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一叶岂可障目 干扰必须消除

日期:2012年6月5日 10:32

最近拜读了某技术刊物刊发的关于电磁干扰与防治方面的文章,我们拜读以后,深受启发,在本单位读者中也引发广泛讨论,作者结合多年工作实践谈一点体会,以期望与广大读者共同关注电气设备的安全稳定运行。
发电厂、变电站由于生产过程繁长且环节较多,故而受到各类干扰是必然的。在所有的干扰源中,以电场和磁场对测量仪器仪表及继电保护、安全控制装置等影响较大。
一、干扰的危害
众所周知,测量仪表是电业工作者的“眼睛”,在一般情况下,继电保护和安全自动装置是电力系统的“守护神”,当干扰未造成较大影响时往往容易被大家忽视,普遍轻视干扰信号是生产现场较常发生的,对干扰究竟有多大危害没有足够的认识。首先,干扰信号可使测量仪器仪表的准确度、特别是数字显示仪表指示失准,使我们的测量结果偏离实际值,轻则影响设备监测、监视(如220千伏隔离开关分合操作产生的高频干扰对测量仪表的指示),重则影响安全生产和经济效益(如有功电度的计量、升压站设备投运前的试验等);其次,干扰信号可导致开关电路翻转,并使数字电路中发生误传数据或地址,造成逻辑紊乱、计算程序错误或数据丢失,严重时引起保护延时、误动、拒动或装置死机等,较强的干扰信号还可造成电力电子设备的性能降低、以致设备损坏等。再者,断路器操作送电空载线路产生的高频振荡诱发线路电压互感器回路谐振烧毁设备。
二、干扰的来源和干扰方式
复杂和恶劣的工作环境是产生电磁干扰的源头,电气设备不仅直接和间接地受到外部如:焊接作业的电火花、设备操作过电压、大气环境过电压、无线对讲设备高频电波、大容量电机和开关设备如35千伏以上升压站隔离开关分合操作以及直供馈线停投操作、电力系统接地故障时工频故障电流流入接地网上不同两点间将呈现较大电位差(其最大值可达每千安故障电流10伏特)、恶劣天气雷击等等的外部干扰。有时也受到内部电气设备本身产生的干扰,如机端励磁或硅整流励磁系统输出中高次谐波对本机转子保护等的干扰,电压波动、系统多点接地电位差,(无蓄电池的)变电站继电保护电源滤波不好或浮充电供电品质差等的内部干扰。
由于电磁干扰方式不同又可将其叫做辐射干扰如:在电气设备周围进行焊接作业、无线对讲机联系、高压试验等形成电磁场直接对设备产生的干扰。有由于设备布局、布线不合理,相临或相连设备之间存在有电容、电感或者绝缘薄弱漏电的耦合型干扰等。由多处(点)对一个测量装置同时出现表现为共模干扰的干扰源有影响较小的特点,实践经验表明仅有1伏、2伏。干扰信号与测量信号叠加起来使测量装置大副偏离实际值的差模干扰要重点防范。
三、预防和减少干扰的措施
1、 隔离:例如采用光电耦合器使电气测量的开关量信号在电气上完全隔离,又可实现地电位的隔离,对抑制共模干扰尤为有效;采用隔离变压器,如电压、电流、直流逆变电源、导引线保护等,避免将弱电信号线与电力线放在同一根电缆线中,将信号电缆、控制电缆、电力电缆分层敷设;避免测量回路与强电回路采用同一接地线等。
2、 屏蔽:a电场屏蔽良导体制成的法拉第笼接地良好以保证零电位,阻止屏蔽设备外的电场进入屏蔽体内部。b磁场屏蔽,在低频段要采用导磁材料较好的硅钢等金属作为屏蔽体,使干扰磁场的磁力线沿磁阻较小的屏蔽层通过,以减少干扰磁场穿入屏蔽体内;在高频段采用上述两种屏蔽方式,利用屏蔽体阻止高频电磁场在空间的传播:利用金属导体对电磁波的反射衰减和吸收衰减,在电磁波入射到金属屏蔽层时由于波阻抗的不同一部分被反射,另一部分在金属屏蔽层形成涡流而损失,即吸收损耗。如采用带有铠装铅包屏蔽层的控制电缆其屏蔽层在升压站和控制室两端可靠良好接地,可以有效削减地电位升高对仪表和继电保护的干扰;电缆有中间过度或中继连接时要处理好屏蔽层的连续性;不要认为信号电缆是低压设备而忽视其绝缘状态,要保证测量电缆有良好的绝缘层或干燥环境;测量回路的二次插件的屏蔽层要在保护屏处可靠接地;禁止用电缆芯线两端接地做为抗干扰措施。
3、 接地:例如电压互感器二次中性点的接地与电流互感器二次电流回路的接地宜选择在控制室接地;高频保护的二次电压电缆回路的接地点与一次接地线的接地点有3到5米的距离,有时要用多根导线接地;继电保护的交流电压、交流电流和直流进线有时为消除高频干扰在进入测量装置前先经电容接地,经过抗干扰后引入装置的走线还应远离直流操作电源线及高频回路的导线,不要习惯性地将同一方向的进线捆帮在一起等。
4、 其它措施:对继电保护的测量继电器要进行1兆赫兹脉冲群干扰试验、静电放电试验(一般选8千伏试验电压)、辐射电磁场试验和快速瞬变干扰试验;对有可能在继电保护装置周围使用对讲机的场所,进行无线电信号干扰试验,否则在其附近禁止使用无线对讲机或改进屏蔽措施;敷设二次电缆要选好位置,尽量远离高压母线和避免与之平行,尽量远离电容式电压互感器等电容设备,动力电缆与控制电缆不要放在同一电缆层架,信号电压较弱的电缆尤其要远离电力或信号电压较强的电缆,合理布置和安排电缆走向以减少和消除寄生电压的干扰;提高设备自身的抗干扰性能,采用性能可靠的滤波装置使整流后的输出电压波纹系数小于5%;加强接地铜排的维护保养消除氧化和腐蚀对接地性能的危害,保护屏或保护装置的接地是否可靠(应有两各以上的接地连接点)、接地电阻是否符合反措要求要定期检验。