开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例
高压开关柜继保装置电磁干扰案例分析张恺
高压开关柜继保装置电磁干扰案例分析张恺发布时间：2021-08-27T06:41:27.462Z 来源：《基层建设》2021年第16期作者：张恺[导读] 近年来，微机综合保护测控装置因其集成测量、控制、保护、通讯一体化等特点国网山西省电力公司检修分公司山西太原 030032摘要：近年来，微机综合保护测控装置因其集成测量、控制、保护、通讯一体化等特点，在地铁牵引供变电系统中得到了广泛使用，但在工程案例中，装置本身电磁敏感元件受干扰致使测控装置死机重启的案例也时有发生。
电磁干扰传播途径主要源于高压变电所内电磁空间辐射、二次线缆耦合及不可靠接地线的电磁感应三个方面，其中任一方面较高的电磁干扰水平都会造成继保装置重启、误动或拒动等各种异常情况出现，这种电磁干扰甚至可以直接造成这些元器件的损坏，严重影响电网系统的安全稳定运行。
关键词：强电磁干扰；传输途径；非正常重启；解决方案一、案例初步分析1.1电磁干扰源研究在给定的系统中，电子元器件电磁干扰来源主要体现在系统结构及运行环境两个方面。
伴随着大量高速半导体器件的发展应用，装置本身电路（如微处理器、微控制器、传送器、静电放电和瞬时功率执行元件）产生的谐波干扰高达300MHz，这种干扰是由系统结构、元件布局和生产工艺等所决定的，也是内在因素；外在运行环境方面，城市轨道交通供电系统中主要体现在交直流电源的稳定性、一次回路的强电场、强磁场、直流系统杂散电流、接地系统、列车频繁取流及开关柜操作对电场的影响等多个方面，当然也包括电话机、对讲机及机电设备使用造成的辐射干扰。
某线33kV馈线微机保护测控单元F650在33kV母线带电状态下，操作隔离开关受电磁干扰重启，若在母线无压时进行操作，则不会发生。
综合比较分析受电磁干扰重启F650运行内外部环境、系统结构、交直流电源的稳定性、一次回路电磁场、直流系统杂散电流、接地系统、列车频繁取流及开关柜操作对电场的影响等多个方面信息，可确定的是电磁干扰源来自于母线有压空载时对隔离开关的操作。
隔离开关的电磁干扰和抗干扰设计方法
隔离开关的电磁干扰和抗干扰设计方法隔离开关是一种常用的电气设备，用于控制电路的通断。
在实际应用中，隔离开关可能会受到电磁干扰的影响，导致其正常工作受到影响甚至失效。
因此，为了保证隔离开关的可靠性和稳定性，我们需要对其进行电磁干扰的分析，并采取相应的抗干扰设计方法。
首先，让我们先来了解一下隔离开关的工作原理。
隔离开关一般由电磁铁、触点和联锁机构组成。
当电磁铁得到控制信号时，电磁铁能够产生磁场，使得触点闭合或断开，从而实现电路的通断控制。
然而，这种工作原理同时也让隔离开关容易受到电磁干扰的影响。
电磁干扰是指在电磁环境中，外部的电磁场或电磁信号对电气设备的干扰。
对于隔离开关而言，主要的电磁干扰包括电磁波辐射干扰、电磁感应干扰和电磁静电干扰。
针对电磁波辐射干扰，我们可以采取一些有效的措施来减少其对隔离开关的影响。
首先，隔离开关的设计应尽量减小电磁波辐射，例如通过合理布局和分隔触点阵列、采用屏蔽罩等方式。
此外，也可以通过使用滤波器来消除电磁波辐射干扰，滤波器的设计要考虑到隔离开关的工作频率和所需的滤波效果。
电磁感应干扰是由外部电磁场或电磁信号在隔离开关中产生感应电流而引起的。
为了减少电磁感应干扰，可以采取以下的抗干扰设计方法。
首先，可以通过在隔离开关周围设置屏蔽板来阻挡外部电磁场的进入。
其次，可以选用低电容、高电感的元件来减小感应电流的大小。
此外，还可以采用差模信号传输方式，并配合差模滤波器和差模放大电路来消除电磁感应干扰。
电磁静电干扰是由电荷或电场在隔离开关中产生的干扰。
为了抑制电磁静电干扰，可以采用一些静电屏蔽措施。
例如，可以在隔离开关的外部表面搭建静电屏蔽罩，屏蔽罩的导电性能较好，可以将电磁静电场导向地面。
此外，在隔离开关的设计中还可以采用绝缘隔离层，以隔离电磁静电场和电气元件之间的干扰。
除了以上的设计方法外，还可以通过合理的布线和接地设计来减小电磁干扰的影响。
首先，隔离开关的电源线和信号线要分开布置，避免相互干扰。
开关电源电磁干扰源分析
开关电源电磁干扰源分析一、引言电磁兼容性(EMC)是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下不因电磁干扰而降低性能指标，同时它们本身产生的电磁辐射不大于规定的极限电平，不影响其它电子设备或系统的正常运行，并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠地工作的目的。
世界各国都相应制定了自己的EMC标准。
比如国际电工委员会的1EC61000及(C1SPR系列标准、欧洲共同体的FN系列标准、美国联邦通信委的FCC系列标准和我国现行的GT3/T13926系列EMC标准等。
随着国际电磁兼容法规的日益严格，产品的电磁兼容性能越来越受到重视。
开关电源作为一种电源设备，其应用越来越广泛。
随着电力电子器件的不断更新换代，开关电源的开关频率及开关速度不断提高，但开关的快速通断，引起电压和电流的快速变化。
