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井下保護設備的干擾分析及抑制措施

文檔作者：王長城周天良文檔來源： 1．肥礦集團梁寶寺二號井籌建處 2．徐少1"1煤礦機械廠，		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月02日
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《電氣開關》(2015．No．1) 97
文章編號：1004—289X(2015)01—0097—02
井下保護設備的干擾分析及抑制措施
王長城 ，周天良
(1．肥礦集團梁寶寺二號井籌建處，山東 濟寧272404；2．徐少1"1煤礦機械廠，江蘇徐州221000)
摘要：電磁干擾對煤礦井下電子設備的穩(wěn)定運行影響很大，分析了電磁干擾的要素及其危害，重點提出了抑制
措施。
關鍵詞：保護設備；電磁干擾；抑制措施
中圖分類號：TD68 文獻標識碼：B
Analysis of Control M easures of Interference for Underground Protection Equipment
WANG Chang—cheng ，ZHOU Tian—liang
(1．Hefei Coal Mine Group，Jining 272404，China；2．Xuzhou Coal Mine Machinery Factory，
Xuzhou 221000，China)
Abstract：Electromagnetic interference is of great influence to the stable operation of electronic device of underground
cool mine．The paper analyzes the factors and harm of the electromagnetic interferceuee an d puts forward coutrol measure．
Key words：protection equipment；electmmagnetic interference；control measures
1 引言 3 干擾的危害
煤礦井下環(huán)境惡劣，粉塵大，濕度高；工頻電網(wǎng)中
由于使用非線性元件而存在很大的諧波；有些產(chǎn)品在
實驗室能用，但拿到現(xiàn)場就不能使用，或者頻繁出現(xiàn)死
機、復位、液晶顯示屏錯位等故障。大多數(shù)故障是因為
在現(xiàn)場受到較嚴重的干擾造成的。所以真正可靠實用
的電子保護設備必須具備很強的抗干擾能力，才能保
證其長期、穩(wěn)定、可靠的工作。
2 干擾要素
電子系統(tǒng)中提到的干擾，一般是指電磁干擾。電
磁干擾是干擾電纜信號并降低信號完整性的電子噪
音，電磁干擾通常由電磁輻射發(fā)生源如馬達和機器產(chǎn)
生的。理論和實踐的研究表明，不管是復雜系統(tǒng)還是
簡單裝置，任何一個電磁干擾的發(fā)生必須具備三個基
本條件：首先應該具有干擾源；其次有傳播干擾能量的
途徑和通道；第三還必須有被干擾對象的響應。在電
磁兼容性理論中把被干擾對象統(tǒng)稱為敏感設備(或敏
感器)。因此干擾源、干擾傳播途徑(或傳輸通道)和
敏感設備稱為電磁干擾三要素。
干擾源對電子保護系統(tǒng)的危害主要表現(xiàn)在以下三
個方面：
(1)輸入通道
輸入通道是系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)的主要通道，它包括模
擬信號和數(shù)字信號等。干擾能使模擬信號失真，或輸
入的開關量和數(shù)字量出錯。保護器根據(jù)這種失真的、
錯誤的輸入信息進行運算和處理，必然會給系統(tǒng)帶來
不可設想的后果。
(2)輸出通道
輸出通道是系統(tǒng)作用于外部動作單元的主要通
道，它的正確與否直接關系到系統(tǒng)動作的可靠性。而
