在多功能電力儀表中檢測(cè)元件、顯示儀表和控制單元共同組成測(cè)量控制系統(tǒng),被測(cè)參數(shù)是由檢測(cè)元件測(cè)量后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離傳送到顯示儀表,控制器輸出信號(hào)常常要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離才到達(dá)執(zhí)行機(jī)構(gòu),這時(shí)被測(cè)參數(shù)的有用信號(hào)連同傳輸中引進(jìn)的各種干擾信號(hào)都一起進(jìn)入儀器儀表中,同樣控制器輸出的控制信號(hào)與干擾信號(hào)也可能一起進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這樣就造成儀表顯示不正常,控制信號(hào)不準(zhǔn)確,終導(dǎo)致生產(chǎn)不正常,甚至造成事故。
干擾的來(lái)源
在實(shí)際應(yīng)用中，干擾產(chǎn)生的原因很多,干擾的引入點(diǎn)也各不相同。在常見(jiàn)的化纖行業(yè)中,為了降低能耗、提高效率,經(jīng)常需要使用變頻器。變頻器在使用時(shí)在一定的區(qū)域內(nèi)能產(chǎn)生較強(qiáng)的交流磁場(chǎng),當(dāng)儀表的信號(hào)線從其附近通過(guò)時(shí),由于電磁感應(yīng)的影響必會(huì)受到干擾,這樣就會(huì)在儀表的信號(hào)輸入端之間出現(xiàn)交流干擾信號(hào),即我們常說(shuō)的“橫向干擾”。
當(dāng)儀器的信號(hào)線在大功率交流電機(jī)等設(shè)備附近經(jīng)過(guò)時(shí),會(huì)因?yàn)?/span>大功率交流電機(jī)等周圍存在較強(qiáng)的交流磁場(chǎng)而產(chǎn)生橫向干擾電勢(shì),有電磁感應(yīng)定律知該感應(yīng)電勢(shì)與磁場(chǎng)強(qiáng)度和導(dǎo)線環(huán)的面積成正比,當(dāng)交變磁場(chǎng)與導(dǎo)線環(huán)平面垂直時(shí),這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)會(huì)達(dá)到大。如果我們把兩根信號(hào)線絞合起來(lái),可以大大減少信號(hào)線在磁場(chǎng)中的有效面積,進(jìn)而達(dá)到抑制干擾的目的。此外對(duì)多功能電力儀表有干擾的還有地電流,如果儀表輸入回路中有兩個(gè)不同的接地點(diǎn)a、b,因?yàn)?/span>實(shí)際大地電阻不為零,當(dāng)大地中流過(guò)電流時(shí),會(huì)在兩個(gè)不同的接地點(diǎn)a、b間產(chǎn)生電位差。這個(gè)電位差會(huì)使儀器儀表出現(xiàn)干擾電流ig.這個(gè)干擾電流ig在遇到信號(hào)線路電阻R1、R2時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干擾電壓。
除了以上舉例的兩個(gè)干擾外,大功率變壓器、電焊機(jī)、交流電機(jī)、大電流導(dǎo)線、雷電、電氣開(kāi)關(guān)關(guān)閉瞬間放電,電源變壓器產(chǎn)生的漏電流都可能產(chǎn)生干擾。
3?抗干擾措施
首先，要防止和減少干擾必須要在源頭抓起,在設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)階段,設(shè)計(jì)者在儀表選型時(shí),應(yīng)選擇抗干擾能力強(qiáng)的多功能電力儀表,選擇干擾小的電氣元件。例如選擇干擾小的變頻器,如果非要選用大功率的變頻器時(shí)應(yīng)添加額外設(shè)備：在變頻器的電源輸入端和變頻器的輸出端加無(wú)線電干擾抑制器,這樣可以減少變頻器對(duì)外界的干擾。
其次，在安裝時(shí)要注意:
(1)多功能電力儀表控制柜與變頻電機(jī)控制柜不要相鄰放置,控制柜之間應(yīng)加擋板隔離;
(2)儀表地線、保護(hù)地線和屏蔽地線應(yīng)該分別從大地作接地極引入控制室,接地電阻要小于4Ψ.同時(shí)一定要將接地線要與零線分開(kāi);
