淺談電力通信電磁兼容問題

潘遠濟

摘 要：電力通信中會用到各類電力設備，設備和網絡在運行過程中會產生電磁，為了保證電力網的正常運行，就必須解決電磁兼容問題，使所有設備都能和諧工作。文章將介紹電磁干擾和電磁兼容的概念，呈現(xiàn)電力通信系統(tǒng)的主要電磁干擾源，介紹減少這些干擾的方法，并為電力通信中解決電磁兼容問題提供措施建議。

關鍵詞：電力通信；電磁兼容；干擾源

1 電力通信的含義

電力通信是為確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行而產生的一種通信通絡，主要運用電力線路來進行數(shù)據和媒體信號的傳輸。電力通信技術需要將載有信息的高頻加載到電流上，然后運用電線傳輸接受信息的適配器將高頻分離出來，將其傳送到計算機上，完成信息傳遞。電力通信系統(tǒng)與調度自動化系統(tǒng)、安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)共同為電力系統(tǒng)的安全運行提供服務。電力通信作為電力系統(tǒng)當中的重要基礎設施，在網絡運營市場化、電網調度自動化及管理現(xiàn)代化中發(fā)揮著獨特作用。

2 電力通信系統(tǒng)的主要干擾源

2.1 高壓輸電線路

高壓輸電線路是電力通信系統(tǒng)的主要干擾源，其干擾的形式包括以下幾種：首先是火花放電，這主要是線路上各金屬部件出現(xiàn)接觸不良或是部分絕緣遭到破壞導致的，火花放電的頻譜范圍廣，其幅度遠大于其他形式的干擾；第二是電暈放電，當線路的電位梯度較大時，隨著氣壓、濕度的改變，就會產生高頻噪聲，形成電暈放電，頻譜低于30MHz；第三是地電流，地電流產生的條件為三相系統(tǒng)不平衡或是發(fā)生電力通信網事故，假如對地電流的處理措施適當，相應的地電位就會上升，不僅會使電磁干擾大幅增加，還可能造成設備損壞；第四是工頻磁場，其與導線載流量有密不可分的關系，但距離越大，工頻磁場帶來的電磁干擾就越少。

2.2 電力電子系統(tǒng)

在電力通信網絡中，電力電子系統(tǒng)的應用面很廣，很多高頻化或是大電流的系統(tǒng)都要用到電力電子系統(tǒng)，比如變頻調整系統(tǒng)、交直流變換系統(tǒng)以及開關電源裝置等等。這些應用雖然可以極大地滿足電力通信的相關需求，但其帶來的電磁干擾也是不容忽視的。

2.3 大功率整流用戶

電力通信需要向各類產業(yè)供電，其中很多產業(yè)的運作需要用到的功率很大，比如電解產業(yè)、冶煉產業(yè)等等。這部分整流用戶會給電力通信網絡帶來較大壓力，整流的運作會導致高頻諧波的產生，對通信線路和弱點設備來說，都是極大的干擾。

2.4 通信設備及自動控制系統(tǒng)

變電站的運行離不開計算機通信設備與技術，如通信自動化、繼電保護等都在電力通信當中得到了很好的應用。但這些通信設備和自動控制系統(tǒng)不僅會在電磁環(huán)境中受到干擾，其自身也是作為干擾源而存在的，會產生較大的電磁干擾，對電力系統(tǒng)的運行造成不良影響。

3 減少電磁干擾的方法

3.1 接地

接地這種處理方式不僅能夠有效減少電磁干擾，降低電磁波，也可以保證電力通信網的安全。接地的具體方法就是將設備和大地連接起來，將電磁干擾導入地下。接地之后可在外殼與零電位之間建立低阻抗，有效保護人身安全，還可以防止靜電電荷不斷累積，形成過多干擾。各類電路都要通過地線形成一條回路，接地正確能夠使地線上的電流正常運行，因互相影響而產生的電磁干擾也可隨之減少。

3.2 屏蔽

屏蔽就是在屏蔽材料的輔助下減少電磁在空間傳輸時形成的干擾的一種方法。通過屏蔽措施的運用能夠大大削弱干擾的能量，對于電力通信的正常運轉有很大幫助。屏蔽效果如何與頻率、屏蔽體、磁導率、干擾源的距離等都有著密不可分的關系。在對磁場進行屏蔽時，要考慮到材料的厚度與特性，實踐證明，鐵磁的屏蔽效果最佳。

