可靠性控制的第二个环节是文件和资料控制。企业应根据最新的电磁兼容标准形成自己的电磁兼容文件, 如企业标准的电磁兼容部分, 企业的电磁兼容控制作业指导书等, 国家标准或国际标准并非针对各企业特定的产品,企业应根据自己产品的特点制订一个合适的标准限值控制裕度,如果没有一定的测试裕度,在生产中就很难控制保证80%的置信度。如果设置的裕度量太大,又会造成不必要的成本浪费。电磁兼容的标准更新较快,测试条件要求严格,如果企业对执行标准的有效性有不明确的地方应及时向权威机构咨询,适时更新本企业的执行标准。
其次是采购控制,元件的采购一般都有一个质量确认的过程,整机厂家应主动向元件供应商提出电磁兼容的性能要求,有条件的要求元件供应厂家提供第三方的检验证明。
最要脚踏实地做好的工作是过程控制,如果一个产品的设计通过了电磁兼容型式认可的话,生产过程只要严格按照设计文件操作就可以了,关键工序的控制和其他的质量管理控制没有什么不同,设计文件中一般包括一份设计规格书,对屏蔽、关键件安装、扎线等工艺作了明确的图示,如果没有应向设计部索取。日常生产的抽样检验和试验应该坚持,及时发现问题反馈给设计部门以消除隐患。
必须严格把关的是关键件控制,关键件的控制主要是在确认新的元件供应商时应作相应的电磁兼容测试,生产过程中这些元件必须经过专门的电磁兼容责任工程师审核和确认后才可以更换。
最后是电磁兼容性能的一致性保证,生产过程中元器件更改和替换是常有的事,如果要求生产的产品和认证的样机具有同样的电磁兼容性能,实现这一点有一定的难度,但可以通过完善控制程序,使更改后的电磁兼容性能不致降低。为了保证生产的产品性能与认证样机一致,控制的主要环节是企业必须指定一个电磁兼容质量负责人,他应对更换和替代的元件进行审核和确认,如无法确认,则应将更改后的样机与认证样机进行测试比对来确定。
四、改善电力自动化设备电磁兼容性能的途径
在产品研发过程中,需要专门由研发人员和电磁兼容工程师专门针对电磁兼容问题进行合作,共同攻关。其内容主要是针对电力系统最常见的干扰采取相应的抑制措施,这些干扰为:静电放电、快速瞬变脉冲群、高频干扰、雷击浪涌干扰(统称瞬态脉冲干扰)等,此外,还有一些诸如电晕放电;高电压、大电流的电缆和设备向周围辐射的电磁波;高频载波、对讲机等辐射;附近电台、通信站等的辐射骚扰;以及来自供电线路的谐波、电压暂降、突降等“电能质量”方面的干扰。研发人员如何在设计、生产产品的过程中,完善产品抵抗干扰(抗传导、抗辐射)的能力,就是一项很细致、很具耐心的工作。根据近几年的实践工作,总结出产品研发过程中的电磁兼容设计所应遵循的一些要点。只要在产品研制中,贯穿和遵循这些细则,相信对提高产品的电磁兼容要求, 能起到事半功倍的效果。
这里以条例的方式一一列出,为了清晰明了,把它们归为方案设计、结构设计、电路与线路板设计、电缆设计四种类别。
1、 方案设计
1) 明确所开发的设备或系统要满足的电磁兼容标准. 有时根据用户的要求或实际情况(例如,周围有高灵敏度的接受机,或产生强干扰的设备),需要提出专门的电磁兼容要求,
2) 设计接口电路,尽量使用平衡电路,必要时,可以在接口电路上使用隔离变压器、光耦合器件等提高抗共模干扰的能力。
3) 电路中尽量避免使用高速的脉冲信号,脉冲信号的上升/下降沿尽量平缓,模拟电路的带宽尽量窄。
4) 尽量使用大规模集成电路,这样可以获得很小的环路面积,提高抗扰性和减少发射。
5) 确定系统中的关键电路部分,包括:强干扰源电路、高度敏感电路,考虑对这些电路采取隔离措施(局部屏蔽、滤波)。
6) 根据系统工作原理和地线设计原则,画出系统地线图,不同性质的电路使用不同的地线,不同的地线用不同的符号表示。
7) 确定需要采取那些干扰抑制措施,例如屏蔽、滤波等,需要屏蔽的效能和滤波性能(包括频率范围、衰减量等)。
8) 电缆线分组,将信号线按高频、低频、数字、模拟、电源等特性分组,不同组的信号不要安排在一根电缆内,否则不但容易造成相互干扰,而且不利采取滤波措施。
2、 结构设计
1) 首先确定制造屏蔽机箱的材料,看是否有低频磁场的屏蔽要求,如果没有,可以选择铜、铝、钢等常用的材料做屏蔽材料。如果有,需要采用合金等高导磁率的材料。
2) 确定机箱上需要低阻抗搭接的部位,对于永久性搭接,最理想的方法是焊接。对于非永久性搭接的方法是, 一般采用电磁密封衬垫,选用什么种类的电磁密封衬垫,综合考虑屏蔽效能、密封衬垫的安装方式、电化学相容性、价格的因素。
3) 进出屏蔽机箱的电缆是否采取了措施,例如屏蔽或滤波(屏蔽一般对频率较低的干扰作用较好,高频时效果取决于屏蔽电缆的结构和屏蔽层的端接方式),电缆的屏蔽层与电缆两端的机箱是否满足“哑铃模型”的要求。
4) 对于传输频率较低的信号的电缆,或一端没有屏蔽屏蔽体的电缆,在电缆端口处采用滤波是最好的解决方案。
5) 如果使用了滤波连接器或滤波阵列板,在它们与机箱之间要安装电磁密封衬垫。
6) 电源线滤波器的外壳要直接搭接在金属机箱上,电源进线要尽量短。
7) 机箱上的缝隙或孔洞应尽量远离强辐射源(例如导线、电缆、线路板等)或敏感电路。
8) 显示窗口的处理:如果使用屏蔽玻璃,在屏蔽玻璃与机箱之间必须使用电磁密封衬垫。
9) 对静电放电路径附近的敏感电路进行电磁屏蔽,屏蔽层接到电路地上。
10) 如果所采用的是非屏蔽机箱,要在电缆入口处设置一块较大的金属板,为电缆接口处的滤波、电缆屏蔽层端提供条件。