电快速瞬变脉冲群__EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群(EFTB)综述
电快速瞬态突发 (EFT/B) 概述在同一电源电路中,多种设备在运行过程中会产生瞬态脉冲,对设备造成干扰。
这种干扰以脉冲群的形式出现,具有脉冲上升时间短、重复率高、能量低、光谱分布等特点。
较宽等特性,相当于一系列具有陡峭前沿的脉冲群,称为电快速瞬态突发干扰(EFT/B)。
为达到有效抑制EFT/B干扰的目的,本文从总结EFT/B的形成机理入手,应用建模方法给出了产生EFT/B的等效电路模型和破除EFT/B的方法。
-负载变压器。
通过相应的测试方法开发和测试了一个仿真模型。
通过仿真与实测结果的对比,验证了所提方法的合理性。
最后总结了抑制 EFT/B 以降低电磁干扰 (EMI) 的方法。
关键词电快速瞬变脉冲串;等效电路;抑制方法;审查简介/背景各种电磁干扰影响各种自动化设备,如继电保护、监控装置以及其他基于微电子和计算机技术的设备,这些设备对电磁感应、辐射和电路传导等方式的干扰更加敏感。
当干扰水平超过设备的逻辑元件和逻辑电路的抗干扰水平时,会导致设备的逻辑电路工作异常或程序运行不正常,从而使整个设备无法正常工作。
电快速瞬变/突发 (EFT/B) 是对微机保护装置最敏感的干扰之一。
国外实验研究结果表明,变电站开关的合闸和合闸过程会引起EFT/B扰动。
EFT/B 扰动的上升时间为纳秒级,持续时间从几微秒到几十毫秒。
高达相电压幅度的数倍。
在现代电子设计初期,为了通过仿真评估产品的电磁兼容性能,需要对设计对象进行电气快速瞬态突发抗扰度测试。
当 EFT/B 干扰电平超过器件逻辑元件和逻辑电路的抗干扰电平时,会导致器件工作异常或程序运行不正确。
因此,如何使各种电器、电子设备或系统在同一电磁环境中正常工作,互不干扰,如何使开关电源中EFT/ B噪声的传播显着降低,以实现所谓的因此,电磁兼容技术日益发展,对抑制EFT/B的研究也越来越多。
早些年,国际标准IEC 1000-4-4将EFT的相关参数定义为:电压幅值、单脉冲上升时间、单脉冲脉冲宽度、脉冲串持续时间、脉冲串重复频率和脉冲串周期等...但也有一些不合适的地方,比如实际电磁环境中电磁脉冲组的重复频率从10KHz到1MHz,但由于当时元器件水平有限,标准规定参数值为5KHz和2.5KHz .如今,国际标准IEC61000-4-4和国家标准GB/T1 9626.4对EFT/B骚扰电压的上升时间、持续时间和脉冲重复频率都有统一规定,如图1所示。
电快速瞬变脉冲群(EFTB)综述
电快速瞬变脉冲群(EFT/B)综述摘要在同一供电回路中,多种设备在工作中会产生瞬态脉冲,对设备产生干扰,这种干扰以脉冲群的形式出现,且有脉冲上升时间短、重复率高和能量低、频谱分布较宽等特点,相当于一连串前沿陡峭的脉冲群,称为电快速瞬变脉冲群干扰( EFT/B)。
为了达到有效抑制EFT/B干扰的目的,本综述从总结EFT/B的形成机理出发,应用建模的方法分别给出了产生EFT/B的一种等效电路模型和开断空载变压器的一种仿真模型,并通过相应的测试方法进行测试,通过仿真与测量结果的对照验证了所提方法的合理性,最后对抑制EFT/B从而减少电磁干扰(EMI)的方法进行了总结。
关键词电快速瞬变脉冲群;等效电路;抑制方法;综述引言/背景各种电磁干扰以电磁感应、辐射和电路传导的方式影响对干扰较为敏感的各种以微电子和计算机技术为基础的自动化设备如继电保护、监控装置等设备。
当干扰水平超过了装置逻辑元件和逻辑回路的抗干扰水平时, 将引起装置逻辑回路不正常工作或程序运行出错, 从而使整个装置不能正确工作。
电快速瞬变脉冲群干扰(electrical fast transient/burst,EFT/B)是微机保护装置最易受到影响的干扰之一。
国外的试验研究结果表明, 变电站中开关的关、合过程会引起EFT / B 骚扰, EFT / B 骚扰的上升时间为纳秒级, 持续时间从几微秒到几十毫秒, 过电压幅值能够达到相电压幅值的几倍。
为了在现代电子设计的早期阶段以仿真的方式对产品的电磁兼容性能进行评估,需要对设计对象进行电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,当EFT/B干扰水平超过了装置逻辑元件和逻辑回路的抗干扰水平时, 将引起装置不正常工作或程序运行出错。
于是,如何使同一电磁环境下的各种电器、电子设备或系统能够正常工作而又不相互干扰,如何使EFT/B噪声在开关电源中的传播明显减少而达到所谓的“兼容”状态,成为了现代电子设计的难题,因此,电磁兼容技术日益发展,其中对EFT/B进行抑制的研究也越来越多。
eft电快速瞬变脉冲群对pe接法
eft电快速瞬变脉冲群对pe接法EFT电快速瞬变脉冲群对PE接法引言:电快速瞬变脉冲群(EFT)是一种常见的电磁兼容性(EMC)测试方法,用于评估电子设备的抗扰度。
而PE接法则是一种常用的接地方式,用于提供设备的安全保护。
本文将探讨EFT电快速瞬变脉冲群对PE 接法的影响及相关应对措施。
一、EFT电快速瞬变脉冲群介绍EFT电快速瞬变脉冲群是一种高频瞬态电压信号,其频率范围通常在2kHz至5MHz之间。
这种脉冲群的特点是短时高峰值电压和快速上升时间,能够模拟真实世界中的电力干扰情况。
二、PE接法概述PE接法是指将设备的保护接地(Protective Earth)与建筑物的地线系统相连接,以确保设备在故障时能够安全地将电流排入地面。
PE接法在电子设备中广泛应用,能够有效保护人身安全以及减少电磁干扰。
三、EFT电快速瞬变脉冲群对PE接法的影响1. 地线干扰:EFT脉冲群的高频成分可能会在PE接法中引入共模电压,导致设备内的信号线受到干扰。
这可能导致设备的工作不稳定或产生误操作。
2. 地线回流:EFT脉冲群中的高峰值电流可能通过PE接法回流到设备中,引起设备内部电压波动,导致设备故障或损坏。
3. 电磁辐射:EFT脉冲群的高频成分可能会引起设备本身的电磁辐射,对周围的其他设备造成干扰,影响整个系统的正常运行。
四、应对措施1. 优化PE接法:确保PE接法符合国家和行业标准,如正确接地、选择合适的导线材料和截面积等。
这样可以降低EFT脉冲对PE接法的影响。
2. 滤波器:在设备的电源输入端加装合适的滤波器,以抑制EFT脉冲群的高频成分,减少其对设备的干扰。
3. 屏蔽措施:对设备进行良好的屏蔽设计,使用屏蔽材料或屏蔽结构,以减少EFT脉冲群的电磁辐射,降低对其他设备的干扰。