3.3 濾波

要在頻域上解決電磁兼容問題，可以考慮濾波這種方式，濾波的主要功效在于能夠對傳導電磁干擾進行抑制。電磁騷擾抑制濾波器和信號選擇濾波器是主要的兩種濾波器，前者濾波的方式為僅容有用的信號通過，將過高或過低的信號一律排除在外。后者的工作方式就是將需要的頻率信號選擇出來，完成濾波。

4 解決電力通信電磁兼容問題的措施

4.1 選擇正確的設備接地方式

運用恰當?shù)耐ㄐ旁O備接地方式能夠有效減少干擾，實現(xiàn)電磁兼容。接地方式有以下幾種可供選擇：首先是單點接地，其處理方法就是將設備的電磁匯集于同一母線上，用接地引線連接地網，這種接地方式能夠保證電位穩(wěn)定，消除電位差帶來的干擾；第二是多點接地，即將接地點接到與之最近的地網導體上，這種接地方法的優(yōu)勢在于使接地引線上的高頻駐波大大減少，但電位差及地線回路又會導致環(huán)流產生，形成電磁干擾；第三種是共用接地，通過將電力通信系統(tǒng)接地與接地網的聯(lián)接來完成接地；第四為分開接地，就是將電力通信設備的接地外聯(lián)到專門的接地網上，使強電接地和弱點接地分割開來，以此來抵制電導耦合的干擾。

4.2 做好聯(lián)接線的抗干擾防護

聯(lián)接線是通信系統(tǒng)當中的重要組成，很多電磁干擾會聚集于聯(lián)接線上，通過聯(lián)接線傳至設備內部之后，會對電力通信的正常運行帶來干擾，并造成設備損壞，因而做好聯(lián)接線的抗干擾防護是十分必要的。在進行防護時要關注以下幾點：第一，要選用雙絞線電纜，這種電纜能夠通過線對絞合來減少導線間的電磁干擾，同時電磁感應和靜電耦合也會隨之降低，對電磁兼容的實現(xiàn)有很大貢獻；第二，電纜內部的信號需從一根芯線電感耦合到另一根芯線上，為了減少這個過程中的干擾，需要將不同的電路導線放置于不同的通信電纜中；第三，部分電纜網存在于地下，而地面下的電纜溝有接地導線，可以形成天然屏蔽，因而聯(lián)接線的安置應盡量走線于電纜溝之內；第四，當以上措施欠缺實施條件或效果不明顯時，可以將隔離設備運用起來。

4.3 運用正確的抑制方法與器件

濾波在電力通信電磁兼容中應用的主要方法就是使用正確的抑制方法與器件。為了獲得良好的抗干擾效果，需要對電力通信的線路進行簡單的處理，在三相電力系統(tǒng)中，將一相當做干擾敏感設備的供電電源，二相則作為外部設備的供電電源，三相則是輔助設備的供電電源。這樣一來，設備間的干擾就會大大降低，輔助解決電磁兼容問題。另外，在器件選擇上以瞬變干擾抑制器件為最佳，如固體放電管、氣體放電管、硅瞬變吸收二極管等等。運用正確的抑制方法與器件能夠使濾波這種減少電磁干擾的方式發(fā)揮出最大作用，解決電磁兼容問題。

4.4 運用恰當?shù)钠帘渭夹g

屏蔽在實現(xiàn)電磁兼容方面的效果較為理想，在具體運用時要選擇科學、恰當?shù)钠帘渭夹g。首先，要將屏蔽的效能指標明確下來，并做好分配工作。通常情況下，在同一環(huán)境中的設備之間要保持低于30dB的電平差，假如電平差超過70dB，那么僅靠屏蔽很難實現(xiàn)電磁兼容，需要進行相應的方案調整。因而30-60dB是較為常用的屏蔽設計值。其次，要保證屏蔽體擁有簡單的結構，減少不必要的縫隙，所開的通風孔也盡量以圓形孔為準。第三，不能出現(xiàn)穿過屏蔽體的導體，如果有從屏蔽體中穿出的電纜，那么屏蔽效能就會出現(xiàn)明顯的惡化。在恰當?shù)钠帘渭夹g支持下，電力通信系統(tǒng)中的電磁兼容問題將得到很好的解決。

5 結束語

電力通信的正常運行離不開各個系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉，作為系統(tǒng)穩(wěn)定的保證，電磁兼容問題是不容忽視的。電力通信系統(tǒng)的干擾源眾多，必須采取措施來對各類干擾進行控制，在減少電磁干擾的同時，解決電磁兼容問題。只有在良好的電磁兼容環(huán)境之下，電力通信系統(tǒng)才能穩(wěn)定地供電，為社會提供服務。

參考文獻

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