这些瞬变的电压和电流，通过电源线路、寄生参数和杂散的电磁场耦合，会产生大量的电磁干扰。
二、开关电源的干扰源分析开关电源产生的电磁干扰(EMI)，按耦合通道来分，可分为传导干扰和辐射干扰;按噪声干扰源种类来分可分为尖峰干扰和谐波干扰。
开关电源在工作过程中所产生的浪涌电流和尖峰电压就形成了干扰源，工频整流滤波使用的大电容充电放电、开关管高频工作时的电压切换以及输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。
三、电磁干扰的抑制措施电磁干扰由三个基本要素组合而产生：电磁干扰源;对该干扰能量敏感的设备;将电磁干扰源传输到敏感设备的媒介即传输通道或藕合途径。
对开关电源产生的电磁干扰所采取的抑制措施，主要从两个方而考虑：一是减小干扰源的干扰强度;一是切断干扰传播途径。
常用的抗干扰措施包括电路的隔离、屏蔽、接地、加装EMI滤波器以及PCB板的合理布局与布线。
1.电路的隔离在开关电源中，电路的隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。
主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。
开关电源设计中的电磁干扰问题分析
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目录
01 开 关 电 源 电 磁 干 扰 的产生
03 开 关 电 源 电 磁 干 扰
的抑制措施
05 开 关 电 源 电 磁 干 扰 的未来研究方向
02 开 关 电 源 电 磁 干 扰 的危害
电磁干扰测试设备
电磁干扰测试仪：用于测量电磁干扰强度和频率 频谱分析仪：用于分析电磁干扰的频率成分 功率计：用于测量电磁干扰的功率 天线：用于接收和发射电磁干扰信号 滤波器：用于过滤掉不需要的频率成分 示波器：用于观察电磁干扰信号的波形和频率
Part Five
开关电源电磁干扰 的未
汇报人：XX
电磁干扰的抑制方法：采用屏蔽、滤波、接地等措施，提高开关电源的抗干扰能力
电磁干扰抑制措施的有效性和局限性
电磁干扰抑制 措施的有效性： 可以有效降低 电磁干扰对开 关电源设计的 影响，提高电 源性能和可靠
性。
电磁干扰抑制 措施的局限性： 可能无法完全 消除电磁干扰， 需要与其他设 计方法相结合， 才能达到最佳
降低电磁干扰
屏蔽技术
屏蔽材料的选择：根据电磁干扰的 频率和强度选择合适的屏蔽材料
屏蔽接地：确保屏蔽结构具有良好 的接地性能，避免电磁干扰通过接 地回路进入系统
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
屏蔽结构的设计：合理设计屏蔽结 构的形状、尺寸和布局，提高屏蔽 效果
屏蔽效能的评估：通过实验和仿真 方法评估屏蔽结构的效能，优化屏 蔽设计
Part Four
开关电源电磁干扰 的测试与评估
电磁干扰测试方法
测试标准：IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-3等
变电所电磁干扰导致开关误动作案例分析
变电所电磁干扰导致开关误动作案例分析摘要：变电所内日益增多的设备所带来的电磁干扰是必然的，所以在设备故障分析判断中，要将电磁干扰放在必须考虑、必须研究的位置上，以便减少在故障判断的弯路。
本文通过分析一起高压设备产生的电磁干扰导致的开关误动作案例来说明电磁干扰特殊性及其三要素。
关键词：电磁干扰干扰源耦合通路接收器案例分析电磁干扰已经成为生活及工作的一部分，特别是对于某些特别专业，例如本人所从事的变电专业，随着变电所内设备的增加、设备功率的上升，越来越多的电磁干扰出现或加强。
在变电所中大部分设备产生电磁干扰强度是有限的，不会对其本身或其它设备造成影响。
但是高压电力设备，例如高压输电线路、变压器等的磁泄漏都是很强的干扰源。
本文主要通过分析一个由于高压设备产生的电磁干扰导致的开关误动作事件。
故障情况本次故障开关柜为DC1500V直流进线开关，广州地铁DC1500V牵引系统由两台直流进线开关柜及数台直流馈线柜组成，进线柜与馈线柜的元件组成及保护原理存在较大差异，该事件中电磁干扰仅对进线柜造成影响。
2012年9月广州地铁五号线某牵混所牵引系统直流进线201、202开关在同一时刻跳闸，且故障时刻监控装置只有记录到进线开关报大电流脱扣动作报文，没有其他报文。
故障后，对该所直流开关进行触头进线检查，发现201、202灭弧栅内无电弧烧灼痕迹，基本排除了201、202开关分断过大电流的可能。
同时对开关柜二次回路进行了检查，未发现二次回路故障点。
排除了201、202开关发生大电流脱扣故障的可能，当时初步判断201、202开关是由于保护单元或继电器等其他故障引起了跳闸，并报大电流脱扣的报文。
针对可能导致201、202开关在同一时刻故障跳闸的情况进线分析如下：1、110V控制电源瞬时波动：201、202开关的共性在于使用的110V电源是取之同一段柜间小母线上的，所以我们初步判断201、202开关同时跳闸的原因是110V电压突然降低，导致201、202开关合闸线圈失电，或是保护单元失电、或是继电器失电导致201、201故障跳闸，并报大电流脱扣。