4. 地线隔离:在设备内部采用适当的地线隔离措施,将EFT脉冲群的回流电流限制在设备内部,减少对设备内部电路的影响。
五、结论EFT电快速瞬变脉冲群对PE接法的影响是不可忽视的。
EFT原理及解决方法
EFT原理及解决方法瞬态脉冲骚扰及抑制方法摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
电快速瞬变脉冲群抑制方法
电快速瞬变脉冲群(EFT)抑制方法一、电快速瞬变脉冲群特点电快速瞬变脉冲群EFT是电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰,是由继电器、接触器、电动机、变压器等电感器件产生的,是时间很短但幅度很大的电磁干扰,是一连串的脉冲,可以在电路输入端产生累计效应,使干扰电平的幅度最终超过电路的噪声门限,对电路形成干扰。
电快速瞬变脉冲群由大量脉冲组成,具有如下特点:1)幅值在100V至数千伏;2)脉冲频率在1kHz至1MHz;3)单个脉冲的上升沿在纳秒级,脉冲持续时间在几十纳秒至数毫秒;4)EFT所形成的骚扰信号频谱分补非常宽,数字电路对它比较敏感,易受到干扰。
相关标准:GB/T 17626.4-2008《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》二、电快速瞬变脉冲群常见抑制方法1) 减小PCB接地线公共阻抗:增加PCB接地导线的面积,减小电感量成分;2) 加接EFT电感瞬态干扰抑制网络:在电感元件上并接压敏电阻、阻容电路、二极管、TVS 管、背靠连接的稳压二极管等;3) 电源或信号干扰源输入口,使用滤波器或吸收器等滤波元器件,选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好;4) 电子元器件选择时,选用性能可靠的关键器件;最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验,质量可靠的元器件选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力;4) PCB布局时,将干扰源远离敏感电路;5) PCB布线时注意线缆的隔离,强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离,各类走线要尽量短,6) 正确使用接地技术,减小环路面积;7) 安装瞬态干扰吸收器;8) 软件设计时,考虑避免干扰对系统的影响,软件上应正确检测和处理告警信息,及时恢复产品的状态;9) I/O信号进出由完全隔离的变压器或光耦连接,更好的实现隔离;10) 使用高阻抗的共模或差模电感滤波器11) 使用铁氧体磁环;12) 在PCB层电源输入位置要做好滤波,通常采用的是大小电容组合,根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号;13) 组装生产环节中应严把质量关,做好生产工艺流程控制,尽量保证产品质量的一致性,减少因个别产品质量问题带来的测试不合格现象;三、PCB抗干扰设计1、电源电路抗干扰设计1) 变压器及稳压模块应就近安装在交流电源进入系统的地方;2) 强电输送线绝不能在系统内乱布;3) 电源供电线应尽量短,板间连接线使用双绞线;4) 交流输入、功率继电器、电源滤波器、电源变压器等干扰源电路应与系统稳压后的5V、3.3V等布线严格分开并进行有效隔离;5) 稳压电源输出并接电解电容及0.01uF左右陶瓷电容和二极管;2、PCB布局抗干扰设计1) 主控部分和外围设备按各自体系要有明显界限,不能混装,即使系统只有一块印制板,也要分模块设计,模块间做好隔离;2) 大功率低速电路、模拟电路和数字电路应分开布局,大功率器件应与小信号电路分开,如功率继电器要与主控模块及弱点驱动模块隔离,使相互间的信号耦合最小;3) 各部件之间引线要尽量短,噪声敏感器件尽量缩短连接的信号线;4) 发热量大的器件如电源芯片、单片机、RAM等应尽量安排在不影响敏感电路的地方及通风冷却较好的地方,电路板竖直放置时,发热量大的器件应放置在最上边。
电快速瞬变脉冲群解决办法 与方案
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验问题及解决方法1.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的具体情况电快速瞬变脉冲群产生的原理:当电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时,由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因,在断开处产生的瞬态骚扰。
当电感性负载多次重复开关,则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。
这种瞬态骚扰能量较小,一般不会引起设备的损坏,但由于其频谱分布较宽,所以会对移动电话机的可靠工作产生影响。
该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到移动电话机的电源端口的试验。
试验脉冲的特点是:瞬变的短上升时间、重复出现和低能量。
该试验的目的就是为了检验手机在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。
一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成手机的误动作,是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电,当结电容上的能量累积到一定程度,便会引起手机的误操作。
具体表现为在测试过程中移动电话机通信中断、死机、软件告警、控制及存储功能丧失等。
2.电快速瞬变脉冲群抗扰度试验相关问题的分析电快速瞬变脉冲波形通过充电器直接传导进手机,导致主板电路上有过大的噪声电压。
当单独对火线或零线注入时,尽管是采取的对地的共模方式注入,但在火线和零线之间存在差模干扰,这种差模电压会出现在充电器的直流输出端。
当同时对火线和零线注入时,存在着共模干扰,但对充电器的输出影响并不大。
