电气工程中自动化设备的抗干扰策略研究

2020-01-08张沫然董冠辰王淑娴李玥琛

通信电源技术 2020年6期

张沫然，董冠辰，王淑娴，李玥琛

（山东科技大学，山东济南 250031）

0 引言

电气工程中自动化设备运行可靠性，将直接影响到工程运转安全性与稳定性。鉴于电气工程运转特殊性，必须主动规避相关危险因素，杜绝危险隐患发生，提高电气工程运行质量与安全。通过对自动化设备运行工况分析，发现部分干扰因素的存在，影响到设备运行安全性。电气工程规划设计时，编制相应抗干扰作业书，确保在抗干扰措施执行下，可提高电气工程自动化设备运行整体稳定性。

1 干扰因素

1.1 电磁信号

当电气工程自动化设备运行时会受到一定电磁信号的干扰。通过对电磁信号进行分析可知，电磁干扰分为内部电磁干扰与外部干扰。鉴于电磁信号干扰的危害性较大，则必须对电磁信号进行有效处理抑制[1]。

1.2 信号传导

电气工程自动化设备使用过程中存在传导干扰和辐射干扰，影响到信号传输质量与安全。主要产生的原因是：电磁信号与电压信号的相互转化下，导致信号传导工作受到直接影响。

1.3 电位差

电气工程设备自动化管理运行时，各个区域的电位并不相同，由于电位差的存在，则会对电气工程设备运行造成一定影响。在处理该问题时，可安排相关工作人员对自动化设备安装进行检测，及时发现电位差并进行安全评估，以第一时间处理相关问题。

1.4 电压干扰

二次回路产生的干扰电压会对自动化设备运行安全造成严重影响。因此，必须对二次回路产生的电压进行有效控制，以提高设备运行安全性与可靠性[2]。

2 抗干扰策略

2.1 设计方案优化

自动化设备运行时，设备制造线路与参数，直接影响到后续运行安全性与可靠性。为有效提高设备抗干扰性能，则可对线路板设计方案进行优化。在线路板设计时增加充足板间电容，以有效处理线路板出现的各种脉冲信号。在对设计方案进行合理优化后，则可以有效控制电路板出现干扰因素，减少线路之间出现串扰耦合，提高自动化设备运行安全性。

此外，电气设计工作人员开展自动化设备设计工作时，必须对线路板进行科学布局设计，避免后续线路板运行时产生内部干扰因素，影响到设备运行安全性。开展设计方案优化时，可有效降低布线长度，增强电子设备的整体抗干扰能力。当自动化设备的设计方案得到优化后，为确保电气自动化设备运行达到基本工作要求，工作人员必须对设计新设备进行性能调试。对于凡无法达到电气工程标准安全要求的产品，则一律进行退回，确保优化后的自动化设备运行性能达到预期工作目标[3]。

2.2 信号传导管控

在电气工程信号传导过程中会产生一定干扰因素，对信号传导的最终效果造成影响，若未对其干扰问题进行有效处理，长期以往会对电气工程自动化设备运行造成很大干扰。例如，正电信号传导过程中，线缆的长度与线缆的设计绝缘性能，都会对信号传输产生一定干扰。因此，为提高信号传导效果，必须开展相关抗干扰措施，工作人员可从如下多个方面入手。

第一，当电气工程信号传输时，可设计专属信号传导信道，避免对正电信号造成直接干扰；采取负电平传输工作方式，以有效抑制外界干扰因素对信号传输的影响。

第二，电气工程自动化设备运行时，会产生一些易受到干扰的信号。为避免相关信号受到外界环境干扰，则可开展分开线路传输，以合理增强信号传输的抗干扰能力。

第三，在信号传输过程中，线路中一旦出现干扰问题，则会直接影响到信号传导安全。为此，可在信号传输时引入电容滤波，对传输信号进行合理调整，以有效控制信号传输安全性。

第四，当信号传导时，必须保障信号线路与输电线路之间存在一定距离。部分地区开展抗干扰工作时，采取双绞线方案进行信号传输，不仅有效保障信号传输质量与安全，而且降低了电磁对信号的直接影响。

