多功能电力仪表使用中的防干扰措施

时间:2017/7/26 11:20:30 关键词:多功能电力仪表,多功能电力仪表防干扰

多功能电力仪表中检测元件、显示仪表和控制单元共同组成测量控制系统,被测参数是由检测元件测量后转换为电信号再经过较长距离传送到显示仪表,控制器输出信号常常要经过较长距离才到达实行机构,这时被测参数的有用信号连同传输中引进的各种干扰信号都一起进入仪器仪表中,同样控制器输出的控制信号与干扰信号也可能一起进入实行机构。这样就造成仪表显示不正常,控制信号不准确,最终导致生产不正常,甚至造成事故。

干扰的来源

在实际应用中,干扰产生的原因很多,干扰的引入点也各不相同。在常见的化纤行业中,为了降低能耗、提高效率,经常需要使用变频器。变频器在使用时在一定的区域内能产生较强的交流磁场,当仪表的信号线从其附近通过时,由于电磁感应的影响必会受到干扰,这样就会在仪表的信号输入端之间出现交流干扰信号,即大家常说的“横向干扰”。

交流磁场干扰


当仪器的信号线在大功率交流电机等设备附近经过,会因为大功率交流电机等周围存在较强的交流磁场而产生横向干扰电势,有电磁感应定律知该感应电势与磁场强度和导线环的面积成正比,当交变磁场与导线环平面垂直时,这个感应电势会达到最大。如果大家把两根信号线绞合起来,可以大大减少信号线在磁场中的有效面积,进而达到抑制干扰的目的。此外对多功能电力仪表有干扰的还有地电流,如果仪表输入回路中有两个不同的接地点a、b,因为实际大地电阻不为零,当大地中流过电流时,会在两个不同的接地点a、b间产生电位差。这个电位差会使仪器仪表出现干扰电流ig.这个干扰电流ig在遇到信号线路电阻R1、R2时,就会产生干扰电压。

地电干扰


除了以上举例的两个干扰外,大功率变压器电焊机、交流电机大电流导线、雷电、电气开关关闭瞬间放电,电源变压器产生的漏电流都可能产生干扰。

3 抗干扰措施

首先,要防止和减少干扰必须要在源头抓起,设计电路系统阶段,设计者在仪表选型时,应选择抗干扰能力强的多功能电力仪表,选择干扰小的电气元件。例如选择干扰小的变频器,如果非要选用大功率的变频器时应添加额外设备:在变频器的电源输入端和变频器的输出端加无线电干扰抑制器,这样可以减少变频器对外界的干扰。

其次在安装时要注意:

(1)多功能电力仪表控制柜与变频电机控制柜不要相邻放置,控制柜之间应加挡板隔离;

(2)仪表地线、保护地线和屏蔽地线应该分别从大地作接地极引入控制室,接地电阻要小于4Ψ.同时一定要将接地线要与零线分开;

(3)在配线时信号线应选择相互绞合的屏蔽电缆,信号线要远离干扰源,一定要避免与动力电缆平行布线,两者也不可以放在同一个桥架。另外为了避免出现地电流的影响,信号电缆的屏蔽层不应在电缆两端同时接地屏蔽层只能在电缆的一端接地。这里要注意的是,检测信号线的屏蔽层应在显示仪表侧进行接地,控制信号线的屏蔽层应在被控单元端进行接地。例如,现场测温电阻信号线的屏蔽层要在仪表柜的接地排接地;仪表输出控制加热柜相关信号线的屏蔽层要在加热柜的接地排接地。这样,可以把信号传输过程中产生的干扰最大程度的排除掉。

多功能电力仪表

另外,对于特殊传感器,根据其信号线特别要求进行抗干扰选择。压电传感器是高阻抗传感元件,它主要的干扰是冲击和振动使信号线晃动,进而发生弯曲变形摩擦然后产生静电效应;此外还存在强磁场干扰和静电耦合干扰。因此,压电传感器的信号线不宜选用一般屏蔽线只能选用特制的低噪声同轴电缆。它能有效地防止电缆振动弯曲而造成的摩擦生电效应,也能减小静电耦合干扰。

4 干扰出现时的处理方法

在设计时采取有效的抗干扰蔽措施,施工时正确运用接地技术,基本可以解决多功能电力仪系统的干扰问题。结合现场例子来讲述一下遇到电磁干扰时的处理方法。在使用某种巡检仪时,发现仪器显示的温度与实际温度相差悬殊,此外还发现变频电机起动时,温度显示数据变化大,变频电机停止时,温度显示正常。于是采取措施把仪表柜与变频电机柜间隔,并且两者之间加上挡板隔离,信号电缆的屏蔽层接地,又把变频电机线单独放在一个桥架里。处理结果发现:干扰有一定程度减小,但仍然存在。此时大家可以知道该仪表的抗干扰能力比较差,同时变频器的功率大,干扰也比较大。

所以分析出情况应该是这样:当变频器电机起动时,产生较大的电磁干扰,电磁干扰作用于仪器的信号线,在信号线上产生一个叠加信号,该干扰信号与现场的温度信号一起进入测温仪器,从而造成温度显示出现错误。所以就必须把信号线上的叠加信号过滤掉,此时大家采用在仪表的输入端加电容滤掉干扰信号的方法。

电容滤波抗干扰

具体接线如图:这两个电容起到平滑滤波作用,它滤掉干扰电信号,使有用的信号进入仪器仪表。需要注意的是,电容容量不宜过大,如果电容量过大,起始充电电流就会很,当该电流超过仪器内部电路最大电流,就可能烧坏内部电路。对于一般的多功能电力仪表,选用0.47μF的电容,耐压值为63V以上。电容最好选用具有自我恢复功能的金属化纸介电容,如果没有金属化纸介电容,也可以选用云母电容。

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