带电作业一时快 短路却把自己害
事故案例/案例分析
带电作业一时快短路却把自己害
一、事故经过：
2005年3月2日，某单位电工宋某，没有执行停电闭合规定，违章带电检修开关，意外产生电火花将宋某面部烧伤。
这天中班，第二部溜子防爆开关突然失灵，溜子司机迅速打电话，通知跟班电工宋某，宋某很快赶到第二部溜子处，由于怕影响生产，宋某电也没停就打开了开关寻找故障出在哪里。
宋某将螺丝刀擢向接线柱，突然，一团火花向宋某的面部扑来，将宋某的右脸烧伤。
二、事故原因：
1、带电检修，严重违反了安全规程的规定。
2、自主保安意识差。
3、严重的冒险作业。
三、防范措施：
1、进行安全教育，增强安全意识。
2、严禁带电检修电气设备。
3、严格执行操作规程的规定，检修前进行放电处理。
开关电源的内部干扰源和外部干扰源
开关电源的内部干扰源和外部干扰源开关电源因体积小、功率因数较大等优点，在通信、控制、计算机等领域应用广泛。
但由于会产生电磁干扰，其进一步的应用受到一定程度上的限制。
开关电源的电磁干扰分析开关电源的结构：首先将工频交流整流为直流，再逆变为高频，最后再经整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压。
电路设计及布局不合理、机械振动、接地不良等都会形成内部电磁干扰。
同时，变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，也是潜在的强干扰源。
1 内部干扰源●开关电路开关电路主要由开关管和高频变压器组成。
开关管及其散热片与外壳和电源内部的引线间存在分布电容，它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲，频带较宽且谐波丰富。
开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。
当原来导通的开关管关断时，高频变压器的漏感产生了反电势E＝-Ldi/dt，其值与集电极的电流变化率成正比，与漏感成正比，迭加在关断电压上，形成关断电压尖峰，从而形成传导干扰。
●整流电路的整流二极管输出整流二极管截止时有一个反向电流，其恢复到零点的时间与结电容等因素有关。
它会在变压器漏感和其他分布参数的影响下产生很大的电流变化di/dt，产生较强的高频干扰，频率可达几十兆赫兹。
●杂散参数由于工作在较高频率，开关电源中的低频元器件特性会发生变化，由此产生噪声。
在高频时，杂散参数对耦合通道的特性影响很大，而分布电容成为电磁干扰的通道。
2 外部干扰源外部干扰源可以分为电源干扰和雷电干扰，而电源干扰以“共模”和“差模”方式存在。
同时，由于交流电网直接连到整流桥和滤波电路上，在半个周期内，只有输入电压的峰值时间才有输入电流，导致电源的输入功率因数很低（大约为0.6）。
而且，该电流含有大量电流谐波分量，会对电网产生谐波“污染”。
开关电源的电磁干扰及其滤波措施
开关电源的电磁干扰及其滤波措施1引言开关电源与线性稳压电源相比，具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点，广泛用于计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。
但开关电源的突出缺点是产生较强的电磁干扰(EMI)。
EMI信号既占有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，对通信设备和电子仪器造成干扰。
如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。
随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视，抑制开关电源的EMI，提高电子产品的质量，使之符合有关EMC标准或规范，已成为电子产品设计者越来越关注的问题。
2开关电源产生EMI的原理开关电源产生EMI的因素较多，其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要因素。
它们所以产生于电源装置的内部，是由于开关电源中的二级管和晶体管在工作过程中产生的跃变电压和电流，通过高频变压器、储能电感线圈和导线以及系统结构、元件布局等而造成的。
基本整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。
这是因为正弦波通过整流器后不再是单一频率的电流，而是变成单向脉动电源，此电流波形分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。
实验结果表明，较高的谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰，一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变，另一方面通过电源线产生射频干扰，使接收机等产生噪声。
