电力设备电磁兼容问题研究

   2006-08-04 安规与电磁兼容网2300

四、抑制电磁干扰的措施 

在任何系统中,形成EMC必须具备3个基本条件(称电磁干扰三要素):存在干扰源、有对干扰源敏感的接收单元、有把能量从干扰源耦合到接受单元上的通道。
根据电磁干扰的类型和特点,一般采取屏蔽、滤波和接地方法抑制电磁干扰。
1.干扰传输通道抑制
(1)屏蔽可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽3种,一般采取电磁屏蔽的方法来防止交变电磁场产生的干扰。屏蔽有两个目的:a、限制设备内辐射的电磁能量泄露到外部;b.防止外来的辐射干扰进入设备,干扰设备的正常工作。
a.电场屏蔽法
最简单的措施是在感应源与受感器之间用金属隔板接地,以抑制寄生电容耦合,实现电场屏蔽。对电场干扰较强的,则用高导电率金属罩接地效果更好。
b.磁场屏蔽法
磁场又分低频磁场和高频磁场,针对不同磁场应采取不同措施。对低频磁场可用高导磁材料做屏蔽体来实现磁场屏蔽,但被屏蔽的元器件在平行于磁场的方向不得出现缝隙,以避免漏磁。对高频磁场由于存在电场分量和磁场分量,则要求采用电场屏蔽和磁场屏蔽同时进行。但铁磁材料防高频磁场只限于100kHz以下,更高频的磁场还需采取特殊措施,为防止缝隙、孔洞漏磁,要尽可能减少缝隙或增加缝隙深度,在孔洞处加盖金属罩,如有凸出的金属轴必须可靠接地或加装波导衰减器等。
当要屏蔽的磁场很强时,屏蔽材料会发生饱和,一旦发生饱和,就将丧失屏蔽效能。遇到这种情况,可采用双层屏蔽,第一层采用低导磁率材料,不易饱和;第二层采用高导磁率材料,但易饱和。第一层屏蔽先将磁场衰减到适当强度,使第二层屏蔽不会饱和,而使高导磁率材料能充分发挥屏蔽效果。
(2)滤波
滤波技术是滤除电源干扰的有效措施。一般来讲,电源污染形成的干扰最为常见。随着电子技术的迅速发展,开关电源的应用日益普及。为此,从消除开关电源产生的电磁干扰角度看,还应考虑采用EMI滤波器。EMI滤波器的设计与传统滤波器不同,除了要对电磁干扰的高频带给以尽可能的衰减外,还要求在截止频率下,尽量使电源、负载阻抗和滤波器相应元件阻抗接近,并遵循两条基本原则:DFs安规与电磁兼容网
a.滤波器的串联电感要接到低阻抗电源或低阻抗负载;
b.滤波器的并联电容要接到高阻抗电源或高阻抗负载。这样才能提高EMI滤波器的实际应用效果。
滤波器的正确安装方式也很重要,如在线路板上安装,电磁干扰直接进入滤波器,就会降低滤波效果,所以滤波器必须屏蔽。
(3)接地
接地是电路、设备、系统工作的基本技术要求之一,也是防止干扰的最基本的方法之一。因为接地可以使电路中的干扰电流回归大地,因此,正确的接地可以有效地抑制干扰信号对其它设备的影响。
接地、滤波和屏蔽3种基本方法都可以增强电磁设备的电磁兼容性,既可以单独采用实施,也可以相互补充采用。譬如,设备的可靠接地可以防止静电干扰,而降低设备对屏蔽的要求;良好的电磁屏蔽能够有效防止电磁辐射干扰,可以适当放宽对滤波电路的要求。从对总体的作用考虑,良好的接地可以降低干扰频率的能量;屏蔽能够隔离电磁辐射耦合的途径,降低辐射的能量;而滤波则可以对通过电源传导的干扰能量进行衰减。

2.时间分隔
时间共用准则就是把干扰与被干扰设备分时间段开启,避免在同一时间段,同时使用互相干扰的设备。
3.频率管理措施
频率管理包括频率管制、频率调制、数字传输和光电转换。频率管制指设备中相同频率的设备避免共同使用,并且要注意它们之间的倍频干扰。频率调制技术是将设备使用频率二次调制,避开干扰频率。数字传输指将模拟信号转换成数字信号进行传输,这样,可以最大限度地防止各种干扰。企业有条件,可以试用光电转换和光电传输技术,因为光电信号具有非常高的信噪比和抗干扰能力。
4.空间分离
地点和位置的选择、自然建筑物的隔离,设备安装角度控制、电场和磁场矢量方向控制。即采取回避和疏通的技术处理,合理的利用建筑物形成的自然隔离,选择恰当的安装位置和方向,最大限度地控制电磁兼容性不好的设备带来的干扰。例如,在安装监测仪时就必须合理选择发射与接收支架的方向,并且尽可能地远离电梯、电视和计算机。

 
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