继电器电磁干扰范文

2022-06-11

第一篇：继电器电磁干扰范文

继电器电磁干扰的分析及抑制

转载▼

(2012-06-06 10:38:50)

标签：

分类：其它知识继电器

摘要：本文主要介绍了对电气设备中继电器及其开关触点干扰抑制的机理，提出了抑制干扰的有效措施。

关键词：继电器电磁干扰分析抑制

1前言

随着科学技术的飞速发展，电子、电力电子、电气设备应用越来越广泛，它们在运行过程中会产生较强的电磁干扰和谐波干扰。其中，电磁干扰具有很宽的频率范围(从几百Hz到MHz)，又有一定的幅度，经过传导和辐射会污染电磁环境，对电子设备造成干扰，有时甚至危及操作人员的安全。特别是大功率中、短波广播发射中心，其周围电磁环境尤为复杂，要想保证设备安全稳定运行，电子设备及电源必须具有更高的电磁兼容性。

2电磁干扰的抑制

电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)是指由无用信号或电磁骚扰(噪声)对有用电磁信号的接收或传输所造成的损害。一个系统或系统内，某一线路受到电磁干扰的程度可以表示为如下关系式：

N=G×C/I

其中：G为噪声源强度;

I为受干扰电路的敏感程度;

C为噪声通过某种途径传导受干扰处的耦合因素。

从上式可以看出，电磁干扰抑制的技术就是围绕这三个要素所采取的各种措施，归纳起来就是：

(1)抑制电磁干扰源;

(2)切断电磁干扰耦合途径;

(3)降低电磁敏感装置的敏感性。

2.1抑制电磁干扰源

首先必须确定干扰源在何处，越靠近干扰源的地方采取措施抑制效果越好，一般来说，电流电压瞬变的地方(即di/dt或du/dt)即是干扰源，如：继电器开合、电容充放电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为干扰源。另外，市电并非理想的50Hz正弦波，其中充满各种频率噪声，也是不可忽视的干扰源。

抑制干扰源就是尽可能的减小di/dt或du/dt，这是抗干扰设计时最优先和最重要的原则。减小di/dt的干扰源，主要是在干扰回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现;减小du/dt的干扰源，则是通过在干扰源两端并联电容来实现。

抑制方法通常采用低噪声电路、瞬态抑制电路、稳压电路等，所选用的器件应尽可能采用低噪声、高频特性好、稳定性高的电子元件，特别要注意，抑制电路中不适当的器件选择可能会产生新的干扰源。

2.2切断电磁干扰耦合的途径

电磁干扰耦合途径主要包括传导和辐射两种。

所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰，抑制传导干扰主要是通过在导线上增加滤波器的方法切断干扰源，有时也可加隔离光耦来解决。滤波器分为低通(LPF)、高通(HPF)、带阻(BEF)、带通(BPF)等四种，可根据信号与噪声频率的差别选择不同类型的滤波器，对于要求较高的设备，则必须采用穿心滤波器。

辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰，对于辐射干扰，主要是采用屏蔽技术和分层技术。屏蔽技术是一门科学，选择合适的屏蔽材料，在适当的位置进行屏蔽，对于屏蔽效果至关重要，尤其是屏蔽室的设计。可供选择的屏蔽材料种类繁多，有各种金属板、铜丝网、导电橡胶、导电胶、导电玻璃等等，应根据需要进行选择。屏蔽室的设计应充分考虑门窗、通风口、进出线口的屏蔽与搭接，除静电屏蔽外，还应考虑磁屏蔽及接地。

2.3降低电磁敏感装置的灵敏度

电磁敏感装置的灵敏度本身具有矛盾的双重性，一方面，人们希望电磁敏感装置灵敏度高一些，以提高对信号的接收能力;另一方面，其灵敏度越高，受噪声影响的可能性也就越大。因此，应根据具体情况，采用降额设计、屏蔽设计、网络钝化、功能钝化等方法使问题得到解决。

电磁干扰抑制方法很多，可以选择一种或多种综合应用，但不论选择什么方法，都应从设计之初就着手系统电磁兼容性的考虑。

3继电器及其开关触点干扰的抑制

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子等设备中，是最重要的控制元件之一。继电器的开合本身所产生的电磁干扰是绝对不能忽视的，为保证各种设备的安全稳定运行，对继电器及其开关触点电磁干扰的抑制尤为重要。

3.1继电器线圈瞬变干扰的抑制

继电器线圈(以直流继电器为例)是感性负载，在电源断电瞬间会产生瞬变电压，有时高达几kV，如此高的电压足以损坏相关元器件;不仅如此，由于其含有丰富的谐波，可通过线路间的分布电容、绝缘电阻侵入控制系统，导致误动作。为防止元器件损坏、电路误动作等，就必须采取抑制措施，由于断路产生的瞬变电压能量大、频谱宽，仅仅采用滤波或隔离措施难以凑效，抑制瞬变干扰，通常采用如下几种常见的方式：

(1)并联电阻

图1为并联电阻抑制瞬变干扰电路，在图1中，K为电路的控制开关，L为继电器线圈的电感。该抑制电路的关键是正确选择所并联的电阻值，阻值过大起不了作用，过小增加功耗，且易烧坏开关触点。例如，48V直流继电器以并联1kΩ/5W电阻为宜，连接不必考虑电源的极性。

图1并联电阻方式

(2)并联二极管

图2为并联二极管抑制瞬变干扰电路，电源与二极管极性的相对关系不可任意改变。采用这种方式，能量损耗小，瞬变电压低，但是该种方式延长了放电时间，导致继电器线包延时释放，降低了动态响应性能。二极管峰值耐压应为负载电压的3倍以上。

图2并联二极管方式

(3)并联RC支路

并联RC支路如图3所示。该种方式抑制效果好，但使用元器件较多，R、C数值的选择与线圈的电感及内阻有关，与电源极性无关，通常R在10～100Ω之间，C在0.1～0.5μF之间，选用无极性电容器，且其耐压应高于电源电压的峰值。

图3并联RC支路方式

(4)其他方式

另外，还有并联电阻+二极管支路方式(如图4所示)和并联双向二极管或稳压管方式(如图5所示)。并联电阻+二极管支路方式中，电源与二极管的极性不能颠倒，采用这种方式能减少释放时间，提高动态特性。并联双向稳压二极管方式不必考虑电源极性，延迟时间短，但必须保证稳压二极管的耐压至少是电源电压的2倍。

3.2 开关触点干扰的抑制

断开继电器负载时，为防止开关触点产生火花放电，除了在线圈两端加能量释放通路外，也可在开关触点两端增加并联保护网络，一般最常用的是RC保护网络。该保护网络可延长接点的耐久性，防止噪音及减小电弧引起接点烧毁。图6为继电器开关触点干扰抑制的典型电路。