变压器型功率转换电路是实现变压、变频以及完成输出电压调整的部件，是开关稳压电源的核心，主要由开关管和高频变压器组成。
它产生的尖峰电压是一种有较大辐度的窄脉冲，其频带较宽且谐波比较丰富。
产生这种脉冲干扰的主要原因是：(1) 开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感。
在开关管导通的瞬间，变压器初级出现很大的电流，它在开关管过激励较大时，将造成尖峰噪声。
这个尖峰噪声实际上是尖脉冲，轻者造成干扰，重者有可能击穿开关管。
(2) 由高频变压器产生的干扰。
一起由于电磁干扰造成断路器误合闸的事故分析
故进行 了详细分析 ，并说明 了电磁干扰使得光耦 元件 “ 态饱 和”的现 象和原理 ，指 出了测控装 置设计 不 当的 瞬
地 方 ，并 由制 造 厂 家进 行 了改 进 。
关 键 词 ：测 控 装 置 ； 电磁 干 扰 ；瞬 态 饱 和 ；误 合 闸
中图分类号 ：Ｔ ３ Ｍ６
文献标识码 ：Ｂ
闸的事故 ，希望对设备制造厂商能有所启发，开发 出更加 可靠 的产 品 。
ＺＨＡＯ ｎ Ｂｉ ｇ ，ＱＩ Ｘｉｏ ｈ ｉ Ｎ ａ ． ｕ
（ ． ａ ｇ ｏ ｇ Ｐｏ ｒ Ｔｅ ｔ １ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｗｅ ｓ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓ ．Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ６ ） ，Ｃｈ ｎ ：２ Ｓ ｈ ｏ ｆ Ｅｌｃ ｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｓａ ｃ ｎ ｔ ａ ｇ ｈ ｕ ５ （） １ ０ （ ｉａ ． ｃ ｏ ｌｏ ｅ ｔｉ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ， Ｎｏ ｔ ｉ ａ ｒ ｈ Ｃｈ ｎ
开关电源中的电子干扰分析及解决办法
开关电源中的电子干扰分析及解决办法开关电源因体积小、功率因数较大等优点，在通信、控制、计算机等领域应用广泛。
但由于会产生电磁干扰，其进一步的应用受到一定程度上的限制。
本文将分析开关电源电磁干扰的各种产生机理，并在其基础之上，提出开关电源的电磁兼容设计方法。
开关电源的电磁干扰分析开关电源的结构如图1所示。
首先将工频交流整流为直流，再逆变为高频，最后再经整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压。
电路设计及布局不合理、机械振动、接地不良等都会形成内部电磁干扰。
同时，变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，也是潜在的强干扰源。
图1 AC/DC开关电源基本框图1 内部干扰源● 开关电路开关电路主要由开关管和高频变压器组成。
开关管及其散热片与外壳和电源内部的引线间存在分布电容，它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲，频带较宽且谐波丰富。
开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。
当原来导通的开关管关断时，高频变压器的漏感产生了反电势E=-Ldi/dt，其值与集电极的电流变化率成正比，与漏感成正比，迭加在关断电压上，形成关断电压尖峰，从而形成传导干扰。
● 整流电路的整流二极管输出整流二极管截止时有一个反向电流，其恢复到零点的时间与结电容等因素有关。
它会在变压器漏感和其他分布参数的影响下产生很大的电流变化di/dt，产生较强的高频干扰，频率可达几十兆赫兹。
● 杂散参数由于工作在较高频率，开关电源中的低频元器件特性会发生变化，由此产生噪声。
在高频时，杂散参数对耦合通道的特性影响很大，而分布电容成为电磁干扰的通道。
2 外部干扰源外部干扰源可以分为电源干扰和雷电干扰，而电源干扰以“共模”和“差模”方式存在。
同时，由于交流电网直接连到整流桥和滤波电路上，在半个周期内，只有输入电压的峰值时间才有输入电流，导致电源的输入功率因数很低(大约为0.6)。
而且，该电流含有大量电流谐波分量，会对电网产生谐波“污染”。
开关电源的EMC设计产生电磁干扰有3个必要条件：干扰源、传输介质、敏感设备，EMC设计的目的就是破坏这3个条件中的一个。
电器开关原理剖析：开关的电磁辐射与电磁干扰防护
电器开关原理剖析：开关的电磁辐射与电磁干扰防护电器开关作为电路的控制元件，是现代生活中不可或缺的一部分。
它通过控制电路的通断，实现电器设备的开关和控制功能。
本文将对电器开关的原理进行剖析，并讨论其电磁辐射和电磁干扰防护措施。
电器开关的原理可以用电磁吸合原理来解释。
简单来说，电器开关通过电磁铁产生磁力来吸引或推动开关，使其发生通断。
电磁铁由铁芯和线圈组成，当通过线圈的电流改变时，会产生磁场。
这个磁场作用于铁芯，使其产生磁力，使开关闭合或断开。
从能量角度来看，电器开关的工作是通过电流的能量转换为磁场能量，进而转换为机械能来实现的。
