关于工业现场电气干扰的分析和解决方法浅

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1．电磁兼容性EMC

●电磁兼容性EMC（ElectroMagneticCompatibility），EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

●国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是

●EMC包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。

EMI，电磁干扰度，描述一产品对其他产品的电磁辐射干扰程度，是否会影响其周围环境或同一电气环境内的其它电子或电气产品的正常工作；

EMI又包括传导干扰CE（conductionemission）和辐射干扰RE(radiationemission)以及谐波harmonic。

EMS，电磁抗干扰度，描述一电子或电气产品是否会受其周围环境或同一电气环境内其它电子或电气产品的干扰而影响其自身的正常工作。

2.电磁干扰分类

●电磁干扰进入设备可分为二大类、即传导和辐射。

辐射干扰：干扰信号是通过电磁波辐射传播的（空间场传播）。

传导干扰：干扰信号是通过干扰源和被干扰设备之间的公共阻抗进行传播的。

以上二种干扰传播方式可能互相转换，辐射干扰可以通过导线转换成为传导干扰，而传导干扰又可通过导线形成辐射干扰。

3.干扰形成的条件

干扰要发挥作用，造成不良的影响，必须满足一定的条件。即：传导和辐射电磁能量的干扰源、干扰传递的途径、对干扰敏感的接收设备。只有这3个条件同时满足，干扰才会造成影响。

了解了干扰的形成条件，那么对干扰的分析可以从以下几方面进行：

3.1干扰源

1.来自空间的辐射干扰。

2.来自电源的干扰。

3.来自信号线引入的干扰。

4.来自接地系统混乱的干扰。

3.2传递途径

相对于干扰源来说，除空间的辐射传播外，其他干扰传递的途径最终都是由导线

传入的。

4.常用抗干扰措施说明

根据电气干扰的来源和干扰途径，常用的抗干扰措施有：科学布局、滤波、电气隔离、屏蔽、接地。

4.1科学布局：

离干扰源越远所收到辐射的能量越小，导线越短时所收到的辐射干扰越小。

可以通过远离干扰源的方式，发现较强的干扰源，在条件允许的情况下远离干扰源。尽量缩短设备见的连线，信号线越短越不容易收到外界的干扰。

4.2滤波：

是利用滤波器来抑制传导干扰，大部分用于抑制低频或中频干扰，抑制的频率可达MHz。常用的滤波器有T型滤波器，π型滤波器，L型滤波器及C型滤波器、电容低通滤波器和电感低通滤波器等。

4.3隔离：

经导线传输是干扰传输的主要方式，经导线引入表现为干扰经电源线、信号线、控制线入侵。经信号线和控制线入侵的干扰一般可以采用光电器件隔离和隔离变压器。对模拟输入信号，还可以用专门隔离放大器隔离，我们将信号的输入回路与主回路在电气上隔离。

4.4屏蔽：

屏蔽是限制内部的电磁能量越出某一区域和防止外来的能量进入某一区域。一般常用于限制隔离和衰减辐射干扰，屏蔽的实质是由具有良好导电性能的金属材料制成的一个全封闭的壳体。

常见的措施有将器件装入软磁材料（如铁板）制成的金属壳内。

还有广泛采用屏蔽电缆传递电信号。1.屏蔽体单端接地，有时也称为静电屏蔽。2.传输线用电缆进行可采用金属皮屏蔽方式。

4.5接地

接地方式，设备内部有各种不同目的的接地，他们之间不允许简单的相互连接，以免通过接地回路发生干扰影响。常见的接地有三种：

⑴保护接地设备金属外壳等的接地，以免危及操作人员的安全。相应

的接地线为保护地线PE；

⑵系统接地其接地目的是为系统各部分提供稳定的基准电位，要求接

地回路的公共阻抗尽可能小。相应的接地线为系统接地线SE。

⑶屏蔽保护及防静电接地电缆、变压器等屏蔽层的接地，目的是抑制电磁场干扰。相应的地线称为屏蔽及防静电地线FE。

现在一般采用TN-S方式（5线制）供电系统，它是把工作零线N和专用保护线PE在变配电室总等电位铜排一点分开的供电系统，在工厂专用保护线PE常常与设备及控制盘外壳相连接，固定在工厂内墙下部周围，在设备与控制盘外壳带电时专用保护线PE有大电流流过，PE线产生很高电压，易干扰设备控制系统，工业计算机控制的变频装置、直流装置、伺服装置、机器人装置及数据保护装置等系统地不能接入专用保护线PE，所以要再增加屏蔽保护及防静电接地线FE，原有供电系统改为为三相六线制即L1,L2,L3,N，PE,FE。PE和FE在变配电室总等电位铜排有电气联系，FE单独敷设电缆线至控制柜、盘、箱。屏蔽保护及防静电接地线FE用25mm2以上单芯护套铜线为宜。控制柜内需要独立设置FE铜排，一般铜排截面积3X40mm,长度mm以上为宜。

5.在设计/安装布线时常用抗干扰的实际应用方法与注意事项说明

5.1．干扰来源

对控制电柜，干扰有几种情况：

⑴器件之间电磁干扰，接触器、继电器电磁线圈，变压器，变频器等发出电磁干扰；

⑵线间电磁干扰，变频器输出电源线，中高频输出线等发出电磁干扰；

⑶供电电源，受干扰的不纯洁的交流ACV/ACV工频电源（多次谐波干扰，见下面说明）。

5.2．电柜布置

首先对图纸有着详尽了解，对元器件进行分类，基本分三大类：

(1)强电器件一类，包括接触器、空气断路器、加热供电器件、电压转换变压器等。

(2)弱电控制器件一类，包括交流变频器、直流控制装置、伺服控制装置、机器人控制

模块等。

(3)控制系统一类，包括PLC控制模块，微电压供电电源，输入输出控制转换接口等。