在图6中，R、C串联后跨接在开关触点两端，当开关断开时电感性负载中存储的能量通过RC网络放电，避免了触点间产生放电。R、C的选择应根据接点的电流和电压来确定，电阻R相对于接点电压为1V时，通常选择0.5～1Ω;电容C相对于接点电流为1A时，通常选择0.5～1μF。但是由于负载的性质和离散特性等的不同，必须考虑电容C具有抑制接点断开时的放电效果，在一般情况下使用200～300V的电容器耐压。电阻R的选择应考虑两个方面的因素，一方面，在开关断开瞬间，希望R越小越好，以便电感上存储的能量变成电容器上的能量;另一方面，当开关闭合时，希望R尽可能的大，以免电容器上的能量通过开关触点放电时电流太大而烧毁触点。一般情况下，开关触点间存在两种形式的击穿电压，即气体火花放电和金属弧光放电。要防止气体火花放电，应控制触点间电压低于300V;要防止金属弧光放电，应控制触点间的起始电压上升率小于1V/μs，并把触点间的瞬态电流控制在0.4A以下。

图7为一种改进型的抑制电路，即在电阻R上并联一只二极管D。在开关断开时，电感中的能量通过由R、C、D组成的电路释放，由于二极管正向导通，内阻很小，能量很快释放;当开关闭合时，充满电的电容C通过电阻R和开关触点放电，由于二极管是反向偏置不导通，释放电流仅从电阻R上流过，如R选取足够大，就不会引起触点烧坏。

另外，还可采用在开关触点两端并联稳压二极管的抑制电路，如图8所示。

图8并联稳压二极管方式

在图8中，当开关触点断开时，触点两端出现高电压形成火花放电，由于稳压管的稳压特性，使触点两端的电压不会大于电源电压的1.5倍，从而抑制了瞬变电压和火花。这种电路由于仅用一个元件，电路简单而且效果不错。

一般情况下，电感性负载比纯阻性负载更容易产生气体火花放电和金属弧光放电，只要选择适当的抑制电路，可以达到和纯阻性负载相同的效果。

由于抑制电路的种类很多，在此不再作详细介绍。

4结束语

随着信息技术的不断发展，电台自动化建设不断深入，干扰问题已成为制约系统自动化控制的瓶颈，如何减小相互间的电磁干扰，使各种设备和系统能正常运转，是一个亟待解决的问题。在采用不同的方法对电磁干扰进行抑制时，应分析其综合效应，并对所采用的干扰抑制手段的作用进行恰当的预估，才能获得较理想的效果。

参考文献：

[1] 蔡仁钢. 电磁兼容原理和预测技术, 北京航空航天大学出版社,1997

[2] 张乃国. 电源干扰与抗干扰, 华港出版社, 2003

(作者单位系国家广电总局2022台)

第二篇：电磁干扰标准清单目录

标准号标准名称对应国际/国外标准基础类标准

GB/T 4365-1995 电磁兼容术语

GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB 3907-83* 工业无线电干扰基本测量方法 GB 4859-84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法 GB/T 15658-1995 城市无线电噪声测量方法 GB/T 4365 1995 电磁兼容术语 IEC 50 (161) 1990 GB/T 6113.1 1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 CISPR16 1 1993 GB/T 6113.2 1998 无线电干扰和抗扰度测量方法 CISPR16 2 1993 GB 3907 83* 工业无线电干扰基本测量方法 CISPR16 1977 GB 4859 84* 电气设备的抗干扰特性基本测量方法 GB/T 15658 1995 城市无线电噪声测量方法

GB/T 17624.1 1998 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 IEC 61000 1 1 GB 17625.1 1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A) IEC 61000 3 2 GB 17625.2 1999 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制 IEC 61000 3 3 GB/T 17626.1 1998 抗扰性测试综述 IEC 61000 4 1 GB/T 17626.2 1998 静电放电抗扰性试验 IEC 61000 4 2 GB/T 17626.3 1998 辐射(射频)电磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 3 GB/T 17626.4 1998 快速瞬变电脉冲群抗扰性试验 IEC 61000 4 4 GB/T 17626.5 1998 浪涌(冲击)抗扰性试验 IEC 61000 4 5 GB/T 17626.6 1998 射频场感应的传导骚扰抗扰性试验 IEC 61000 4 6 GB/T 17626.7 1998 供电系统及所联设备的谐波和中间谐波的测量仪器通用导则 IEC 61000 4 7 GB/T 17626.8 1998 工频磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 8 GB/T 17626.9 1998 脉冲磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 9 GB/T 17626.10 1998 衰减振荡磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 10 GB/T 17626.11 1999 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰性试验 IEC 61000 4 11 GB/T 17626.12 1998 振荡波抗扰性试验 IEC 61000 4 12 GB/T4365-1995 电磁兼容术语(eq.IEC60050：1990) GB/T4859-1984 电气设备的抗干扰特性基本测量方法

GB/T6113.1-1995 无线电骚扰和抗扰度测量设备规范(eqv.CISPR16-l：1993) GB/T6113.2-1998 无线电骚扰和抗扰度测量方法(idt.CISPR16-2：1995) GB/T3907-1983 工业无线电干扰基本测量方法 GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB9175-1988 环境电磁波卫生标准 GB10436-1998 作业场所微波辐射卫生标准通用类标

GB 8702-88 电磁辐射防护规定

GB/T 13926.1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 GB/T 13926.2-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 GB/T 13926.3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 GB/T 13926.4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 GB/T 14431-93 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强 GB 8702 1988 电磁辐射防护规定

GB/T 14431 1993 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强

GB/T17799.1-1999 电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验 GB/T 13926.1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 IEC 801 1 GB/T 13926.2一92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 IEC 801 2 GB/T 13926.3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 IEC 801 3 GB/T 13926.4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 IEC 801 4 GB8702-1988 电磁辐射防护规定

GB/T15658-1995 城市无线电噪声测量方法产品类(产品族)

GB 4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值

GB 4824-1996 工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 GB 6833.1-86* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则

GB 6833.2-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范磁场敏感度试验 GB 6833.3-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验 GB 6833.4-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验 GB 6833.5-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验 GB 6833.6-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导敏感度试验 GB 6833.7-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范非工作状态磁场干扰试验 GB 6833.8-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范工作状态磁场干扰试验 GB 6833.9-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导干扰试验 GB 6833.10-87* 电于测量仪器电磁兼容性试验规范辐射干扰试验

GB 7343-87* 10kHZ～30MHZ 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 GB 7349-87* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 GB 9254-88 信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法

GB 9383-1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 GB 13421-92 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法

GB 13836-92* 30MH2～1GH声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法

GB 13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 GB/T 13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 GB 13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 GB 14023-92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值

GB 15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB 15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值

GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB 15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB 15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB/T 16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法

B 16787-1997 G 30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 GB 16788-1997 30MHz～1GHz声音和电视信号电缆分配系统抗扰度测量方法和限值 GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值(eqv.CISPR14:1993)

GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准(idt.CISPR14-2：10997)

GB 4343 1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 CISPR 14 1993 GB 4343.2 1999 CISPR 14 –2 1993 GB 4824 1996 工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁干扰特性的测量方法和限值(替代GB4824.1～1984) CISPR 11 1990 GB 6833 1987* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范