当电流通过线圈时，会产生磁场，磁场能量储存在电磁铁中。
当要使开关闭合或断开时，控制电路中的电流改变，进而改变线圈中的磁场，使得磁场能量转化为机械能，吸引或推动开关。
然而，电器开关在工作过程中会产生电磁辐射，并且容易造成电磁干扰。
电磁辐射是指电器开关在工作过程中产生的电磁波，这些电磁波具有一定的能量，会以无线电磁波的形式扩散到周围空间中。
这种电磁辐射不仅会对周围设备产生干扰，还会对人体造成一定的潜在危害。
为了减少电器开关的电磁辐射和电磁干扰，需要采取相应的防护措施。
一种常见的措施是加装电磁屏蔽罩来阻挡电磁波的传播。
电磁屏蔽罩由导电材料制成，可以有效地阻挡电磁场的传播，降低电磁辐射的强度。
此外，还可以使用电磁屏蔽材料对开关进行包覆，以进一步减少电磁辐射。
另一种常用的防护措施是地线的使用。
通过将电器开关的金属外壳与地线连接在一起，可以将电磁辐射导引到地下。
由于地的导电性较好，能有效地吸收和消散电磁辐射。
同时，地线还可以作为电器设备的静电保护，防止静电的积累和放电。
此外，适当设计和布线也能减少电磁辐射。
合理选择线路的走向，避免电器开关与其他设备之间的交叉干扰，可以减少电磁辐射的产生。
另外，使用屏蔽线缆和优质的线缆材料也能减少电磁辐射。
综上所述，电器开关的原理是通过电磁吸合原理来工作的，它经过电磁铁产生的磁力来实现通断。
开关电源的电磁干扰和射频干扰及电气安全标准
开关电源的电磁干扰和射频干扰及电气安全标准一、电磁干扰和射频干扰（EMI-RFI）美国及国际标准化组织已对电磁干扰和射频干扰制定了若干标准，要求电子设备的生产厂商将其产品的辐射和传导干扰降低到可接受的程度。
在美国，权威的指导性文件是FCC Dock-et20780，在国际上，德国的Verband Deutscher Elek-tronotechniker（VDE）安全标准则得到了广泛的采用。
FCC和VDE两个标准，主要是针对最终产品提出的，而不是组装产品的部件，但使用开关电源的整机产品，必须符合EMI-RFI的有关条款，了解这一点是非常重要的。
正是因为如此，既便开关电源已经使用了一个输入滤波器，这个滤波器对无源负载电路是匹配的，但对有源动态电子电路供电时，其抑制干扰的能力会发生剧烈的变化。
本文试图引导大家了解一些RFI的难题，并给出减小这些干扰的措施，这无论对电源设计或最终产品的设计均是需要遵循的。
1.FCC和VDE标准关于噪声抑制的条款FCC和VDE两项标准对由交流供电且由高频数字电路构成的设备的RFI抑制均提出了相应要求。
VDE标准把它的条款分成二类：第一类是工作在0～10kHz 的设备产生的无意性高频干扰。
它们的标准号分别是VDE-0875和VDE-0879；第二类是用于要求那些使用10kHz以上频率的设备所产生的有意性高频干扰，它们的标准号是VDE-0871和VDE-0872。
与此不同的是，FCC则针对产生或使用定时脉冲信号大于10kHz的所有设备提出RFI限制的有关条款。
图1所示给出了FCC和VDE对RFI的各项要求。
注：IEC为国际电子技术委员会的英文缩写；CISPR为国际无线电干扰特别委员会的英文缩写；EEC为电子设备的英文缩写。
FCC对EMI-RFI的有关条款与VDE的有关条款十分接近，其CLASS A部分要求商业、贸易和工业环境的设备，其电磁干扰辐射应在几分贝/微伏，所有能达到VDE 0875/N或VDE-0871/A，C标准规定的设备，几乎都能达到FCC的这一要求。
开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施
开关电源的电磁干扰分析及有效的抑制措施一、开关电源的概念开关电源就是通过对功率晶体管的导通和关断控制，截取幅值与直流输入相等的矩形脉冲，再通过整流和滤波装置输出稳定的直流电压值。
二、开关电源电磁干扰的产生机理开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种；按耦合通道来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。
1、功率开关管开关工作产生的干扰。
开关电源中的功率开关管工作在开关状态，工作时会产生较大的脉冲电压和脉冲电流。
由于在脉冲电流和脉冲电压中含有丰富的高次谐波成分，同时又由于功率开关管导通时整流二极管的恢复特性会形成电流振荡，而在整流二极管上产生的浪涌电压。
2、由于二极管的恢复特性产生的干扰。
当二极管进行高频整流时，由于二极管的PN结，正向电流所储存的电荷在加反向电压时不能马上消失，会形成二极管的反向电流。
这段时间称为反向恢复时间，这时由于加到二极管的反向电压较大，会产生较大损耗和形成较大的干扰来源。
如果二极管在反向电流恢复时的电流变化率di/dt较大，由于电感作用会产生较大的尖峰电压，这就是二极管的恢复噪声。
Di/dt较大时称为硬恢复，Di/dt较小时称为软恢复。
软恢复既可通过吸收回路实现，也可通过谐振开关技术实现。
软恢复对提高开关电源的工作可靠性，减小干扰有很大的好处。
由于肖特基二极管没有载流子蓄积效应，所以恢复噪音很小。
3、由整流滤波电路产生的干扰。