造成手机在测试过程中出现问题的原因是复杂的,具体表现为:1)前期设计时未考虑电快速瞬变脉冲群抑制功能,没有添加相关的滤波元器件,PCB设计综合布线时也没有注意线缆的隔离,主板接地设计也不符合规范,另外关键元器件的也没有采取屏蔽保护措施等;2)生产厂在元器件供应商的选择上没有选用性能可靠的关键器件,导致测试过程中器件老化或者器件失效,从而容易受到电快速瞬变脉冲的干扰;3)在整机生产组装过程中,加工工艺及组装水平出现的问题可能会导致产品一致性不好,个别送检手机存在质量问题;4)检测过程中由于其他测试项出现问题导致整改,可能由于整改方案的选择会影响到电快速瞬变脉冲群测试不合格。
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决⽅法地技术;⑥合理布线,强电、弱电、信号线应分别绑线,接⼊印制线路板的输⼊、输出线应尽量短。
3.2 浪涌(冲击)骚扰(1) 浪涌(冲击)骚扰的防护:对于浪涌(冲击)骚扰应采⽤抑制浪涌的元器件来防范浪涌(冲击)骚扰所产⽣的电磁⼲扰。
抑制浪涌骚扰的元器件主要有避雷管、压敏电阻和瞬态抑制⼆极管,这些元器件属于对瞬态瞬变脉冲的吸收器。
①避雷管:⼜称⽓体放电管,管内充有⼀定种类和⼀定数量的惰性⽓体,当浪涌电压出现时管内的惰性⽓体被电离,形成短路状态。
于是避雷管两端电压迅速降低到⼀个很低的电压值,它使⼤部分的浪涌骚扰所产⽣的骚扰能量被泄放掉了。
这就是避雷管抑制浪涌(冲击)骚扰的⼯作原理。
避雷管具有很强的吸收浪涌电流能⼒的特点,它能承受的电流⼤,同时产⽣的寄⽣电容很⼩。
另外,在起弧前还具有很⾼的绝缘电阻。
②压敏电阻:压敏电阻是电压敏感型器件,当加在压敏电阻两端上的电压低于标称电压时,它的电阻⼏乎是⽆穷⼤;⼀旦超过其电压值后压敏电阻的电阻值便急剧下降,从⽽将浪涌骚扰中的能量泄放,并将浪涌电压的幅度限制在⼀定的幅度内,整个过程的响应时间为ns级。
压敏电阻的引线的感抗会影响压敏电阻的⾼速响应的特点,引线越长,由引线电感产⽣的附加感应电压越⼤。
因此在采⽤引线安装压敏电阻时要求其安装引线越短越好。
③瞬态抑制⼆极管(TVS):瞬态抑制⼆极管全称是硅瞬变电压吸收⼆极管。
它具有极快的响应时间和⾮常⾼的浪涌吸收能⼒,可⽤于保护继电器及装置或电路免受静电、切断电感负载以及感应雷所产⽣的瞬态脉冲骚扰。
在正常时,瞬态抑制⼆极管是不⼯作的,当出现了瞬态脉冲骚扰(包括冲击浪涌)时,器件中的硅PN结的雪崩效应,使瞬时过电压的尖峰以箝位;⽅式限制在电路可以允许的范围内。
这就是瞬态抑制⼆极管的⼆作原理。
3.3 1MHz(100kHz)脉冲群骚扰1MHz(100kHz)脉冲群骚扰的危害性⽐电快速瞬变脉冲群骚扰要⼩,它的耦合⽅式除共模耦合外,还有差模耦合。
电快速瞬变脉冲群(EFT)测试故障解决措施
电快速瞬变脉冲群(EFT)测试故障解决措施电快速脉冲群(EFT)测试故障解决措施(电源线、信号线)针对电源线试验的措施解决电源线干扰问题的主要方法是在电源线入口处安装电源线滤波器,阻止干扰进入设备。
快速脉冲通过电源线注入时,可以是差模方式注入,也可以是共模方式注入。
对差模方式注入的一般可以通过差模电容(X电容)和电感滤波器加以吸收。
若注入到电源线上的电压是共模电压,滤波器必须能对这种共模电压起到抑制作用才能使受试设备顺利通过试验。
下面是用滤波器抑制电源线上的电快速脉冲的方法。
(1) 设备的机箱是金属的:这种情况是最容易的。
因为机箱是金属的,它与地线面之间有较大的杂散电容,能够为共模电流提供比较固定的通路。
这时,只要在电源线的入口处安装一只含有共模滤波电容的电源线滤波器,共模滤波电容就能将干扰旁路掉,使其回到干扰源。
由于电源线滤波器中的共模滤波电容受到漏电流的限制,容量较小,因此对于干扰中较低的频率成分主要依靠共模电感抑制。
另外,由于设备与地线面之间的接地线具有较大的电感,对于高频干扰成分阻抗较大,因此设备接地与否对试验的结果一般没有什么影响。
除了选择高频性能良好的滤波器以外,在安装滤波器时,注意滤波器应靠近金属机箱上的电源入口处,防止电源线二次辐射造成的干扰。
(2) 设备机箱是非金属的:如果设备的机箱是非金属的,必须在机箱底部加一块金属板,供滤波器中的共模滤波电容接地。
这时的共模干扰电流通路通过金属板与地线面之间的杂散电容形成通路。
如果设备的尺寸较小,意味着金属板尺寸也较小,这时金属板与地线面之间的电容量较小,不能起到较好的旁路作用。
在这种情况下,主要靠电感发挥作用。
此时,需要采用各种措施提高电感高频特性,必要时可用多个电感串联。
针对信号线试验应采取的措施快速脉冲通过信号/控制线注入时,由于是采用容性耦合夹注入,属共模注入方式。
(1) 信号电缆屏蔽:从试验方法可知,干扰脉冲耦合进信号电缆的方式为电容性耦合。
EFT原理及解决方法
EFT原理及解决方法本帖被fasten 从测试报告共享学习移动到本区(2008-05-20)瞬态脉冲骚扰及抑制方法瞬态脉冲骚扰及抑制方法2006-9-11 11:51:30未知来源供稿摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
电快速瞬变脉冲群EFT原理及解决方法
径,并将放电电流有效地限制在此路径中。
(3)采用滤波方式,阻止幅射骚扰耦合到继电器及装置中。
一般滤波器应为分流电容或一系列电感,以及由以上两种滤波器的混合方式。
(4)通过印制线路板的设计来提高系统的静电放电抗扰度的能力,印制线路板上的印制线可以成为静电放电中产生电磁发射的天线。
为了降低这些天线的耦合作用,在设计印制线路板上的印制线时应尽可能的短,印制线包围的面积应尽可能的小。
在设计时,所有的元器件应均匀分布印制板的整个区域,以减小共模耦合。
使用多层印制线路板和栅格的走线方式也可以减小耦合,抑制共模辐射骚扰。
(5)对电缆进行屏蔽和滤波,防止电缆成为接收电磁骚扰的天线。
另一方面,特别是电缆与外壳相连时,电缆也应能提供一个低阻抗的通道。
(6)在继电器及装置的软件设计中增加对静电放电抑制措施,它对继电器及装置工作严重失常是有效的方法。
这些措施有“刷新”、“检查”并“恢复”等。
“刷新”过程涉及到周期性复位到休止状态,并刷新显示器和指示器状态。
“检查”过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否在完成某个功能。
如果这功能没有实现,一个“恢复”程序被激活。
电快速瞬变脉冲群整改案例
电快速瞬变脉冲群整改案例1. 引言电快速瞬变脉冲群(Electrical Fast Transient Burst,EFTB)是一种常见的电磁干扰现象,经常出现在工业设备和电子设备中。
EFTB对设备的正常运行和可靠性产生了严重的影响,因此需要采取相应的整改措施。
本文将通过一个真实案例,探讨一种有效的EFTB整改方案。