GB 7343 1987* 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 CISPR 17 1981 GB 7349 1987* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 CISPR 18 1986 GB 9254 1988 信息技术设备的无线电干扰限值和测量方法 CISPR 22 1997 GB/T 17618 1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法 CISPR 24 1997 GB 9383 1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 CISPR 20 1990 GB 13837 1992 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 CISPR 13 1996 GB/T 13838 1992 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 CISPR 20 1990 GB/T 13839 1992 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 CISPR 20 1990 GB/T 13836 1992 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法 IEC 728 1 1986 GB 15949 1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 IEC 728 1 1986 GB 16787 1997 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 IEC 728 1 1986 GB 16788 1997 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统抗扰度测量方法和限值 IEC 728 1 1986 GB 13421 1992 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法 GB 15540 1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法

GB 14023 1992 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动装置的无线电干扰特性的测量方法和允许值 CISPR 12 1990 GB 15707 1995 高压交流架空输送电线无线电干扰限值 CISPR 18-1986 GB/T 15708 1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰测量方法 GB/T 15709 1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB 15734 1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB 17743 1999 荧光灯和照明装置无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR 15 1995 GB/T 17619 1998 汽车用电子装置的抗扰度试验方法及限值欧标72/245/EEC GB/T 16607 1996 微波炉在1GHZ以上辐射干扰测量方法 CISPR 19 1983 GB/T6833.1-1986 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则(HP 765.001-77) GB/T6833.2-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范磁场敏感度试验(HP765.002-77) GB/T6833.3-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验(HP765.003-77)

GB/T6833.4-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验(HP765.004-77)

GB/T6833.5-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验( HP765.005-77) GB/T6833.6-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导敏感度试验(HP765.006-77) GB/T6833.7-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范非工作状态磁场干扰试验(HP765.007-77)

GB/T6833.8-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范工作状态磁场干扰试验(HP765.008-77)

GB/T6833.9-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导干扰试验( HP765.009-77) GB/T6833.10-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射干扰试验(HP76.0010-77) GB/T7343-1987 10kHz～30MHZ(CISPR17：1981)无源无线电干扰滤波器和抑制元件特性的测量方法

GB/T7349-1987 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法

GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值(eqv.CISPR14:1993)

GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准(idt.CISPR14-2：10997)

GB9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法(idt.CISPR22：1997) GB/T9383-19992 声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限值和测量方法(idt.CISPR20：1998)

GB/T12190-1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法(ref.IEEE299-69，MIL-285) GB12638-1990 微波和超短波通信设备辐射安全要求

GB/T 13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 GB/T 13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 GB 9383一1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 GB13836-1992 30MHz～IGHZ声音和电视信号的电缆分配系统设备和部件辐射干扰特性允许值和测量方法(idt.IEC 60728-1:1986)

GB13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法(eqv.CISPR13：1996)

GB14023-1992 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法和允许值(eqv.CISPR12：1990)

GB/T14598.13-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分1MHZ脉冲群干扰试验 GB/T14598.14-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分静电放电试验 GB15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法城市无线电噪声测量方法

GB15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值(eqv.CISPR18：1996) GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法(eqv.CISPR19：1983) GB16787-1997 30MHZ～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值(idt.TEC60728-1:1991)

GB16788-1997 30MHZ～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值(idt.TEC60728-1:1991 GB/T 12190一1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法(ref.IEEE299-69，MIL-285) GB/T14598.10-1996 电力继电器第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验第4篇：快速瞬变干扰试验

GB/T17618-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法

GB/T17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

GB/T17625.1-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流<16A)

GB/17743-1999 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法系统间类

GB 6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB 6830-86 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值

GB 7432-87* 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7433-87* 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7434-87* 架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7495-87 架空电力线路与调幅广播收音台的防护问距 GB 13613-92 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB 13614-92 短波无线电测向台(站)电磁环境要求 GB 13615-92 地球站电磁环境保护要求 GB 13616-92 微波接力站电磁环境保护要求 GB 13617-92 短波无线电收信台(站)电磁环境要求 GB 13618-92 对空情报雷达站电磁环境防护要求

GB/T13620-92 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 GB6364-1986 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB6830-1986 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值

GB/T7432-1987 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB/T7433-1987 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰指标 GB/T7434-1987 架空明线载波系统抗无线电广播和通信干扰指标 GB7495-1987 架空电力线路与调幅广播收音台的防护间距 GB13421-1992 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法 GB13613-1992 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB13614-1992 短波无线电测向台(站)电磁环境要求 GB13615-1992 地球站电磁环境保护要求 GB13616-1992 微波接力站电磁环境保护要求 GB13617-1992 短波无线电收信台(站)电磁环境要求 GB13618-1992 对空情报雷达站电磁环境防护要求 GB/T13619-1992 微波接力通信系统干扰计算方法

GB/T13620-1992 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法注：

凡标记“*”的国家标准在清理整顿中已改为推荐性国家标准。文件法规类

关于强制性标准实行条文强制的若干规定第一批实施电磁兼容认证的产品目录电磁兼容认证管理办法

电磁兼容认证证书和认真标志管理办法电磁兼容认证收费标准电磁兼容认证规则和程序电磁兼容认证质量体系要求世界各国EMC的技术法规

GB4824-1996 工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值(ref.CISPRll：1990) 其它

GB/T4365-1996 电磁兼容术语 IEC50、IEC161(90) GJB76-85 电磁干扰和电磁兼容性名词术语 GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB 3907-83* 工业无线电干扰基本测量方法 GB 4859-84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法 GB/T15658-1995 城市无线电噪声测量方法 GB8702-88 电磁辐射防护规定

GB/T13926.1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 GB/T13926.2-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 GB/T13926.3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 GB/T13926.4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 GB/T 14431-93 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强

GB4824-1996 工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 CISPRII(90)

GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 CISPR14(93)

GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准 CISPR14-2：1997 GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB/T6113.2-1998 无线电干扰和抗扰度测量方法

GB/T17618-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法 CISPR24(97) GB/T17619-1998 机动车电子器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法 GB/T17624.1-1998 电磁兼容综述电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 IEC61000-1-1 GB17625.1-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流<16A) IEC61000-3-2(1995) GB17625.2-1999 电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制

GB/T17626.1-1998 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 IEC61000-4-1(1992) GB/T17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 IEC61000-4-2(1995) GB/T17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场抗扰度试验 IEC61000-4-3(1995) GB/T17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 IEC61000-4-4(1995) GB/T17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T17626.6-1998 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导抗扰度 IEC61000-4-6(1996) GB/T17626.7-1998 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则 IEC61000-4-7(1991) GB/T17626.8-1998 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 IEC61000-4-8(1993) GB/T17626.9-1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 IEC61000-4-9(1993) GB/T17626.10-1998 电磁兼容试验和测量技术阻屁振荡磁场抗扰度试验 IEC61000-4-10(1993) GB/T17626.12-1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验 IEC61000-4-12(1995) GJB/Z17-1991 军用装备电磁兼容性管理指南

GJB/Z25-1991 电子设备和设施的接地、搭接和屏蔽设计指南 GJB/Z54-1994 系统预防电磁能量效应的设计和试验指南 GJB/Z105-1998 电子产品防静电控制手册 GJB1210-1991 接地、搭接和屏蔽设计的实施 GJB1389-1992 系统电磁兼容性要求 GJB2079-1994 无线电系统间干扰的测量方法