(3)在配線時(shí)信號(hào)線應(yīng)選擇相互絞合的屏蔽電纜,信號(hào)線要遠(yuǎn)離干擾源,一定要避免與動(dòng)力電纜平行布線,兩者也不可以放在同一個(gè)橋架。另外為了避免出現(xiàn)地電流的影響，信號(hào)電纜的屏蔽層不應(yīng)在電纜兩端同時(shí)接地，屏蔽層只能在電纜的一端接地。這里要注意的是,檢測(cè)信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)在顯示儀表側(cè)進(jìn)行接地,控制信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)在被控單元端進(jìn)行接地。例如,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫電阻信號(hào)線的屏蔽層要在儀表柜的接地排接地;儀表輸出控制加熱柜相關(guān)信號(hào)線的屏蔽層要在加熱柜的接地排接地。這樣,可以把信號(hào)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的干擾大程度的排除掉。
另外,對(duì)于特殊傳感器,根據(jù)其信號(hào)線的特別要求進(jìn)行抗干擾選擇。比如：壓電傳感器是高阻抗傳感元件,它主要的干擾是沖擊和振動(dòng)使信號(hào)線晃動(dòng),進(jìn)而發(fā)生彎曲變形摩擦然后產(chǎn)生靜電效應(yīng)；此外還存在強(qiáng)磁場(chǎng)干擾和靜電耦合干擾等。因此,壓電傳感器的信號(hào)線不宜選用一般屏蔽線，只能選用特制的低噪聲同軸電纜。它能有效地防止電纜振動(dòng)彎曲而造成的摩擦生電效應(yīng)，也能減小靜電耦合干擾。
4?干擾出現(xiàn)時(shí)的處理方法
在設(shè)計(jì)時(shí)采取有效的抗干擾蔽措施,施工時(shí)正確運(yùn)用接地技術(shù),基本可以解決多功能電力儀表在系統(tǒng)的干擾問(wèn)題。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)例子來(lái)講述一下遇到電磁干擾時(shí)的處理方法。在使用某種巡檢儀時(shí),發(fā)現(xiàn)儀器顯示的溫度與實(shí)際溫度相差懸殊,此外還發(fā)現(xiàn)變頻電機(jī)起動(dòng)時(shí),溫度顯示數(shù)據(jù)變化大,變頻電機(jī)停止時(shí),溫度顯示正常。于是采取措施把儀表柜與變頻電機(jī)柜間隔變大,并且兩者之間加上擋板隔離,信號(hào)電纜的屏蔽層接地,又把變頻電機(jī)線單獨(dú)放在一個(gè)橋架里。處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)：干擾有一定程度減小,但仍然存在。此時(shí)我們可以知道，該儀表的抗干擾能力比較差,同時(shí)變頻器的功率大,干擾也比較大。
所以分析出情況應(yīng)該是這樣：當(dāng)變頻器的電機(jī)起動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的電磁干擾,電磁干擾作用于儀器的信號(hào)線,會(huì)在信號(hào)線上產(chǎn)生一個(gè)疊加信號(hào),該干擾信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)的溫度信號(hào)一起進(jìn)入測(cè)溫儀器中,從而造成溫度顯示出現(xiàn)錯(cuò)誤。所以就必須把信號(hào)線上的疊加信號(hào)過(guò)濾掉,此時(shí)我們采用在儀表的輸入端加電容濾掉干擾信號(hào)的方法。
具體接線如圖：這兩個(gè)電容起到平滑濾波作用,它濾掉干擾電信號(hào),使有用的信號(hào)進(jìn)入儀器儀表。需要注意的是,電容容量不宜過(guò)大,如果電容量過(guò)大,起始充電電流就會(huì)很大,當(dāng)該電流超過(guò)儀器內(nèi)部電路的大電流時(shí),就可能燒壞內(nèi)部電路。對(duì)于一般的多功能電力儀表,選用0.47μF的電容,耐壓值為63V以上。電容好選用具有自我恢復(fù)功能的金屬化紙介電容,如果沒(méi)有金屬化紙介電容,也可以選用云母電容。