由于交流市电输入的开关电源在输入端接有整流滤波电路，整流二极管的导通角很小，使整流电流的峰值很大，这种脉冲状的二极管整流电流也会产生干扰。
三、抑制开关管电源电磁干扰的措施主要有四种方法，即吸收法、屏蔽技术、滤波技术、接地技术。
1、吸收法，即是在开关管的两端并联RC电路，电容的作用就是把电流中的交流成分吸收掉，但是这时的电感和电容相连就会形成LC振荡回路，所以在其中加上一个电阻，主要的作用就是阻尼作用，把LC振荡回路中产生的能量消耗掉。
电磁干扰的危害
电磁干扰的危害在一百多年以前，人类一直生活在没有人造电磁辐射的自然环境中。
那时，自然界产生的电磁辐射主要是太阳的光辐射、宇宙射线、地球磁场辐射和地球热辐射等。
人类已经适应了这种天然的电磁环境。
今天，多种多样的电气和电子设备已广泛应用于国民经济的各个方面，而且还在继续迅速地扩大和发展。
与此同时，电磁干扰现象也随之增大并日趋严重，它不仅在通信领域中对信号的产生、传播和接收造成了极大的影响，而且给人类社会的生产与生活带来了不容忽视的危害。
本文将浅显地向广大电子爱好者谈谈电磁干扰的危害，使读者重视电磁干扰造成的环境污染，自觉地维护电磁环境文明。
一、电磁干扰对人类社会的危害1�电磁干扰是无线电的大敌在50年代，一部50W的短波电台通信距离可达1000km；到了80年代，一部250W的短波电台通信距离一般小于500km。
其根本原因是80年代电磁干扰比50年代增强了许多倍。
现代社会日益增多的电磁干扰正在侵入地球空间的各个角落，像毒雾般污染无线电频谱资源。
无线电通信首当其冲地受到电磁干扰的危害，受害规模越来越大。
例如1998年2月12日晚，CCTV－1“焦点访谈”节目专门报导了电磁干扰妨碍民航春运事件：该年元月20日，由于大功率寻呼发射机干扰广州机场与飞行在航线上的飞机间的无线电通信联络指挥调度，危及飞行安全，不得不关闭一个繁忙扇面，使90多个航班不能正常运行，大批旅客滞留机场，给繁忙的春运造成损失。
以上两例说明电磁干扰是无线电通信的大敌。
2�电磁干扰刺激功率竞赛，加剧电磁污染无线电通信需要一定的信号噪声比，电磁干扰大，信噪比就会下降，使无线电通信距离变短。
为保证一定的通信距离，只好增大发射机功率，以保证接收机所需要的信噪比。
这就是80年代250W短波电台勉强完成50年代50W短波电台工作的原因。
从表1可以看出，1980年电磁干扰场强比1950年大了700倍，难怪发射功率增大5倍还不行。
地球上同时工作的发射机有数百万台，最大功率可达兆瓦级。
变电站开关动作瞬间电磁干扰的研究与分析
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ Ａｌｏｎｇ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍ ａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ａ ｇｒｏｗ ｉｎｇ ｎｕｍ ｂｅｒ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔｓ ｉｎ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍ ｂｅｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ，ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｃｏｍ ｐｌｉｃａｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｅａｓｉｌｙ ｏｎ ｔｈｅｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ ｃａｕｓｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｉｔｓ ｎｏｒｍ ａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｗ ｉｌｌ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌａｒｇｅ ｉｍ ｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｗ ｅｒ ｇｒｉｄ， ｔｈｅ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｌｅｃｔｒｏｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｗ ａｖｅｓ，ｗ ｉｔｈ ｓｔｒｏｎｇ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ，ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｉｍ ｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｗ ｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｍ ｏｍ ｅｎｔｓ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｓｗ ｉｔｃｈ，ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｏｒ．