GJB2081-1994 87～108MHz频段广播业务和108～137MHz频段航空业务之间的兼容 GJB2926-1997 电磁兼容性测试试验室认可要求 GJB3007-1997 防静电工作区技术要求

GJB151A-97 军用电子设备和分系统电磁发射和敏感度要求 GJB152A-97 军用电子设备和分系统电磁发射和敏感度测量 GB12190-90 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法 GB6833.1-86* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则

GB6833.2-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范磁场敏感度试验 GB6833.3-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验 GB6833.4-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验 GB6833.5-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验 GB6833.6-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导敏感度试验 GB6833.7-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范非工作状态磁场干扰试验 GB6833.8-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范工作状态磁场干扰试验 GB6833.9-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导干扰试验 GB6833.10-87* 电于测量仪器电磁兼容性试验规范辐射干扰试验

GB7343-87* 10kHZ～30MHZ 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 GB7349-87* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 GB9254-1998 信息技术设备的无线电搔扰限值和测量方法

GB9383-1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 CISPR20(90)

GB13421-92 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法

GB13836-92* 30MH2～1GH声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法

GB13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 CISPR13(1996) GB/T13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 CISPR20(90)

GB13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 CISPR20 GB14023-92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值

GB15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值

GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB 15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB/T16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法 CISPR19(83) GB16787-1997 30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 GB7343-1987 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法(CISPR18-1986) GB6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB6830-86 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值

GB7432-87* 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB7433-87* 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB7434-87* 架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB7495-87 架空电力线路与调幅广播收音台的防护问距 GB13613-92 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB13614-92 短波无线电测向台(站)电磁环境要求 GB13615-92 地球站电磁环境保护要求 GB13616-92 微波接力站电磁环境保护要求 GB13617-92 短波无线电收信台(站)电磁环境要求 GB13618-92 对空情报雷达站电磁环境防护要求

GB/T13620-92 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 GB9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 CISPR22(1997) GB17743-1999 电气照明和类似设备的无线电干扰特性的限值和测量方法 CISPR15(1996) *QJ 1211-87 0122;V06 航天系统地面设施接地要求国内 QJ 1213-87 0122;V06 电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法国内

*QJ 1539-88 0122;V751 航天遥测系统的电磁兼容性要求和测量方法国内 *QJ 1692-89 0122;V06 航天系统地面设施电磁兼容性要求国内 QJ 1693-89 0122;V06 电子元器件防静电要求国内 QJ 1760-89 0122;V06 用频谱仪测量电磁干扰的方法国内 *QJ 1874-90 0122;V06 接地、搭接和屏蔽的设计应用国内 *QJ 1875-90 0122;V06 静电测试方法国内 QJ 1875A-98 0122;V06 静电测试方法国内

QJ 1950-90 0122;V06 防静电操作系统技术要求国内 QJ 2177-91 0122;V06 防静电安全工作台技术要求国内 QJ 2245-92 0122;V06 电子仪器和设备防静电要求国内

QJ 2256-92 0122;V06 系统预防电磁能量效应的设计和试验指南国内 QJ 2266-92 0122;V06 航天系统电磁兼容性要求国内

*QJ 2268-92 0122;V711 地(舰)空导弹武器系统抗干扰性能要求国内 QJ 2350-92 0122;V06 电磁辐射敏感度的测试方法横电磁波传输室测量国内 QJ 2892-97 0122;V06 EMI衬垫的测量与评价方法国内 QJ 3035-98 0122;V27 电子机柜电磁屏蔽要求和测试方法国内

额定电流大于16A的低压供电系统的电压波动和闪变限值 IEC 61000 3 5 GB 16916.1 1997 IEC 1008 1(1990) GB 16917.1 1997 IEC 1009 1(1990) YD 1032 2000 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法第一部分：移动台及其辅助设备 ETS 300 342-1

第三篇：变电站电磁干扰及电磁兼容论文(整理版)

变电站综合自动化结课论文

班级：电自100 班

姓名：

学号：20100100

变电站的电磁干扰及电磁兼容

引言

电力系统作为一个强大的电磁干扰源，在运行时会产生各种电磁干扰。各种以微电子和计算机技术为基础的二次设备(例如继电保护、远动、通信设备等)是干扰的敏感者，极易受到干扰影响而出现误动、程序运行异常等非正常工作状态，甚至造成元器件或者设备的损坏。随着智能电子设备、就地化智能终端和保护、高频率低电压微处理器、非常规互感器等新技术的采用，电力系统二次设备的抗干扰性能将面临更大的挑战。

变电站综合自动化系统，是利用多台微机和大规模集成电路组成的自动化系统，代表常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。

变电站在电力系统中，是一次设备和二次设备最集中的场所。系统运行方式的变化、开关的动作、雷电流的出现以及二次回路电缆间的电磁耦合都会对二次回路产生干扰。因此，变电站是电力系统电磁干扰和电磁兼容性问题的主要研究对象。

本文将从电磁干扰源、电磁干扰危害以及防电磁干扰的措施三个方面对变电站电磁兼容问题做一定的阐述。

一、电磁干扰源分析

变电站综合自动化系统的电磁干扰源有外部干扰和内部干扰两方面。内部干扰是由自动化系统结构、元件布置和生产工艺等决定。外部干扰源主要有交、直流回路开关操作、扰动性负荷(非线性负荷、波动性负荷)短路故障、大气过压(雷电)、静电、无线电干扰和和电磁脉冲等。

变电站中一次回路的任何暂态过程都会通过不同的耦合途径传入二次回路形成电磁干扰，二次回路本身也会产生干扰。二次回路中的设备主要包括继电保护、控制、信号、通信和监测等仪器仪表。它们都属于弱电装置，耐压能力与抗干扰能力较弱。因此，不加防范就会干扰二次设备的正常工作，严重时会造成二次设备绝缘击穿损坏，形成永久性故障。下面主要论述变电站中的电磁干扰源及其特性。

1、谐波的干扰

电力系统是由电感、电阻和电容组成的网络，在一定的参数配合下可能对某些频率产生谐振， ,出现过电压和过电流。由于变压器铁芯的非线性，高次谐波电流会使电源电压波形畸变，电源的高次谐波电压通过电容耦合，会在二次设备上产生高次谐波感应电压和感应电流。当此电压和电流值超过某一数值时，就会造成二次设备误动或毁坏。

2、开关量操作引起的干扰

开关操作引起的干扰是变电站微机综合自动化系统所受到的最主要的电磁干扰。当线路或变压器发生短路故障时，开关 (断路器) 要做出跳闸动作。此时，在开关动、静触头间将发生开断、电弧重燃的反复过程。在此过程中将感应出很高的脉冲电压和高频振荡电流。当振荡电流和脉冲电压与微机监控系统中要处理的开关量和脉冲量同频段时，将使监控和保护等二次系统受到影响，尤其对高速运行和传递数字逻辑信号的微机、计算机干扰更为严重。