2. 案例背景2.1 公司简介本案例中的公司是一家生产工业自动化设备的企业。
公司产品广泛应用于制造业各个领域,包括汽车制造、机械加工、食品加工等。
2.2 EFTB问题出现在某次产品使用过程中,客户反馈称其设备在运行过程中出现了频繁故障和异常情况。
经过初步排查和分析,发现问题与电快速瞬变脉冲群有关。
3. EFTB分析与影响3.1 EFTB原理与特点EFTB是由于突然开关导致的高频、高幅度、短时变化的电磁脉冲。
这种脉冲会产生瞬时的电压和电流变化,对设备的电子元件和电路造成冲击。
EFTB对设备的影响主要表现在以下几个方面:3.1.1 信号干扰:EFTB会干扰设备内部信号传输,导致数据传输错误或中断。
3.1.2 设备故障:EFTB可能导致设备的关键元件或部件损坏,进而引发设备故障。
3.1.3 安全隐患:EFTB可能引发火灾、爆炸等安全事故,对人身安全造成威胁。
3.2 EFTB对公司产品的影响经过进一步分析和测试,发现公司产品在面对EFTB时存在以下问题:3.2.1 故障率提高:产品在受到EFTB干扰时,故障率显著提高。
3.2.2 性能下降:受到EFTB影响后,产品性能出现波动和下降。
3.2.3 客户投诉增加:由于产品出现频繁故障和异常情况,客户投诉数量明显增加。
4. EFTB整改方案4.1 产品设计改进针对产品设计方面,可以采取以下措施来改进抗EFTB能力: 4.1.1 增加滤波器:在产品电路中增加滤波器,有效抑制EFTB 信号的传播和干扰。
4.1.2 使用抗干扰元件:选用具有良好抗干扰能力的元件,提高产品的整体抗EFTB能力。
eft电快速瞬变脉冲群整改措施
eft电快速瞬变脉冲群整改措施一、什么是EFT电快速瞬变脉冲群?EFT电快速瞬变脉冲群是指在电力系统中,由于电气设备的操作或故障引起的瞬时冲击,其特点是脉冲的上升时间和下降时间非常短暂,幅度较大,会对电力设备和系统造成一定的干扰和损害。
二、EFT电快速瞬变脉冲群的影响1. 对设备的影响:EFT电快速瞬变脉冲群会对电力设备的正常运行造成干扰,甚至引发设备故障,导致停机维修,给生产和运营带来不便。
2. 对系统的影响:EFT电快速瞬变脉冲群会在电力系统中传播,对其他设备和系统产生串扰,影响电力系统的稳定性和可靠性。
三、EFT电快速瞬变脉冲群整改措施为了减少EFT电快速瞬变脉冲群对电力设备和系统的影响,需要采取以下整改措施:1. 设备技术改造:a. 优化电源设计:合理设计电力设备的电源系统,采用滤波器、隔离器等措施,减少EFT电快速瞬变脉冲群的传播和影响范围。
b. 提高设备的抗干扰能力:对电力设备进行抗干扰设计和改造,提高设备对EFT电快速瞬变脉冲群的抵抗能力,降低故障发生的可能性。
2. 系统管理措施:a. 加强设备维护:定期对电力设备进行维护和检修,及时发现和修复潜在的问题,减少设备故障的可能性。
b. 增强系统监测能力:建立完善的电力系统监测体系,实时监测和记录EFT电快速瞬变脉冲群的发生情况,及时采取应对措施,降低故障的影响。
3. 人员培训和规范操作:a. 加强人员培训:提高操作人员对EFT电快速瞬变脉冲群的认识和了解,培养其应对和处理EFT电快速瞬变脉冲群的能力。
b. 规范操作流程:制定和执行规范的操作流程和工作指导书,减少人为因素引起的EFT电快速瞬变脉冲群,确保设备和系统的安全运行。
四、EFT电快速瞬变脉冲群整改的意义通过采取上述整改措施,可以有效减少EFT电快速瞬变脉冲群对电力设备和系统的影响,提高电力设备的可靠性和稳定性,减少故障发生的可能性,保障电力系统的正常运行。
总结:EFT电快速瞬变脉冲群作为电力系统中常见的干扰源,对设备和系统运行带来一定的影响。
EFT原理及解决方法
EFT原理及解决方法瞬态脉冲骚扰及抑制方法摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验原理及试验方法
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验原理和试验方法1电快速瞬变脉冲群抗扰度试验原理1.1 电快速瞬变脉冲群的产生及影响。
电路中,机械开关对电感性负载的切换,通常会对同一电路的其他电气和电子设备产生干扰,如切断感性负载,继电器触点弹跳等。
影响:单个脉冲的能量较小,一般不会造成设备故障,但使设备产生误动作的情况经常出现。
容易出现的场合:电力设备或监控电网的设备、使用在工业自动化环境下的设备、医疗监护等检测微弱信号设备等。
1.2 信号发生器电路为了能模拟重现EFT产生的现象,发生器的工作原理图如图1所示。
图1 电快速瞬变脉冲群信号发生器电路U—高压源;Rc—充电电阻;Cc—储能电容器;Rs—脉冲持续时间成形电阻;Rm—阻抗匹配电阻;Cd—隔直电容(10nF)1.3 发生器参数要求:极性—正负极性;输出形式—同轴输出50Ω;发生器隔直电容—10nF;单个脉冲的上升时间—5(1±30%)ns;脉冲持续时间—50(1±30%)ns;与供电电源的关系—异步;脉冲群持续时间—15(1±20%)ms;脉冲群周期—300(1±20%)ms;1.4藕合/去耦网络脉冲群干扰实际上是加在电源线与参考地之间,因此加在电源线上的干扰是共模干扰。
图2 电快速瞬变脉冲群试验连接关系图2 电快速瞬变脉冲群信号波形特点:脉冲成群出现:15ms重复频率较高:5kHz脉冲波形上升时间短:5ns/50ns单个脉冲的能量较低:0.5kV~4kV300ms的个数:15 ×10 ^ -3×5 ×10 ^ 3=75个快速瞬变脉冲群信号波形如图3所示,快速瞬变脉冲群概略图如图4所示。
图3 快速瞬变脉冲群信号波形图4 快速瞬变脉冲群概略图3 试验方法3.1试验参数设置a)脉冲发生器特性源阻抗:50Ω相位:与电源不同步脉冲频率:5kHz或10kHz脉冲上升时间:5ns脉冲持续时间:50ns脉冲群持续时间:15ms脉冲群周期:300msb)试验配置:试验配置连接参照图5所示。
2021年EFT原理及解决方法
All things in their being are good for something.通用参考模板(WORD文档/A4打印/可编辑/页眉可删)EFT原理及解决方法1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C 就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高。
因此电容C上的电压也要越来越高。
当触点击穿所需要的电压越高时,电容充电的时间就越长,振荡波形的频率就越低。