10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰
10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰摘要：因为开关柜电压部分由于高压和低压开关设备的电压等级变化，智能断路器设备的电磁兼容性恶化被认为是最严重的电磁干扰源，这可能是智能设备开路电磁连接设备研究中二次控制设备故障的原因，这是非常重要的。
采用振荡式集成测试电路对10KV控制单元进行综合失效测试。
同时采集电流互感器输出电流信号、智能控制装置输入电流信号和区间内智能单元输入电流信号。
通过分析收集到的波形数据的时间特征和频率，得到了干扰信号的频带和能量分布。
结果表明，开关柜在ct、智能控制装置和智能空间单元的二次侧产生瞬态电磁干扰。
关键词：开关柜电压；开断；电磁干扰；二次智能设备影响；前言10kV柜是变电站或配电网用户的一次配电设备的成套设备，在中压配电系统中使用较多。
早期的电气系统主要由一次开关组成，而二次设备集成程度较低，对电磁干扰没有显著影响。
随着智能电网的建设和发展，辅助设备的功能集成和智能控制增加了10kV开关柜对电磁干扰的敏感性和脆弱性。
由于开关操作手法的变化等因素，瞬时电磁波动现象会蔓延，在周围的交换设备，和电磁信号会发生在穿越二次设备的电路耦合，从而影响次要设备运行稳定，甚至造成安全事故。
1 10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰1.1 环境噪声下的基础波形交流用CCB（断路器断口）、CBA（辅机）、TB（机柜）以CT中环境噪声干扰为基本波形停止接收信号开关电流，消除机械触点开关造成的环境噪声。
1.2 开关柜正常工作状态下的波形采集捕获开关正常工作时的波形，消除干扰，将ACB引入测试结果。
正常运行后，电源、开关设备变得常见和TB停用后无行动，但必须尽快中断电流保护电容器的电流及相关设备，作为基本波形的正常运行。
1.3 开关柜开断状态下的波形采集开关柜关闭的实际线路电流（即开关柜打开）的模拟分为两种情况，以便分别观察次级侧的TRV电磁干扰。
1可变电源电流源（CCB闭合，断开ACB和平假名，从不添加电压源进行破坏性测试，2添加电压源进行破坏性测试。
开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例
开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例安徽电子科学研究所李浩近日，听闻同事抱怨调试中的电路经常出现单片机死机的情况。
而上一版与此版电路结构和程序都几乎相同的电路却没有出现过类似问题。
想来想去，开始怀疑是程序中计算出错导致溢出等软件问题，又一回想，该程序是他使用了近两年的成熟程序，应该不会是程序出错导致单片机死机。
经调试发现，单品机是进入了硬件异常死循环中。
那么，我想咱们就从硬件着手查找下问题所在。
一看电路板上有继电器且继电器与单片机部分距离较近且无任何隔离措施，本次调试的电路与上一版电路相比，继电器距离单片机和晶振的距离更近一些。
于是想到了一种可能原因，那就是继电器触点在通断过程中或释放出较严重的高频干扰信号，影响到与之临近的单片机和晶振。
讲到这里，同事表示认同，于是他将晶振的外壳与电路地焊接起来，再经一番测试，没有再发现单片机死机的情况了。
关于晶振外壳是否该接地的问题，我想答案可能不是唯一的。
像本案例中，外壳接地显然有助于提高抗干扰的能力，既然如此为何厂家在设计时不预留专门用于接地的焊点呢？我想，是不是这样的做法可能对晶振性能产生影响呢？究竟如何抉择，估计得要电子工程师们因地制宜了。
下图所示为两块尺寸大小不同的电路板：实际上开关器件在通断瞬间会产生的含有高频脉冲的电磁干扰现象，对于略有修为的工程师们应该都是明了的。
我猜想，对于大多数电子工程师而言，可能对于此类干扰还只是停留在感性认识上，只是知道开关器件应该是会产生电磁干扰的，要注意去防护，而对于其电磁干扰的幅度和危害性没有真正形成量化的认识，似懂而非懂，若即若离。
当然，也不排除本人自己少见多怪，孤陋寡闻咯。
在此我讲述一个之前遭遇的案例。
电路其中一项功能是通过单片机的IO口捕捉上升沿，以判定是否IO口所接信号是否变动。
正常测试一切OK，偶然的机会，在操作电路板附近的电焊台开关时，发现IO误判信号出现上升沿，且概率较大，插拔附近的插座时同样出现此情况。
电磁干扰对电子设备的危害
电磁干扰对电子设备的危害电磁干扰对电子设备的危害电子设备和系统受强电设备干扰或系统内部的电磁影响造成性能下降或不能工作的情况是电磁干扰最为常见的危害。
在军事上，由于飞机和军舰等军事装备中防御电子系统和进攻电子系统的相互干扰不能同时兼容工作，而遭到对方发射导弹的攻击的战例也很多。