3、雷击干扰

当雷电击中变电站后，大电流将经由接地点泄入地网，使接地点电位大大升高。若二次回路接地点靠近雷击大电流的入地点，则二次回路接地点的电位将随之升高，会在二次回路中形成共模干扰，形成过电压，严重时会造成二次设备绝缘击穿。对于二次电缆来说，由于电缆外皮两端与接地网相连，当有雷电流流过地网时。会在电缆两端产生电位差，电流将流过二次电缆的外皮，在二次电缆的芯线上感应出感应电势，叠加在信号上造成干扰。综合自动化变电站中有大量的数字集成电路装置，如远动RTU装置、微机保护装置和微机故障录波装置等。这些装置的电源工作电压一般为5 V，对雷击干扰尤为敏感。如RTU装置，它是由微机处理器和计算机接口电路等构成，当雷电流通过电力电缆、户外二次电缆、交流工作电源等进入RTU主机时，会在RTU的外壳与大地之间产生一个瞬时达到几kV的高电压，该高电压将直接危害着RTU装置的运行安全，甚至会导致设备损坏。

4、二次回路自身干扰

二次回路自身的干扰主要是通过电磁感应而产生的。到目前为止，我国变电站综合自动化设备的数字集成电路装置，很多是采用单片机系统来实现的，单片机系统中的印刷电路板 ( PCB)上的器件均是由直流电源供电。而直流回路中有许多大电感线圈，在直流回路进行开关操作时，线圈两端将出现过电压，它会在二次回路设备上感应出不利于二次设备正常工作的感应电压和感应电流，对PCB上的器件造成干扰，从而干扰单片机系统的正常工作。

二、电磁干扰可能产生的后果

电磁干扰间可以顺利通过各种分布电容或分布电感耦合到变电站综合自动化系统中，一旦干扰侵入自动化系统内，便将对系统的正常工作造成严重影响，其干扰的后果各式各样，归纳起来有以下几类：

(1) 电源回路干扰。使计算机电源受干扰，造成计算机工作不稳定，甚至死机。

(2) 模拟量输入、输出通道干扰后果。从TA(小电流互感器)或TV(小电压互感器) 的二次引线引入浪涌电压，造成采样数据错误，轻则影响采样精度和计量的准确度;重则可能引起微机保护误动，甚至可能损坏元器件。

(3) 开关量输入、输出通道干扰的后果。变电站现场断路器、隔离开关的辅助触点通过长线至开关量输入回路，其受干扰会产生辅助触点抖动，甚至造成分、合位置判断错误。开关量的输出通道由计算机的输出至断路器的跳、合闸的出口回路。除了易受外界引入的浪涌电压干扰外，自动装置内部，微计算机上电过程也容易有干扰信号，导致误动。

(4) CPU和数字电路受干扰的后果。当CPU正通过地址线送出一个地址信号时，若地址线受干扰，使传送的地址错误，导致取错指令、操作码或取错数据，结果有可能误判断或误发命令，也可能取到CPU不认识的指令操作码而停止工作或进入死循环;如果CPU在传送数据过程中，数据线受干扰，则造成数据错误，逻辑紊乱，对于微机保护装置来说也可能引起误动或拒动，或引起死机。计算机的随机RAM是存放中间计算结果、输入输出数据和重要标志的地方，在强电磁干扰下，可能引起RAM中部分区域的数据或标志出错。所引起的后果如数据线受干扰一样，也是很严重的。大部分自控装置的程序和各种定值存放在EPROM或电子盘中，如果EPROM受干扰而程序或定值道破坏，将导致相应的自动装置无法工作。

三、变电站的电磁兼容技术措施

对于变电站综合自动化系统来说，消除或抑制干扰应针对电磁干扰的三要素进行，即消除或抑制干扰源;切断电磁耦合途径;降低装置本身对电磁干扰的敏感度。针对综合自动化系统在多个变电站的实际运行情况，下面介绍几种电磁兼容技术措施：

(1) 拟制干扰源的影响。外部干扰源往往是通过连接导线端子串入自动化系统的，可采用屏蔽措施，具体的有一次设备与自动化系统输入、输出的连接采用带有金属外皮(屏蔽层)的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地，对电场耦合和电磁耦合都有显著的削弱作用;二次设备内，综合自动化系统中的测量和微机保护或自控装置所采用的各类中间互感器的

一、二次绕组之间加设屏蔽层，这样可起电场屏蔽作用，防止高频干扰信号通过分布电容进入自动化系统的相应部件;机箱或机柜的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰;变电站综合自动化系统的机柜和机箱采用铁质材料，使其本身也是一种屏蔽。

(2) 接地和减少共阻抗耦合。接地是变电站综合自动化系统电磁兼容的重要形式措施之一。该系统的地线种类有微机电源地和数字地、模拟地、信号地、噪声地、屏蔽地等五种地线。正确的工作接地，对系统的安全可靠工作来说关系重大，而且必须根据实际情况灵活处理。

① 微机电源采取浮地方法即其零线不与机壳相连。这是目前变电站综合自动化系统和各种微机自动装置或微机保护装置经常采用的方法。这种方法必须尽量减少电源线同机壳之间的分布电容。

② 微机电源地与机壳共地。由于“浮地”或不良接地不仅破坏了接地系统的完整性，而且可能成为一个干扰分配系统。因此，对含有模/数转换和高增益放大器的微机装置，宜采用微机电源地与机壳和大地共地的接线方式。这种共地方式可切除放大器正反馈通道，并可消除通过分布电容间导线耦合的低频干扰的影响。 ③ 一点接地。变电站综合自动化系统属于低频系统，且其各个子系统都由多块插件组成，应尽量采用一点接地的原则。因为在低频的布线和元件问的电感并不是什么大问题，主要是避免接地电路形成环路，避免地线形成环流。

④ 数字地和模拟地的处理。A/D转换器的数字地通常和电源地是共地连接的，由于数字地上电平的跳跃会造成很大的尖峰干扰，会影响A/D转换器的模拟地电平的波动，影响转换结果的精度。为此常采用模拟地和信号地连在一起浮空而不与数字地连在一起或采取数字地和模拟地共地或模拟地和数字地通过一对反相二极管相连接。

⑤ 噪声地的处理。对于继电器或电动机等回路的噪声地，采取独立地的方式，不要与模拟地和数字地合在一起。

(3)电站综合自动化系统中，采取良好的隔离可以减少于扰传导侵入。行之有效的隔离措施有以下几种：

① 模拟量的隔离。变电站的监控系统、微机保护装置以及其他自动装置所采集的模拟量处于强电回路中，必须经过设置在自动化系统各种交流输入回路中的隔离变压器TA、TV隔离，这些隔离变压器

一、二次之间必须有屏蔽层，而且屏蔽层必须接安全地，才能起到比较好的屏蔽效果。 ② 开关量输入、输出的隔离。变电站综合自动化系统开关量的输入，主要是断路器、隔离开关的辅助触点和主变压器分头位置等。开关量的输出，大多数也是对断路器、隔离开关和主变压器分接开关的控制。这些断路器和隔离开关都处于强电回路中，如果与自动化系统直接连接，必然会引入强的电磁干扰。因此，要通过光电耦合器隔离或继电器触点隔离，这样会取得比较好的效果。