2.2 主要的瞬态脉冲骚扰的产生及特点(1) 电快速瞬变脉冲群骚扰电快速瞬变脉冲群骚扰是由于电路中断开感性负载时产生的。
EMC电快速瞬变脉冲群测试原理及对策
EMC电快速瞬变脉冲群测试原理及对策1、快速瞬变脉冲群的干扰机理1.1、实验的目的电快速瞬变脉冲群EFT试验的目的是验证电子设备机械开关对电感性负载切换、继电器触点弹跳、高压开关切换等引起的瞬时扰动的抗干扰能力。
这种试验方法是一种耦合到电源线路、控制线路、信号线路上的由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群试验。
容易出现问题的场合有电力设备或监控电网的设备、使用在工业自动化上面的设备、医疗监护等检测微弱信号设备。
1.2、干扰的特点EFT的特点是上升时间快,持续时间短,能量低,但具有较高的重复频率。
EFT一般不会引起设备的损坏,但由于其干扰频谱分布较宽,会对设备正常工作产生影响。
其干扰机理为EFT对线路中半导体结电容单向连续充电累积,引起电路乃至设备的误动作。
1)电快速瞬变脉冲群测试及相关要求不同的电子、电气产品标准对EFT抗扰度试验的要求是不同的,但这些标准关于EFT抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.4这一电磁兼容基础标准,并按其中的试验方法进行试验。
下面就简要介绍一下该标准的内容。
2)信号发生器和试验波形a)信号发生器其中,U为高压直流电源,Rc为充电电阻,Cc为储能电容,Rs 为内部的放电电阻,Rm为阻抗匹配电阻,Cd为隔直电容,R0为外部的负载电阻,Cc的大小决定了单个脉冲的能量,Cc和Rs的配合决定了脉冲波的形状(特别是脉冲的持续时间),Rm决定了脉冲群发生器的输出阻抗(标准规定是50Ω),Cd则隔离了脉冲群发生器输出波形中的直流成分,免除了负载对脉冲群发生器工作的影响。
b)实验波形试验发生器性能的主要指标有三个:单个脉冲波形、脉冲的重复频率和输出电压峰值。
IEC 61000-4-4要求试验发生器输出波形应如图1,2所示。
EFT是由间隔为300ms的连续脉冲串构成,每一个脉冲串持续15ms,脉冲波形组成,单个脉冲的上升沿5ns,持续时间50ns,重复频率5kHz和100kHz。
为了保证5kHz和100kHz注入的能量具有等效性,当用100kHz的重复频率代替5kHz时,EFT的持续时间从15ms缩减到0.75ms。
EFT原理及解决方法
原理及解决方法瞬态脉冲骚扰及抑制方法摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术地发展已实现微机化及数字化.在电力系统恶劣地电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰地几率很大,严重影响量度继电器及装置地正常工作.其中影响较大地是瞬态脉冲骚扰.本文从分析瞬态脉冲骚扰产生地原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰地特征,提出抑制地方法.关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法.引言在电力系统地电磁环境中存在着一些短暂地高能量地脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置地正常工作有非常大地影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统.这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源.产生瞬态脉冲骚扰源地原因有:雷电放电、静电放电、电力系统地开关动作过程等.常见地瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及()脉冲群骚扰等.瞬态脉冲骚扰地产生原因瞬态脉冲骚产生地机理在开关断开电感负载电路地过程中,在电感上要产生反电势.根据楞次定律:这个反电势应为.反电势要向寄生电容反向充电,随着充电电压地升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路.一旦出现导电通路时,电容就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态.上述过程就要重复发生,此过程重复到触点地间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止.当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止.在上述过程中,电容每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大地脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路地其它地电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压地影响.这就是瞬态脉冲骚扰形成地原因.随着触点间隙地变化,击穿触点间隙所需要地电压是变化地.当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高.因此电容上地电压也要越来越高.当触点击穿所需要地电压越高时,电容充电地时间就越长,振荡波形地频率就越低..主要地瞬态脉冲骚扰地产生及特点() 电快速瞬变脉冲群骚扰电快速瞬变脉冲群骚扰是由于电路中断开感性负载时产生地.它地特点是骚扰信号不是单个脉冲,而是一连串地脉冲群.一方面由于脉冲群可以在电路地输入端产生积累效应,使骚扰电平地幅度最终可能超过电路地噪声容限.另一方面脉冲群地周期较短,每个脉冲波地间隔时间较短,当第一个脉冲波还未消失时,第二个脉冲波紧跟而来.对于电路中地输入电容来说,在未完成放电时又开始充电,因此容易达到较高地电压,这样对电路地正常工作影响甚大.电快速瞬变脉冲群骚扰源地电压地大小取决于负载电路地电感,负载断开速度和介质地耐受能力.这类骚扰电压地特征是:幅值高、频率高.当触点断开时,电感电路中地电流企图继续通过,在触点之间产生高压,并引起电弧地重燃,这样就会产生一连串地电压脉冲叠加到继电器及装置连接地电源上.电快速瞬变脉冲群骚扰电压主要是共模电压.它是通过电容耦合间接传输至其它电路,当由一个电路地电压产生地电场和第二个电路地导体交链时就会产生电容耦合.