干擾會使輸出的各個控制信號混亂，不能實現(xiàn)微機系
統(tǒng)準確的輸出，從而導致保護誤動或拒動。
(3)中央處理單元
中央處理單元是整個系統(tǒng)的核心，它對輸入通道
輸送來的數(shù)據(jù)進行運算和處理，得到相應的結果。而
干擾會使地址或數(shù)據(jù)總線上的數(shù)字信號錯亂，引發(fā)一
系列意想不到的錯誤，CPU得到錯誤的數(shù)據(jù)信息后，
導致運算結果出錯。
98 《電氣開關》(2015．No．1)
4 抑制干擾的有效措施 5 結論
4．1 系統(tǒng)硬件抗干擾措施
印制板上的數(shù)字電路工作時，有可能造成電路板內(nèi)
的電源電壓和地電位的波動，導致信號波形產(chǎn)生振蕩而
引起電路誤動作。本文在設計時主要采取了下列措施：
(1)盡量加粗地線以降低導線電阻，使它至少能
通過三倍于印制板上的允許電流。
(2)接地線構成閉合回路，能明顯地提高抗噪聲
能力。閉環(huán)形狀能顯著地縮短線路的環(huán)路，降低線路
阻抗，從而減少干擾。
(3)電源去耦：即在印刷線路制板入口處的電源
線與地線之間并接去耦電容。并接的電容為一個
20uF的電解電容和一個0．1uF的磁片電容，并接大電
容的目的是為了去掉低頻干擾成份，并接小電容是為
了去掉高頻干擾成份。
(4)集成芯片去耦：在每個芯片的電源和地之間
都安置了一個0．1uF的陶瓷電容，這種電容器的高頻
阻抗特別小。
(5)采用光電隔離：開關量輸入電路接入光電耦
合后，由于光電禍合器的隔離作用，使夾雜在輸入開關
量中的各種干擾脈沖都擋在輸入回路的一側(cè)。
(6)繼電器隔離：輸出電路使用了繼電器隔離。利用
了繼電器的線圈和觸點間沒有電氣上的聯(lián)系的特點，可
避免強電和弱電信號之間的直接接觸，實現(xiàn)抗干擾隔離。
4．2 軟件抗干擾設計
微機系統(tǒng)的抗干擾不可能完全依靠硬件解決，軟
件抗干擾措施是對抗干擾措施的一個重要補充。現(xiàn)在
軟件抗干擾問題的研究愈來愈引起人們的重視。
(1)利用軟件攔截技術指令冗余
指令冗余是避免程序亂飛時造成操作碼和操作數(shù)
混亂的一項技術。將單字節(jié)的指令重復兩遍就可以
了。最常見的是在重要指令前寫兩次NOP。
(2)利用軟件攔截技術軟件陷阱
在程序亂飛的時候，可能會飛到人為設置的返回
指令的地方，從而執(zhí)行返回指令進入正常狀態(tài)。設置
返回指令的地方就是軟件陷阱。實際使用時連續(xù)兩次
壓棧00H，然后執(zhí)行返回指令可使程序回到起點。
(3)看門狗技術
看門狗實際上就是一個監(jiān)視定時器，它分為軟件
看門狗和硬件看門狗兩種。原理大體相當。程序亂飛
如果陷入死循環(huán)，指令冗余和軟件陷阱均無能為力，這
個時候只能依靠監(jiān)視定時器(看門狗)。
電子保護設備在作為開關電器的核心部件其可靠
性的程度尤為重要，其抑制措施也是一個非常復雜的
課題。讓干擾最大限度地不進入CPU系統(tǒng)，使電子保
護設備的正常運行，從而保證煤礦生產(chǎn)穩(wěn)定有效地運
行還任重而道遠。
收稿日期：2013—07—11
(上接第96頁)
仍然存在間隙放電的可能，有導致人員觸電的風險。
6 結語
手動旁路的高壓變頻器旁路工頻運行時，旁路柜
刀閘K1由于斷口距離受限，移相變壓器絕緣測試中
存在放電的風險。為確保測試人員和設備的安全，對
使用手動旁路高壓變頻器的企業(yè)，提出以下兩條建議：
(1)高壓變頻器在旁路工頻運行時，移相變壓器
應視為帶電設備，禁止進行測試絕緣。
(2)在移相變壓器高壓側(cè)繞組絕緣測試時，必須
確認6kV電源開關已經(jīng)斷開并在分離(檢修)位置、變
頻器進線電源K1刀閘已經(jīng)斷開后才能進行。
參考文獻
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收稿日期：2014—07—18
作者簡介：王義平(1982一)。男．高級工程師．主要從事電廠電氣設備技術管理工作。

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