配电室的抗干扰措施

配电室的抗干扰措施浅析

摘要：随着计算机软硬件技术、网络技术、通信技术的发展，在一些工程中。为减少控制电缆，缩减主建筑占地面积，二次设备采用了下放置配置装置区的方式。由于弱电设备多，环境电压等级高，电磁干扰强，使许多人对这种方式的安全可靠性提出了疑问。本文着重从干扰源、抗干扰措施及保护小室的设计角度作了分析，对保护小室下放模式的安全可靠性作出肯定，并对小室屏蔽设计提出一些看法。

关键字：配电室；抗干扰；措施

中图分类号： tm641 文献标识码： a 文章编号：

一、干扰来源

按电磁干扰的产生可分为：(1)自然发射源包括雷击、静电放电等自然现象。配电室受到雷击后会产生很大的、流入接地系统的静态电流，使接地系统中各接地点产生很大的电位差，在电缆屏蔽层出现静态干扰电压，使通过电缆外皮的电流增加。雷电冲击在二次同路中产生的静态过电压幅值达30 kv，上升率约几微秒。静电放电主要是由工作人员接近配电设备时引起的，其放电时的瞬时电压很高，足以使信号发生畸变。(2)无意发射源出现在普通设备和其他设备中，包括发配电设备和用电设备，断路器操作、隔离开关操作、电路式线路辐射、低频系统谐波、电力系统的不平衡、时钟信号、电势改变等。(3)其他发射源包括无线电发射机、手机等。配电室工作人员用的无线电通信工具(发射机)，是配电室内高频场的

主要来源。

二、干扰的防范措施

干扰源对配电站自动化系统的干扰传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰是指通过电源线路、接地线和信号线传播到达敏感器件造成的干扰。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。切断干扰传播路径的常用措施有：

( 1 ) 隔离。

防止干扰危及保护装置的隔离对策主要包括以下几个方面：

a.交流电压、电流、功率等交流信号经变送器转换为直流量送入微机；

b.交流量均经小型中间电压互感器和电流互感器隔离，使交流“地”与直流“地”隔离；

c所有开关量的输人和输出 (包括跳闸出口、需监视的信号等) 触点和数字量输出 (如打印机接口) 等,都应采用光电隔离。

( 2 ) 屏蔽

把干扰源、载扰线路、易受干扰的设备或线路，用金属板或金属网包围起来，以降低辐射干扰的传播。机壳用铁质材料做成,以实现对电场和磁场的屏蔽，在电场很强的场合，应在铁壳内加装铜网衬里。

( 3 ) 滤波

是滤去电磁波中的干扰部分。开关电源由干内部元件布置得比较紧密 ,电源和输出导线之间距离较近 ,接地线又较长 ,因此防御

外来干扰的能力较差,高频时尤为明显。必须在电源入口处增设电源滤波器来防止电源干扰的侵入,滤波器的接地点应以最短距离可靠接地,所有电源线必须经过滤波器才能进入设备内部。

( 4 ) 接地

用低阻抗的导体将设备、电路或系统与大地牢固地连接，防止干扰的祸合和传播。用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离，为了避免信号地线形成回路造成磁场干扰,必须采用一点接地方式，a / d、d / a 芯片布线也以此为原则。

三、保护控制设备抗干扰能力

现有的国内继电保护在装置设计时，考虑了抗干扰措施，具有较强的抗干扰能力，但对直接安装在高压配电装置区内的保护小室，运行经验还较少，有关科研单位对此进行了试验。

根据对国内部分设备的试验情况，试验结果基本为a级，个别试验项目为b级，其抗干扰性能能满足配电室高压配电装置区的电磁环境的要求。通过试验，提出几点注意事项：(1)控制柜应良好接地，柜内接地线采用铜编织带接地，并改善门锁接地；(2)对电源插件抗干扰件能自待提高；(3)辅助设备mrt一02抗干扰性能较低，应增强抗干扰措施；(4)电度计量、测量、通信等仪器仪表抗干扰性能较差。通过试验，认为保护小室的设计屏蔽效能不低于40db，为适应些其他特殊要求，保护小室的屏蔽效能应按60db加以考虑。根据试验结果：认为在高压配电装置区内的保护小室应采用特殊屏蔽措施。根据抗干扰原理，如保护小室设置存高压配电装置区内，

