤害，3）干扰还会造成信息传播的失误，使得发送方与接受方表达的信息不一致，引起通信联络的错误。第2章干扰产生的机理与传播途径1.1. 电磁干扰的机理是当不希望的和多余的电压和电流影响设备性能时，称之为存在电磁干扰，这些电压和电流可以通过传寻、磁场辐射对受害设备产生有害的影响。电磁干扰必须同时具备三个因素：1）存在电熊干扰源：2）对此种类型的卜扰能量敏感的接收器；3）把能阮从干扰源耦合到接收器上，并对接受瑞系统性能产生明显恶化的媒质，或称耦合通道。1.2. 电磁污染源的分类表格24电破污染源分类分类设备名称污染来源与部件放电所致场源电晕放电电力线（配送电线）由于高电压，大电流而引起的静电感应，大地泄漏电流所造成辉光放电放电管白光灯、高压水银灯及其他放电管弧光放电开关、电气铁道、放电管点火系统、发电机、整流装置火花放电电气设备、发动机、汽车等发电机、整流器、放电管、点火系统等工频交变电磁场源大功率输电线、电气设备、电气铁道高电压、大电流的电力线场电气设备射频电磁场源无线电发射机、雷达广播，电视与通信设备的振荡与发射系统高频加热设备、热合机、微波干燥机工业用射频利用设备的工作电路与振荡系统理疗机、治疗机医学用射频利用设备的工作电路与振荡系统家用电器微波炉、电脑、电段灶、电热毯功率源为主移动通信设备手机、对讲机天线为主建筑物反射百层楼群以及大的金属机构墙壁、例筋、吊车2. 3.电磁干扰传播的途径一般电磁卜扰途径是一致的，主要分为电磁传导、辐射和感应福合。工业中使用的较多的，卜扰产生也是较大的设备为变频器，它改变了过去我们为了达到平稔启动与线性启动采用傻大笨粗的直流电动机启动的方式，采用变频器加交流电动机的方法有效达到/,启动电流小，启动平稔，线性度高，体积小，性能稳定，维修少等直流电机具备和不具备的优点。因此我们在此也以变频器为例，谈谈电磁干扰的传播途径。(D电磁传导干扰变频器的整流侨对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波扰。电磁传导扰与辐射卜扰相