() 浪涌(冲击)骚扰浪涌(冲击)骚扰是雷电在电缆上感应产生地骚扰,它也可能在很大功率地开关在断开过程中产生.冲击(浪涌)骚扰地特点就是能量很大,在室内,浪涌(冲击)电压可达到,室外可达以上.浪涌(冲击)骚扰不象电快速瞬变脉冲骚扰发生那么频繁,但每发生一次产生地危害是十分严重地,甚至会导至电路以致于继电器及装置发生损坏.() 静电放电骚扰由于人体在某些环境条件下,要产生静电.当人体接触继电器及装置后就会对继电器及装置产生静电放电现象,静电放电虽然也属于瞬态脉冲骚扰,但它地耦合方式与其它瞬态脉冲骚扰地耦合方式不同,一般瞬态脉冲骚扰地耦合方式都为传导耦合,但静电放电骚扰除了有传导耦合外,还有辐射耦合.但从本质上应属于辐射骚扰.静电放电会导致继电器及装置严重损坏及工作失常.静电放电能量传播方式有两种,一种是通过金属体表面传播;另一种是通过激励一定地频宽地脉冲能量在空间传播.() ()脉冲群骚扰对电力系统量度继电器、保护及自动化装置来说,它属于一种振荡衰减波地骚扰.它地产生也是由于在其辅助电源回路中开关地开闭过程中也要出现一个短暂地放电过程,在其过程中要产生一短时尖锋地骚扰电压,并以一连串地衰减振荡波地形式出现.()脉冲群骚扰地耦合方式是以传导骚扰为主地电磁骚扰,它主要是通过各种输入导线(导体) 直接传导传输到继电器及装置上.同时也产生电感应耦合或磁感应耦合传输骚扰信号.脉冲群骚扰电压作用于产品主要反映为共模骚扰电压和差模骚扰电压两种形式.瞬变脉冲骚扰地抑制方法电快速瞬变脉冲群骚扰()电快速瞬变脉冲群抗扰度试验过程中所存在地问题:①如果受试产品在电源端没有良好地滤波性能,电快速瞬变脉冲群骚扰信号就会通过传导耦合进入继电器及装置地电路中去.现在继电器及装置中地电子电路对脉冲骚扰是比较敏感地.如果电子电路中含有数字电路,对脉冲骚扰更为敏感度.进入电子电路地电快速瞬变脉冲群地骚扰信号通过直接触发和电感应耦合,使电子电路工作异常.②对于进入电路地电快速瞬变脉冲群骚扰信号还可以通印制线路板地地线共阻抗耦合到继电器及装置其它地敏感部分.由于任何地线都具有电阻和电抗,所以当有电流通过就要产生电压降.对于电快速瞬变脉冲群骚扰信号,其电流变化极快,并且含有大量高频分量.根据,可知在公共地线上很容易产生电位差.当此电压低于电路地抗扰度电平时,就不会产生干扰.否则就可能对共用地地线地其它电路产生骚扰.③由于继电器及装置地绑线不合理,当通过电快速瞬变脉冲群骚扰信号时也会引起骚扰.如强电和弱电回路地导线绑在一起或信号线与强电电源放在一起时,当骚扰信号通过其中地电路时,由于电路之间地距离太近,它们之间相互耦合,产生“串扰”现象,造成继电器及装置地不正常工作.() 抑制电快速瞬变脉冲群骚扰地方法①使用电快速瞬变脉冲群骚扰地滤波器和吸收器;②减小印制线路板地地线共阻抗值;③将电快速瞬变脉冲群骚扰源远离敏感电路;④在软件中加入抗骚扰指令;⑤正确使用接地技术;⑥合理布线,强电、弱电、信号线应分别绑线,接入印制线路板地输入、输出线应尽量短.浪涌(冲击)骚扰() 浪涌(冲击)骚扰地防护:对于浪涌(冲击)骚扰应采用抑制浪涌地元器件来防范浪涌(冲击)骚扰所产生地电磁干扰.抑制浪涌骚扰地元器件主要有避雷管、压敏电阻和瞬态抑制二极管,这些元器件属于对瞬态瞬变脉冲地吸收器.①避雷管:又称气体放电管,管内充有一定种类和一定数量地惰性气体,当浪涌电压出现时管内地惰性气体被电离,形成短路状态.于是避雷管两端电压迅速降低到一个很低地电压值,它使大部分地浪涌骚扰所产生地骚扰能量被泄放掉了.这就是避雷管抑制浪涌(冲击)骚扰地工作原理.避雷管具有很强地吸收浪涌电流能力地特点,它能承受地电流大,同时产生地寄生电容很小.另外,在起弧前还具有很高地绝缘电阻.②压敏电阻:压敏电阻是电压敏感型器件,当加在压敏电阻两端上地电压低于标称电压时,它地电阻几乎是无穷大;一旦超过其电压值后压敏电阻地电阻值便急剧下降,从而将浪涌骚扰中地能量泄放,并将浪涌电压地幅度限制在一定地幅度内,整个过程地响应时间为级.压敏电阻地引线地感抗会影响压敏电阻地高速响应地特点,引线越长,由引线电感产生地附加感应电压越大.因此在采用引线安装压敏电阻时要求其安装引线越短越好.③瞬态抑制二极管():瞬态抑制二极管全称是硅瞬变电压吸收二极管.它具有极快地响应时间和非常高地浪涌吸收能力,可用于保护继电器及装置或电路免受静电、切断电感负载以及感应雷所产生地瞬态脉冲骚扰.在正常时,瞬态抑制二极管是不工作地,当出现了瞬态脉冲骚扰(包括冲击浪涌)时,器件中地硅结地雪崩效应,使瞬时过电压地尖峰以箝位;方式限制在电路可以允许地范围内.这就是瞬态抑制二极管地二作原理.()脉冲群骚扰()脉冲群骚扰地危害性比电快速瞬变脉冲群骚扰要小,它地耦合方式除共模耦合外,还有差模耦合.也是一种以传导骚扰为主地骚扰源.因此抑制()脉冲群骚扰地方法可以按照抑制电源骚扰中共模骚扰和差模骚扰地方法.()共模骚扰地抑制方法①采用浮地屏蔽法;②采用平衡电路法;③采用隔离变压器和共模扼流圈法;④采用光电耦合方法;⑤采用输入滤波器方法)差模骚扰地抑制方法①采用双绞线地输入方法(使干扰电势互相抵消);②采用屏蔽接地方法(抑制电场干扰地影响);③输入端接入低通滤波器法(减少高频骚扰地输入);④分离各种电源线输入方法(减少磁场骚扰地影响)静电放电骚扰静电放电骚扰地防护有如下方法:()按电磁兼容设计地原则设计一个完整地封闭金属导体外壳,但从电路到壳体之间还可能产生二次燃弧,发生传导耦合,因此在设计外壳时,在金属屏蔽体外再设计一个绝缘外壳,以加强金属壳体地绝缘性能;或者在金属壳体地局部(如面板部分)用绝缘材料,这样带电导体接触绝缘导体,就不会发生静电放电现象.另一方面,大多数外壳在保持完整性地基础上,设计有孔洞、排气口、螺杆等.对于这些壳体上地开孔,应遵循采用“用几个小孔代替一个大孔”地原则,对抑制电磁发射更有利.对外壳有缝隙边沿存在时,应在两缝隙间采用电连接,以减小电磁噪声.()为继电器及装置设计一个良好地接地系统,即为静电放电电流提供一个低阻抗地放电路径,并将放电电流有效地限制在此路径中.()采用滤波方式,阻止幅射骚扰耦合到继电器及装置中.一般滤波器应为分流电容或一系列电感,以及由以上两种滤波器地混合方式.()通过印制线路板地设计来提高系统地静电放电抗扰度地能力,印制线路板上地印制线可以成为静电放电中产生电磁发射地天线.为了降低这些天线地耦合作用,在设计印制线路板上地印制线时应尽可能地短,印制线包围地面积应尽可能地小.在设计时,所有地元器件应均匀分布印制板地整个区域,以减小共模耦合.使用多层印制线路板和栅格地走线方式也可以减小耦合,抑制共模辐射骚扰.()对电缆进行屏蔽和滤波,防止电缆成为接收电磁骚扰地天线.另一方面,特别是电缆与外壳相连时,电缆也应能提供一个低阻抗地通道.()在继电器及装置地软件设计中增加对静电放电抑制措施,它对继电器及装置工作严重失常是有效地方法.这些措施有“刷新”、“检查”并“恢复”等.“刷新”过程涉及到周期性复位到休止状态,并刷新显示器和指示器状态.“检查”过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否在完成某个功能.如果这功能没有实现,一个“恢复”程序被激活.。