③ 强、弱信号电缆的隔离。强、弱信号不应使用同一根电缆;信号电缆应尽可能避开电力电缆;尽量增大与电力电缆的距离，并尽量减少其平行长度。

④ 二次设备配线时，应注意避免各回路的相互感应印刷电路板上的布线要注意避免互感。

第四篇：变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题要点

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题黄海1, 张辉2, 华栋3 (1. 海口威特电气有限公司, 海口市,570311;2. 广东工业大学, 广州市,510090;3. 华南理工大学, 广州市,510641 [摘要] 变电站是一二次设备最集中的场所, 系统运行方式的改变, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次电缆间

的电磁耦合都会对二次回路产生干扰, 特别是引进微机监控和保护设备后, 电磁干扰问题更不容忽视。海南省几个变电站改造, 采用在互感器原、副绕组间装设屏蔽层, 加装浪涌吸收器, 采用多层电缆并将电缆外皮多点接地, 以及对控制室信号线和计算机室进行屏蔽等抗电磁干扰措施后, 收到了良好的效果。

[关键词] 变电站电磁干扰电磁兼容性

中图分类号:TM15 文献标识码:B 文章编号:1000-7229(2002 02-0032-02 Problems of Electromagnetic Interference and Compatibility Substations Huang Hai 1 , Zhang Hui 2 , Hua Dong 3 (1. Haikou Weite Electrical Co. Ltd. , Haikou , 570311; 2. , 510090; 3. South China University of Science and , , [Abstract] The substation is the place and is concentrated mostly. So change of oper 2ation mode of the system , action of thunder current and electromagnetic coupling

between the sec 2ondary cables will on circuit , especially after introduction of the microcomputer control and protection the the interference can not be ignored. For retrofitting several substations in Hainan province the shielding is placed between the primary and secondary windings of the mutual inductor ,the surge absorber is equipped , multiple layer cable is adopted with multiple ground points outside the cable sheath ,the interference. The above mea 2sures have obtained achievement. [K eyw ords] substation ; electromagnetic interference ; electromagnetic compatibi 1ity

电磁干扰是环境污染的一种形式, 为了改善我

们周围的环境, 就需要对电磁干扰作深入研究, 确定电磁干扰的来源、研究电磁干扰的规律, 从而有效的防止或减小电磁干扰的影响。

变电站在电力系统中, 是一次设备和二次设备最集中的场所。系统运行方式的变化, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次回路电缆间的电磁耦合都会对二次回路产生干扰。因此, 变电站是电力系统电磁干扰和电磁兼容性问题的主要研究对象。

目前, 海南省南石、洋水、屯昌等变电站正进行改造, 引进了多台微机监控和保护设备, 为实现变电站的综合自动化, 提供了自动化和智能化的手段。然而, 伴随着二次系统向数字化、集成化和高速化方向发展的同时, 其工作电压已降为0～5V , 信号电压小, 工作频带宽, 且与一次系统干扰源同频段, 使

其对外界干扰的敏感度远大于传统的控制设备。同时, 微机监控系统、微机保护和自动化装置, 经通信线及各种电缆与一次电气系统和其他变电站相连, 使它们极易受到干扰。因此, 在变电站设计中, 应采用合理的措施避免、减少和抑制电磁干扰。

1 变电站中的主要电磁干扰源

变电站中一次回路的任何暂态过程都会通过不同的耦合途径传入二次回路形成电磁干扰, 二次回路本身也会产生干扰。二次回路中的设备, 主要包括继电保护、控制、信号、通信和监测等仪器仪表, 它们都属于弱电装置, 耐压能力与抗干扰能力较弱。因此, 不加防范就会干扰二次设备的正常工作, 严重时会造成二次设备绝缘击穿损坏, 形成永久性故障。下面主要论述变电站中的电磁干扰源及其特性。

收稿日期:2001-09-11 ・

23・第23卷第2期

2002年2月电力建设

V ol. 23 N o. 2Feb ,200

21. 1 谐波的干扰

电力系统是由电感、电阻和电容组成的网络, 在一定的参数配合下可能对某些频率产生谐振, 出现过电压和过电流。由于变压器铁芯的非线性, 高次谐波电流会使电源电压波形畸变, 电源的高次谐波电压通过电容耦合, 会在二次设备上产生高次谐波感应电压和感应电流。当此电压和电流值超过某一数值时, 就会造成二次设备误动或毁坏。1. 2 开关操作引起的干扰

开关操作引起的干扰是变电站微机综合自动化系统所受到的最主要的电磁干扰。当线路或变压器发生短路故障时, 开关(断路器要做出跳闸动作, 此时, 在开关

动、静触头间将发生开断、电弧重燃的反复过程, 在此过程中将感应出很高的脉冲电压和高频振荡电流。当振荡电流和脉冲电压与微机监控系统中要处理的开关量和脉冲量同频段时, 将使监控和保护等二次系统受到影响, 尤其对高速运行和传递数字逻辑信号的微机、计算机干扰更为严重。1. 3 雷击干扰

当雷电击中变电站后, 入地网, 使接地点电位大大升高电位将随之升高, , 形成过电压, 。对于二次电缆来说, 由于电缆外皮两端与接地网相连, 当有雷电流流过地网时, 会在电缆两端产生电位差, 电流将流过二次电缆的外皮, 在二次电缆的芯线上感应出感应电势, 叠加在信号上造成干扰。综合自动化变电站中有大量的数字集成电路装置, 如远动RT U 装置、微机保护装置和微机故障录波装置等。这些装置的电源工作电压一般为±5V , 对雷击干扰尤为敏感。如RT U 装置, 它是由微机处理器和计算机接口电路等构成, 当雷电流通过电力电缆、户外二次电缆、交流工作电源等进入RT U 主机时, 会在RT U 的外壳与大地之间产生一个瞬时达到几kV 的高电压, 该高电压将直接危害着RT U 装置的运行安全, 甚至会导致设备损坏。1. 4 二次回路自身的干扰二次回路自身的干扰主要是通过电磁感应而产生的。到目前为止, 我国变电站综合自动化设备的数字集成电路装置, 很多是采用单片机系统来实现的, 单片机系统中的印刷电路板(PC B 上的器件均是由直流电源供电。而直流回路中有许多大电感线圈, 在直流回路进行开关操作时, 线圈两端将出现过

电压, 它会在二次回路设备上感应出不利于二次设

备正常工作的感应电压和感应电流, 对PC B 上的器件造成干扰, 从而干扰单片机系统的正常工作。

2 变电站中的电磁兼容性问题 2. l 抑制二次干扰的措施

变电站中存在如此多的电磁干扰源, 且对二次回路有诸多的不利影响, 因此, 在变电站设计中, 应采取有效措施防止和减少电磁干扰, 即考虑变电站的电磁兼容性。

对变电站二次干扰的主要防护措施有以下3个方面:隔离、滤波和屏蔽。2. 1. 1 隔离措施在变电站中, 二次设备的交流回路通常与互感器相连, 共模干扰电压通过互感器原、副绕组间的耦合电容进入二次设备, 。若在互感器的原、, 且屏蔽层与铁芯, , 防止或减少了对二次设, 采取隔离措施后可降低干扰%～45%。2. 1. 2 滤波措施