则在电气设计中应采用抗干扰措施：(1)计算机监控系统的户外通信介质采用光缆，除提高通信传输速度及容量外，还避免了将干扰信号引入监控机房，提高系统抗干扰能力；(2)模拟量及脉冲量弱电信号输入同路选用对绞屏蔽电缆，如工程中从220 kv及35 kv

配电装置引至220 kv继电保护小室的控制电缆采用外部总屏蔽电缆，外屏蔽层两端接地。从500 kv配电装置引车500 kv继电保护小室的二次电缆采用双屏蔽控制电缆，外屏敞层两端接地，内屏蔽层在户内的屏内接地铜排上一端接地。所有户内二次电缆采用单层屏蔽控制电缆，屏蔽层一端接地．保护屏至保护屏的或非保护屏至非保护屏的在一端接地。保护屏至非保护屏的在保护屏一端接地。220及35 kv配电装置区户外至户外电缆选用外部总屏蔽电缆，外屏蔽层两端接地，500kv配电装置区户外至户外电缆选用双屏蔽电缆，外屏蔽层两端接地，内屏蔽层铜带在近端(指串接电缆距继电保护室)侧一端接地。不|同电压等级回路不放在同一根电缆内； (3)对电容式电压互感器、耦合电容器等强干扰源没备的接地线与其二次电缆的穿管及电缆屏蔽层在设备支架上部接在一起后再经电缆

管入地处与接地网连接。

保护小室的抗干扰措施主要是采取屏蔽措施，就是用导电或导磁的封闭面对内外空间进行电磁隔离。屏蔽可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。屏蔽体的屏蔽效果根据该屏蔽体对电磁场强度削弱的程度来判定，通常用屏蔽效能来度量。屏蔽效能定义为在电磁场中同一地点无屏蔽存在时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场

强度之比。

(1)电场屏蔽(静电屏蔽)。电场屏蔽的屏蔽体由良导体(如铜、铝等)制成，并良好接地，形成零电位法拉笫笼．阻止屏蔽体外的电场进入屏蔽体内腔，屏蔽效果与屏蔽层材料、密实程度及接地状况自关。

(2)磁场屏蔽。主要用存较低频段，采用高磁导率的金属材料(如铁、硅钢片)作为屏蔽体，由于屏蔽体壁的磁阻较小，磁力线的大部分沿壁内通过，穿入屏蔽体内腔的磁场微少，屏蔽体的磁导率越高，壁层越厚，此分路作用越明显，屏蔽效能越好。

电磁场屏蔽。电磁场屏蔽是用屏蔽体阻止高频电磁场在空间传播，其机理是利用金属导体对电磁波的反射衰减和吸收衰减，当电磁波从空间入射到金属屏蔽板时，由于波阻抗的不同，电磁波的一部分就要反射(反射损耗)；另一部分透射到金属板内，在金属板内传播因涡流等原因而产生能量损失(吸收损耗)。

四、工程实践

在最近的一些工程中，土建的设计方案为：保护小室室内墙面及顶棚往抹灰前沿内壁布置1．5 mm厚网孔为20mm×20mm的镀锌钢板网，地面在水泥砂浆下铺设1.5mm厚网孔为20 mm×20mm的镀锌钢板网，同时设成品防静电活动地板，所有的钢板网相互焊接成封闭网；门框四周包0．4mm厚的紫铜片，且与钢板网焊接；在窗户的里外层中间加设1．5mm厚网空为20mm×20mm的镀锌钢板网，同时伸入墙壁与墙内钢板网相焊接。其他做法大同小异：材料也使用