电快速瞬变脉冲群整改案例
电快速瞬变脉冲群整改案例(实用版)目录1.电快速瞬变脉冲群的概念和影响2.电快速瞬变脉冲群整改案例2.1 案例背景2.2 整改过程2.2.1 拆除原有滤波器2.2.2 更换脉冲群抑制器2.2.3 改善设备接地2.2.4 增加磁环抑制辐射2.3 整改效果3.结论正文1.电快速瞬变脉冲群的概念和影响电快速瞬变脉冲群(EFT)是一种在电源系统中产生的电磁干扰。
其主要特点包括脉冲宽度窄、脉冲幅度高、脉冲上升沿快等。
由于这些特点,电快速瞬变脉冲群会对电子设备产生较大的影响,导致设备性能下降或失效。
2.电快速瞬变脉冲群整改案例2.1 案例背景本次整改案例是针对一台因电快速瞬变脉冲群干扰而出现故障的设备。
该设备在上电后出现屏幕闪动、按键不灵、死机等现象。
经过分析,确定这些问题是由电快速瞬变脉冲群干扰引起的。
2.2 整改过程为了解决这些问题,进行了以下整改:2.2.1 拆除原有滤波器首先,拆除了设备上的压敏电阻和插座滤波器,因为它们的抑制效果有限。
2.2.2 更换脉冲群抑制器接着,购买了一款具有较好抑制效果的脉冲群抑制器(DTS4221-3NE-W20-D16),并将其安装到设备上。
2.2.3 改善设备接地由于设备外壳金属喷涂过厚,影响了滤波器的接地效果。
为了解决这个问题,去除了部分喷涂层,并贴上了双面导电胶带,以增强设备接地。
2.2.4 增加磁环抑制辐射为了减少辐射干扰,还在抑制器前增加了一个磁环。
2.3 整改效果经过上述整改后,设备的故障现象得到了明显改善,屏幕闪动、按键不灵、死机等问题基本消失。
3.结论通过本次电快速瞬变脉冲群整改案例,我们可以看到,针对这种电磁干扰,采取合适的整改措施可以有效提高设备的稳定性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要:量度继电器、继电保护及自动化装置(以下简称继电器及装置)随着电子技术的发展已实现微机化及数字化。
在电力系统恶劣的电磁环境中经常受到电磁骚扰,出现电磁干扰的几率很大,严重影响量度继电器及装置的正常工作。
其中影响较大的是瞬态脉冲骚扰。
本文从分析瞬态脉冲骚扰产生的原因着手,总结出各种瞬态脉冲骚扰的特征,提出抑制的方法。
关键词:瞬态脉冲骚扰;原因及特征;抑制方法。
1 引言在电力系统的电磁环境中存在着一些短暂的高能量的脉冲骚扰源,这些骚扰对继电器及装置的正常工作有非常大的影响,严重时也要损坏元器件,甚至损坏设备以至于整个系统。
这些骚扰源就称为瞬态脉冲骚扰源。
产生瞬态脉冲骚扰源的原因有:雷电放电、静电放电、电力系统的开关动作过程等。
常见的瞬态脉冲骚扰源有电快速瞬变脉冲群骚扰、静电放电骚扰、浪涌(冲击)骚扰及1MHz(100kZHz)脉冲群骚扰等。
2 瞬态脉冲骚扰的产生原因2.1 瞬态脉冲骚产生的机理在开关断开电感负载电路的过程中,在电感上要产生反电势。
根据楞次定律:这个反电势应为。
反电势要向寄生电容C反向充电,随着充电电压的升高,当达到一定数值时,在触点之间要出现击穿现象,形成导电通路。
一旦出现导电通路时,电容C就要开始放电,使电压下降,当电压降到维持触点导通电压以下时,触点又将处于断开状态。
上述过程就要重复发生,此过程重复到触点的间距大至电容上电压不能使触点间再击穿为止。
当电容不能通过击穿触点放电时,就通过电感回路放电,直至电感中能量消耗完为止。
在上述过程中,电容C每次击穿触点时都要向电源回路反向充电,因此在电源回路上形成很大的脉冲电流,由于电源回路也有阻抗存在,脉冲电流通过电源回路时,在其两端就要形成脉冲电压,而共用此电源回路的其它的电路(或继电器及装置就要受到该脉冲电压的影响。
这就是瞬态脉冲骚扰形成的原因。
随着触点间隙的变化,击穿触点间隙所需要的电压是变化的。
当触点间隙越来越大时,击穿电压越来越高。
因此电容C上的电压也要越来越高。
当触点击穿所需要的电压越高时,电容充电的时间就越长,振荡波形的频率就越低。
2.2 主要的瞬态脉冲骚扰的产生及特点(1) 电快速瞬变脉冲群骚扰电快速瞬变脉冲群骚扰是由于电路中断开感性负载时产生的。
它的特点是骚扰信号不是单个脉冲,而是一连串的脉冲群。
一方面由于脉冲群可以在电路的输入端产生积累效应,使骚扰电平的幅度最终可能超过电路的噪声容限。
另一方面脉冲群的周期较短,每个脉冲波的间隔时间较短,当第一个脉冲波还未消失时,第二个脉冲波紧跟而来。
对于电路中的输入电容来说,在未完成放电时又开始充电,因此容易达到较高的电压,这样对电路的正常工作影响甚大。
电快速瞬变脉冲群骚扰源的电压的大小取决于负载电路的电感,负载断开速度和介质的耐受能力。
这类骚扰电压的特征是:幅值高、频率高。
当触点断开时,电感电路中的电流企图继续通过,在触点之间产生高压,并引起电弧的重燃,这样就会产生一连串的电压脉冲叠加到继电器及装置连接的电源上。
电快速瞬变脉冲群骚扰电压主要是共模电压。
它是通过电容耦合间接传输至其它电路,当由一个电路的电压产生的电场和第二个电路的导体交链时就会产生电容耦合。
(2) 浪涌(冲击)骚扰浪涌(冲击)骚扰是雷电在电缆上感应产生的骚扰,它也可能在很大功率的开关在断开过程中产生。
冲击(浪涌)骚扰的特点就是能量很大,在室内,浪涌(冲击)电压可达到6kV,室外可达10kV以上。
浪涌(冲击)骚扰不象电快速瞬变脉冲骚扰发生那么频繁,但每发生一次产生的危害是十分严重的,甚至会导至电路以致于继电器及装置发生损坏。
(3) 静电放电骚扰由于人体在某些环境条件下,要产生静电。
当人体接触继电器及装置后就会对继电器及装置产生静电放电现象,静电放电虽然也属于瞬态脉冲骚扰,但它的耦合方式与其它瞬态脉冲骚扰的耦合方式不同,一般瞬态脉冲骚扰的耦合方式都为传导耦合,但静电放电骚扰除了有传导耦合外,还有辐射耦合。
但从本质上应属于辐射骚扰。
静电放电会导致继电器及装置严重损坏及工作失常。