所谓滤波措施即是将滤波电容器与非线性的电阻元件并联组成浪涌吸收器, 以抑制共模和差模干扰。不同的非线性元件具有不同的特性, 设计时可根据具体需要选用。2. 1. 3 屏蔽措施

对于静电屏蔽, 可采用尽量减小外皮的接地阻抗, 外皮接地点尽量靠近被保护的二次设备, 适当增加电缆接地点, 减小高压母线与电缆之间的静电耦合。对于低频干扰, 可将电缆的屏蔽层两端接地, 且接地越良好, 屏蔽效果越明显。对于高频干扰, 应采用多层屏蔽电缆, 通过屏蔽层与介质分界面上的折反射及在屏蔽层中形成的涡流来减弱干扰能量,

从而有效地抑制高频干扰的侵入。2. 2 计算机等弱电设备的抗干扰措施变电站内计算机等弱电设备属于敏感设备, 开关、刀闸、变压器、静止无功补偿设备、调相机、母线等干扰源都可通过PT 、CT 干扰计算机等设备。采取的主要措施是对控制室的信号线和计算机室进行屏蔽。其次是将计算机等弱电设备接地, 将部分干扰信号, 如雷电流、短路电流和瞬态噪声等泄入大地, 达到保护设备的目的。

(责任编辑:李连成・

33・第2期变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题

第五篇：电磁铁~电磁继电器教案

第二十章

电与磁

第三节电磁铁电磁继电器

课程解读

一、学习目标：

1. 知道电磁铁的构造和工作原理。

2. 了解电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极极性与通入的电流方向有关，有无磁性可由通断电流控制。 3. 知道电磁铁的有关应用。

4. 了解电磁继电器的构造及工作原理。 5. 知道电磁继电器的应用。

二、重点、难点：

重点：研究电磁铁的特点，电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系。难点：电磁继电器的有关应用。

三、考点分析：

1. 考查重点：电磁铁的特点和应用，电磁继电器的构造、工作原理及应用。 2. 题型：填空题、选择题、实验题。

3. 在中考中所占的分值为3-5分，占总分值的4%左右。

知识梳理

一、电磁铁

1. 电磁铁：内部插入铁芯的螺线管。 2. 影响电磁铁磁性强弱的因素：

电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强

3. 优点：电磁铁磁性的有无用通断电来控制，磁性强弱用电流大小来控制;它的南北极用电流方向来控制;使用起来非常方便。

4. 应用：电磁起重机、电铃、发电机、电动机等。

二、电磁继电器

1. 结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、静触点、动触点等组成。 2. 原理：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。

3. 电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

4. 电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作;也可以实现远距离操纵和自动控制。如：电铃、水位自动报警器、防盗报警器等。

电铃

水位自动报警器

恒温箱报警器

防盗报警器

三、电磁阀门

1. 结构：电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电磁线圈等组成。

2. 工作原理：电磁阀车门是通过改变线圈中电流的通断，来实现磁性的有无的，电磁铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭和打开。

3. 电磁阀的其他应用：燃气热水器的电磁阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等。

四、磁悬浮列车

1. 磁悬浮列车的工作原理：磁悬浮列车主要依靠磁场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。列车运行时，列车上的电磁铁与轨道线圈产生的磁场发生相互作用使列车受到很大的向上的托力，列车就会浮在轨道的上方。使列车运行的摩擦减小，大大提高车速。 2. 磁悬浮列车的优点：高速、舒适、无噪音、无污染、能耗低。

典型例题

知识点一：电磁铁的特点和电磁铁磁性强弱的影响因素

例1. 为什么电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多?电磁铁的铁芯起什么作用?能用铜芯或铝芯代替吗?为什么? 思路分析：

1)题意分析：本题考查电磁铁的特点

2)解题思路：通电螺线管的内部和外部都存在磁场，当插入铁芯后，铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性，因此电磁铁的磁性比空心螺线管的磁性强得多。

解答过程：铁芯被磁化变成一个磁体，它的磁极与通电螺线管的磁极相同。增强了螺线管的磁性。电磁铁的铁芯起了增强螺线管磁性的作用。不能用铜芯或铝芯代替铁芯，因为铜和铝不是磁性材料，不能磁化，不能成为磁体。解题后的思考：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁，它的磁极与通电螺线管的磁极相同，增强了螺线管的磁性。

例2. 如图所示，一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，则铁块a_______移动;稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，铁块a向______移动。

思路分析： 1)题意分析：一根弹簧的上端固定，下端挂一个铁块a，铁块的正下方有一个电磁铁b，滑动变阻器的滑动头P初始时置于最右端。若b固定，闭合开关S，求铁块a的移动情况;稳定后，当金属滑动头P自右向左移动时，求铁块a的移动情况。

2)解题思路：在没有闭合开关S前，电磁铁b没有磁性，铁块a只受重力作用。闭合开关S后，电磁铁b中有电流通过，电磁铁b有了磁性，对铁块a有了吸引力，所以铁块a向下移动。当滑动变阻器的滑动头P自右向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，所以电路中的电流增大，电磁铁b的磁性增强，对铁块a的吸引力增大，故铁块a向下移动。

解答过程：向下，下。

解题后的思考：电磁铁的磁性强弱受通过线圈的电流影响。

例3. 小华同学在做“探究电磁铁”的实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是

(

)

A. 要使电磁铁磁性增强，应将变阻器的滑动片向右滑动

B. 电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C. 电磁铁B磁性较强，所以通过它的电流较大

D. 若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

思路分析：

1)题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验

2)解题思路：A选项滑片向右滑动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱;B选项通过吸引大头针的多少来判断磁性强弱，正确;C选项两个电磁铁串联电流相同，电磁铁B磁性较强是因为线圈匝数多;D选项根据安培定则，两个电磁铁的上端都为N极，会相互排斥。

解答过程：B 解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强。

例4. 为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性; 猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强;

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上缠绕若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它

的不同。 (2)通过比较

两种情况，可以验证猜想A是正确的。 (3)通过比较

两种情况，可以验证猜想B是正确的。

(4)通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充。

思路分析：

1)题意分析：本题考查探究电磁铁磁性强弱的实验的操作。

2)解题思路：本实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁的磁性强弱，该方法为转化法;研究磁性与电流的关系时，控制线圈匝数相同，研究磁性与线圈匝数的关系时，控制电流相同，用到控制变量法。

解答过程：(1)磁性强弱(2)a、b(3)b、c(4)电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

解题后的思考：电磁铁线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯后，磁场会大大增强，另外注意控制变量法和(转化法)的使用。