概括而言，电磁能量的人类活动有三大危害：①电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能；②电磁干扰能量可能引起易燃易爆物的起火和爆炸，造成武器系统的失灵、储油罐起火爆炸，带来巨大的经济损失和人身伤亡；③电磁干扰能量可对人体组织器官造成伤害，危及人类的身体健康。
电磁干扰对电气、电子设备或系统，特别是对含有半导体器件的设备或系统会产生严重的破坏作用。
损坏效应归纳起来主要有：1. 高压击穿：当器件接收电磁能量后可转化为大电流，在高阻处也可转化为高电压，结果可引起接点、部件或回路间的电击穿，导致器件损坏或瞬时失效。
例如，脉宽为0.1微秒、电流幅值为1A的电流脉冲，可在1PF的电容接点上产生100KV电压，该接点被击穿后还会产生数百KHz的衰减正弦波振荡，并辐射出电磁波。
2. 器件烧毁或受瞬变干扰：除高压击穿外，器件因瞬变电压造成短路损坏的原因一般都归结于功率过大而烧毁，或PN结的电压过高而击穿，无论是集成电路、存储器还是晶体管、二极管、晶闸管等都是一样的。
大多数半导体器件的最低损坏的有效功率为1微秒、10瓦特或10uJ,一些敏感器件为1微秒、1瓦特或1uJ。
一般硅晶体管的E极和B极之间的反向击穿电压为2~5V,而且它还随温度的升高而下降，干扰电压很容易使其损坏。
关于半导体器件损坏或受瞬变干扰的过程还可能出现以下几种情况：a) 所有CMOS器件都用氧化膜绝缘或用它保护集成电路中的不同元器件，但氧化膜的厚度只有几微米，一旦电压超过氧化膜的绝缘强度便会将它击穿，造成短路。
b) 当电流通过PN结时，由于电流的不均匀往往会烧毁镀敷的金属导体，造成开路。
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开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例
安徽电子科学研究所李浩
近日，听闻同事抱怨调试中的电路经常出现单片机死机的情况。
而上一版与此版电路结构和程序都几乎相同的电路却没有出现过类似问题。
想来想去，开始怀疑是程序中计算出错导致溢出等软件问题，又一回想，该程序是他使用了近两年的成熟程序，应该不会是程序出错导致单片机死机。
经调试发现，单品机是进入了硬件异常死循环中。
那么，我想咱们就从硬件着手查找下问题所在。
一看电路板上有继电器且继电器与单片机部分距离较近且无任何隔离措施，本次调试的电路与上一版电路相比，继电器距离单片机和晶振的距离更近一些。
于是想到了一种可能原因，那就是继电器触点在通断过程中或释放出较严重的高频干扰信号，影响到与之临近的单片机和晶振。
讲到这里，同事表示认同，于是他将晶振的外壳与电路地焊接起来，再经一番测试，没有再发现单片机死机的情况了。
关于晶振外壳是否该接地的问题，我想答案可能不是唯一的。
像本案例中，外壳接地显然有助于提高抗干扰的能力，既然如此为何厂家在设计时不预留专门用于接地的焊点呢？我想，是不是这样的做法可能对晶振性能产生影响呢？究竟如何抉择，估计得要电子工程师们因地制宜了。
下图所示为两块尺寸大小不同的电路板：
实际上开关器件在通断瞬间会产生的含有高频脉冲的电磁干扰现象，对于略有修为的工程师们应该都是明了的。
我猜想，对于大多数电子工程师而言，可能对于此类干扰还只是停留在感性认识上，只是知道开关器件应该是会产生电磁干扰的，要注意去防护，而对于其电磁干扰的幅度和危害性没有真正形成量化的认识，似懂而非懂，若即若离。
当然，也不排除本人自己少见多怪，孤陋寡闻咯。
在此我讲述一个之前遭遇的案例。
电路其中一项功能是通过单片机的IO口捕捉上升沿，以判定是否IO口所接信号是否变动。
正常测试一切OK，偶然的机会，在操作电路板附近的电焊台开关时，发现IO误判信号出现上升沿，且概率较大，插拔附近的插座时同样出现此情况。
开始时我只想到的是，开关瞬间产生的干扰信号是通过电路导线耦合至IO口所接信号线上的，即以为传导骚扰是造成干扰出现的罪魁祸首。
为验
证猜想的正确性，遂将IO口所接导线的另外一头悬空，试想，信号线都悬空了干扰信号不会有传播路径了。
试验结果表明，上述情况仍然存在。
那么，问题就来了，既然IO线都悬空了干扰信号是如何传播进来的呢？辐射！对就是辐射，信号的传播路径无非就是两种，传导或是辐射。
仔细一想，干扰现象出现且存在有哪些要素呢？干扰源、传播路径、敏感区域，现在干扰源是明确的，即开关设备，传播路径也是明了的即空间辐射，那么敏感区域呢？吸收电磁波肯定是需要天线的哦，贴片单片机那么短小的针脚应该不会充当有那么大接收效率的天线吧，那么问题很清晰了，与单片机IO连接的信号线约15cm的排线可不是很好的接收天线嘛！想到这里拔除信号线，上述干扰现象不复出现。
下图便是示波器探头接在信号线上时，操作电焊台电源开关瞬间，信号线上的波形。
仔细一瞅，我的个乖乖，干扰信号幅度达到正负好几伏呢。
那么此问题如何解决呢？两种思路，一是从硬件上优化设计，这条不太能接受，因为要费事费时费银子。
二是软件上加以处理，增加延时判断，类似于按键防抖吧。
草草的写了一番，没来得及看看是否言语有误，多多包涵吧。