第五，在进行信号传导时，可合理引入自带屏蔽层的电缆，有效提高输电线缆的绝缘性能，提高信号输送安全性与可靠性。

第六，鉴于电气工程自动化设备运行的特殊性，可对数字信号与模拟电信号进行分开传输，以有效避免自动化设备受到干扰因素影响。

2.3 开关电源保护

电气工程中开关电源会直接产生干扰因素，影响到自动化设备运行稳定性。因为电源的连接与断开状态，都会产生一定的瞬时电压与电流，进而产生一定干扰因素，降低设备运行安全性。在瞬时电压电流影响下，对小功率电气设备会造成很大干扰影响，若部分设备仪器无法承受瞬时电压冲击，则直接影响到设备运行安全。例如，在电气工程运行时，开关电源进行启停，相关周边显示器的电源连接则会出现瞬间中断，此时显示屏会出现短暂的闪屏情况，影响到电气显示设备运行安全性。为有效规避该问题的出现，电气工程人员对开关电源进行规划布局时，必须开展统筹规划工作，对电源线路的布局设计方案进行优化，并对开关电源进行继电器保护处理。由于电源线路的复杂性，可利用计算机系统构建三维空间模型，以分析电源线路设计方案可行性与可靠性。为避免电源出线与进线出现冲突，影响到电源运行可靠性，设计工作人员可从如下多个方面进行入手。

第一，开展电源连线设计时必须进行科学合理规划，严谨地对开关连线进行施工安装监督，确保连线工作的质量与安全，保障开关电源运行整体安全性与可靠性。

第二，为加强开关电源的抗干扰能力，则可在电源设备周边设置屏蔽层。

第三，对开关电源的指示灯线路进行处理时，必须对指示灯线路进行合理优化，以降低线路的总长度，降低设备受到更多干扰因素影响。

开关电源的运行质量，直接影响到电路运行安全，必须对开关电源进行有效抗干扰处理，降低电源运行干扰因素。

2.4 滤波器运用

实际上，工作人员可选择适当的滤波器，以对自动化设备干扰因素进行有效处理。滤波器主要可以对快速变化的电力产生的电磁波进行过滤，降低设备线路产生电磁波的干扰危害，以有效提高设备的自动化抗干扰性能[4]。

在自动化设备运行过程中，设备自身并没有抗干扰能力，必须通过配置相应滤波器，以增强自动化设备抗干扰能力。但滤波器型号的选择非常重要，若没有选择合适滤波器，则无法充分发挥出滤波器工作效能。为此，工作人员必须对电气工程自动化设备干扰实际情况进行评估，基于不同设备出现的干扰问题，选择适宜滤波器进行抗干扰处理，充分发挥出滤波器设备工作价值。

电气工程运行时，必须对输出线缆进行一定保护，避免输出线缆长时间暴露在外界环境中产生一定量谐波，对自动化设备运行造成一定影响。同时，大量谐波的产生，则会对设备的信号接收造成一定影响，导致滤波器无法发挥出相应工作效能。因此，在对滤波器进行安装时，应当确保滤波器具有良好的接地状态，以充分发挥出滤波器工作效能，提高自动化设备抗干扰能力，保障电气工程自动化设备运行安全性与可靠性。

2.5 新材料应用

目前，材料工程已经取得重大突破，很多新型材料被投放到市场当中，如聚乙烯、钛合金、复合金属材料等。相应厂家进行自动化设备设计制造时，可评估设备自动化运行出现的干扰系数，基于电气工程运行安全标准，对自动化设备生产加工工艺与材料进行优化，合理选择最佳制造材料，降低设备运行出现干扰因素概率，提高自动化设备运行安全性与可靠性。