例5. 如图所示，闭合开关S，小铁块被吸起，下列说法正确的是[ ] A. 将小铁块吸起的力是铁芯与铁块之间的分子引力

B. 用手托住小铁块，将电源的正负极对调，闭合开关S，稍后手松开，小铁块一定落下

C. 滑动变阻器的滑片向上移动，小铁块可能落下 D. 滑动变阻器的滑片向下移动，小铁块可能落下

思路分析：

1)题意分析：闭合开关S，小铁块被吸起的情况分析。

2)解题思路：通电螺线管和条形磁铁一样，都具有磁性，能够吸引铁类物质;对调电源正负极，改变电流方向，能够改变通电螺线管的磁极，但它仍然能够吸引铁类物质;移动滑片，改变电流的大小，能够改变通电螺线管的磁场强弱。磁场越强(弱)，对铁块的吸引力就越大(小)。当吸引力小于重力时，铁块就要掉下来。

解答过程：D

解题后的思考：电磁铁线圈通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强，对铁块的吸引力就越大。

小结：在一个通电螺线管中插入一根软铁棒就制作成了一个电磁铁。线圈的匝数越多、线圈的横截面积越大、通过线圈的电流越强，线圈的磁场就越强;线圈中间插入铁芯，磁性大大增强。

知识点二：电磁继电器的应用

例1. 如图甲所示，将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括(

)

A. 电流的磁效应

B. 磁场对电流的作用 C. 磁极间的相互作用

D. 磁化

甲乙

思路分析：

1)题意分析：本题考查电磁继电器的应用。

2)解题思路：右边电路闭合后，通电螺线管有磁性，把干簧管内的舌簧磁化，两个舌簧重叠的部分磁极不同，相互吸引，把左边电路接通，灯泡发光。

解答过程： B

解题后的思考：电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。

例2. 如图是张强同学在研究性学习活动中为某仓库设计的一种防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内.观察电路可知，这个报警器的工作原理是:有人踩踏板时________________;无人踩踏板时____________________________。

思路分析：

1)题意分析：本题考查防盗报警器的工作原理。

2)解题思路：电磁继电器实际上就是一个开关，利用电磁铁吸引衔铁，使工作电路以不同的方式接通。

解答过程：绿灯不亮，电铃响;绿灯亮，电铃不响解题后的思考：电磁继电器实际上就是一个开关。

例3. 如图，用电磁继电器控制电路。要求：当开关S闭合时，电动机工作，带动抽水机向水箱送水;当开关S打开后，绿灯发光，告诉人们水箱中有水，在图中画上连接线。

思路分析：

1)题意分析：本题考查水位报警器的工作原理。

2)解题思路：电磁继电器实际上就是一个开关，利用电磁铁吸引衔铁，使工作电路以不同的方式接通。

解答过程：

解题后的思考：电磁继电器实际上就是一个开关。

小结：电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作电路通、断的开关。电磁继电器的应用：利用电磁继电器可以实现用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的工作;也可以实现远距离操纵和自动控制。

提分技巧 1. 电磁铁的特点：有无磁性可由通断电流控制。

2. 电磁继电器通过控制电路中的电流变化来改变电磁铁的磁性，从而实现对工作电路的控制，进而实现利用低压电路控制高压电路，小电流控制大电流，达到远距离操纵或自动控制的目的。

预习导学

1. 通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与导体中的电流方向和磁场方向有什么关系?

2. 直流电动机的工作原理是什么? 3. 怎样改变直流电动机转动的方向?

同步练习(答题时间：45分钟)

一、选择题

1. 如图所示：c是条形磁铁，d是软铁棒，闭合开关S时(

)

A. 若c被吸引，则可判定b为电源正极

B. 若c被排斥，则可判定b为电源正极 C. 若d被吸引，则可判定a为电源正极 D. 若d被吸引，则可判定b为电源正极 2. 下列不属于电磁铁的应用的是( )

A. 电磁继电器

B. 电灯

C. 电磁起重机

D. 电铃

3. 如图所示，在电磁铁的上方用弹簧悬挂着一条形铁棒，开关S闭合后，当滑片P从a端向b端移动的过程中，会出现的现象是[

] A. 电流表示数变大，弹簧长度变长 B. 电流表示数变大，弹簧长度变短 C. 电流表示数变小，弹簧长度变长 D. 电流表示数变小，弹簧长度变短

4. 如图所示，当闭合开关S ，且将滑动变阻器滑片P 向右移动时，图中的电磁铁(

) A. a端是N极，磁性增强

B. a 端是S 极，磁性增强 C. b端是N极，磁性减弱

D. b 端是S 极，磁性减弱

二、填空题

5. 下图是由电磁铁P构成的自动空气开关的原理图，当电路由于短路或__________等原因导致电流过大时，_________的磁性变强，吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。

6. 电磁继电器的电路由____电路和____电路两部分组成。利用电磁继电器可进行________操作。

7. 在探究电磁铁磁性的实验中，我们发现，被吸引的大头针都不是自然下垂的，而是处于相互排斥的状态，产生这一现象的原因是___________________________________。 8. 如图所示，开关S闭合时电磁铁的左端为____极，要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑动头P应向__

_移动;要使电磁铁没有磁性则可以______________。

9. 把一枚大铁钉弯成U形，制成一个U形电磁铁，如图，试在图中标出电磁铁的N、S极。

10. 光电门是常见的一种自动控制门，门上有一个光电管，也就是电眼。当有人靠近门时，光电管所在的控制电路的电流发生变化。假如电流是减少的，则开启门的电动机应该如何连接，请连接下图电路，并指出静触点A、B哪个是常闭状态。

三、实验题

11. 当你在自制电磁铁时，应该了解以下与电磁铁有关的知识：

(1)关于铁芯：____________________________________________________。 (2)关于线圈的匝数：______________________________________________。 (3)关于电流方向：_________________________________________________。 (4)关于电流大小：_________________________________________________。 (5)关于电流有无___________________________________________________。 (6)直观地判断电磁铁的磁性变强或变弱的方法是________________________。 12. 小华同学想用压力传感器(当压力达到设定值时，它就接通电路)和电磁继电器为大桥设计一个测试车辆是否超重的装置，当车辆超重时，信号灯就发光，如图所示，请你为她连接电路。

试题答案

一、选择题: 1. A

电磁铁的磁性大小与通入电流的大小、电磁铁的外形及匝数有关，磁极的极性与通入的电流方向有关. 2. B

电磁继电器，电磁起重机，电铃都属于电磁铁的应用。

3. D 滑片从a向b移动时，电阻增大，电流减小，所以通电螺线管的磁性减弱。对铁棒的吸引能力减弱，所以铁棒被弹簧拉起，弹簧长度变短。 4. C

根据安培定则判断螺线管b 端是N极，滑动变阻器滑片P 向右移动时，电阻变大，电流变小，磁性减弱。

二、填空题: 5. 总功率过大;通电螺线管

提示：要认真揣摩各个元件之间的相互联系(电流增大，通电螺线管的磁性增强)，结合具体的情境，认真分析电路的通断情况。 6. 控制、工作、远距离

7. 大头针都被磁化了，每个大头针的下端都是同名磁极，相互排斥。 8. S、左端、断开S。 9. 如图：

10. 静触点A是常闭状态。

三、实验题

11. (1)铁芯是用软铁制成的，通电螺线管中插入铁芯磁性增强。