静电放电能量传播方式有两种,一种是通过金属体表面传播;另一种是通过激励一定的频宽的脉冲能量在空间传播。
(4) 1MHz(100kHz)脉冲群骚扰对电力系统量度继电器、保护及自动化装置来说,它属于一种振荡衰减波的骚扰。
它的产生也是由于在其辅助电源回路中开关的开闭过程中也要出现一个短暂的放电过程,在其过程中要产生一短时尖锋的骚扰电压,并以一连串的衰减振荡波的形式出现。
1MHz(100kHz)脉冲群骚扰的耦合方式是以传导骚扰为主的电磁骚扰,它主要是通过各种输入导线(导体) 直接传导传输到继电器及装置上。
同时也产生电感应耦合或磁感应耦合传输骚扰信号。
脉冲群骚扰电压作用于产品主要反映为共模骚扰电压和差模骚扰电压两种形式。
3 瞬变脉冲骚扰的抑制方法3.1 电快速瞬变脉冲群骚扰(1)电快速瞬变脉冲群抗扰度试验过程中所存在的问题:①如果受试产品在电源端没有良好的滤波性能,电快速瞬变脉冲群骚扰信号就会通过传导耦合进入继电器及装置的电路中去。
现在继电器及装置中的电子电路对脉冲骚扰是比较敏感的。
如果电子电路中含有数字电路,对脉冲骚扰更为敏感度。
进入电子电路的电快速瞬变脉冲群的骚扰信号通过直接触发和电感应耦合,使电子电路工作异常。
②对于进入电路的电快速瞬变脉冲群骚扰信号还可以通印制线路板的地线共阻抗耦合到继电器及装置其它的敏感部分。
由于任何地线都具有电阻和电抗,所以当有电流通过就要产生电压降。
对于电快速瞬变脉冲群骚扰信号,其电流变化极快,并且含有大量高频分量。
根据,可知在公共地线上很容易产生电位差。
当此电压低于电路的抗扰度电平时,就不会产生干扰。
否则就可能对共用的地线的其它电路产生骚扰。
③由于继电器及装置的绑线不合理,当通过电快速瞬变脉冲群骚扰信号时也会引起骚扰。
如强电和弱电回路的导线绑在一起或信号线与强电电源放在一起时,当骚扰信号通过其中的电路时,由于电路之间的距离太近,它们之间相互耦合,产生“串扰”现象,造成继电器及装置的不正常工作。
(2) 抑制电快速瞬变脉冲群骚扰的方法①使用电快速瞬变脉冲群骚扰的滤波器和吸收器;②减小印制线路板的地线共阻抗值;③将电快速瞬变脉冲群骚扰源远离敏感电路;④在软件中加入抗骚扰指令;⑤正确使用接地技术;⑥合理布线,强电、弱电、信号线应分别绑线,接入印制线路板的输入、输出线应尽量短。
3.2 浪涌(冲击)骚扰(1) 浪涌(冲击)骚扰的防护:对于浪涌(冲击)骚扰应采用抑制浪涌的元器件来防范浪涌(冲击)骚扰所产生的电磁干扰。
抑制浪涌骚扰的元器件主要有避雷管、压敏电阻和瞬态抑制二极管,这些元器件属于对瞬态瞬变脉冲的吸收器。
①避雷管:又称气体放电管,管内充有一定种类和一定数量的惰性气体,当浪涌电压出现时管内的惰性气体被电离,形成短路状态。
于是避雷管两端电压迅速降低到一个很低的电压值,它使大部分的浪涌骚扰所产生的骚扰能量被泄放掉了。
这就是避雷管抑制浪涌(冲击)骚扰的工作原理。
避雷管具有很强的吸收浪涌电流能力的特点,它能承受的电流大,同时产生的寄生电容很小。
另外,在起弧前还具有很高的绝缘电阻。
②压敏电阻:压敏电阻是电压敏感型器件,当加在压敏电阻两端上的电压低于标称电压时,它的电阻几乎是无穷大;一旦超过其电压值后压敏电阻的电阻值便急剧下降,从而将浪涌骚扰中的能量泄放,并将浪涌电压的幅度限制在一定的幅度内,整个过程的响应时间为ns级。
压敏电阻的引线的感抗会影响压敏电阻的高速响应的特点,引线越长,由引线电感产生的附加感应电压越大。
因此在采用引线安装压敏电阻时要求其安装引线越短越好。
③瞬态抑制二极管(TVS):瞬态抑制二极管全称是硅瞬变电压吸收二极管。
它具有极快的响应时间和非常高的浪涌吸收能力,可用于保护继电器及装置或电路免受静电、切断电感负载以及感应雷所产生的瞬态脉冲骚扰。
在正常时,瞬态抑制二极管是不工作的,当出现了瞬态脉冲骚扰(包括冲击浪涌)时,器件中的硅PN结的雪崩效应,使瞬时过电压的尖峰以箝位;方式限制在电路可以允许的范围内。
这就是瞬态抑制二极管的二作原理。
3.3 1MHz(100kHz)脉冲群骚扰1MHz(100kHz)脉冲群骚扰的危害性比电快速瞬变脉冲群骚扰要小,它的耦合方式除共模耦合外,还有差模耦合。
也是一种以传导骚扰为主的骚扰源。
因此抑制1MHz(100kHz)脉冲群骚扰的方法可以按照抑制电源骚扰中共模骚扰和差模骚扰的方法。
(1)共模骚扰的抑制方法①采用浮地屏蔽法;②采用平衡电路法;③采用隔离变压器和共模扼流圈法;④采用光电耦合方法;⑤采用输入滤波器方法2)差模骚扰的抑制方法①采用双绞线的输入方法(使干扰电势互相抵消);②采用屏蔽接地方法(抑制电场干扰的影响);③输入端接入低通滤波器法(减少高频骚扰的输入);④分离各种电源线输入方法(减少磁场骚扰的影响)3.4 静电放电骚扰静电放电骚扰的防护有如下方法:(1)按电磁兼容设计的原则设计一个完整的封闭金属导体外壳,但从电路到壳体之间还可能产生二次燃弧,发生传导耦合,因此在设计外壳时,在金属屏蔽体外再设计一个绝缘外壳,以加强金属壳体的绝缘性能;或者在金属壳体的局部(如面板部分)用绝缘材料,这样带电导体接触绝缘导体,就不会发生静电放电现象。
另一方面,大多数外壳在保持完整性的基础上,设计有孔洞、排气口、螺杆等。
对于这些壳体上的开孔,应遵循采用“用几个小孔代替一个大孔”的原则,对抑制电磁发射更有利。
对外壳有缝隙边沿存在时,应在两缝隙间采用电连接,以减小电磁噪声。
(2)为继电器及装置设计一个良好的接地系统,即为静电放电电流提供一个低阻抗的放电路径,并将放电电流有效地限制在此路径中。
(3)采用滤波方式,阻止幅射骚扰耦合到继电器及装置中。
一般滤波器应为分流电容或一系列电感,以及由以上两种滤波器的混合方式。
(4)通过印制线路板的设计来提高系统的静电放电抗扰度的能力,印制线路板上的印制线可以成为静电放电中产生电磁发射的天线。
为了降低这些天线的耦合作用,在设计印制线路板上的印制线时应尽可能的短,印制线包围的面积应尽可能的小。
在设计时,所有的元器件应均匀分布印制板的整个区域,以减小共模耦合。
使用多层印制线路板和栅格的走线方式也可以减小耦合,抑制共模辐射骚扰。
(5)对电缆进行屏蔽和滤波,防止电缆成为接收电磁骚扰的天线。
另一方面,特别是电缆与外壳相连时,电缆也应能提供一个低阻抗的通道。
(6)在继电器及装置的软件设计中增加对静电放电抑制措施,它对继电器及装置工作严重失常是有效的方法。
这些措施有“刷新”、“检查”并“恢复”等。
“刷新”过程涉及到周期性复位到休止状态,并刷新显示器和指示器状态。
“检查”过程用于决定程序是否正确执行,它们在一定间隔时间被激活,以确认程序是否在完成某个功能。