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奎屯农七师勘测设计研究院（有限责任公司） 新疆奎屯 833200
摘要：升压站一次回路以及其他外部设备或自然因素对二次回路的电磁干扰，都会使设备装置失去效用。本文主要分析了发电厂升压站二次系统电磁干扰及防护技术，希望给相关领域一些参考。
关键词：二次系统；电磁干扰；防护技术
从社会进入电气时代以来，发电厂、升压站等电力系统就扮演着越来越重要的角色。但同时随着电工技术的发展，不必要的电磁能量产生过多，带来的危害影响也愈加大。本文从电磁干扰的产生要素、环境等方面来分析电磁干扰的防护措施。
一、电磁干扰的产生
电磁干扰效应是指接收器接收到经过耦合途径传输的电磁能量。所有在预期之外的电磁能量都可以被视为电磁干扰。电磁干扰的产生必须具备三个条件：电磁干扰源、耦合途径、接收器。
（一）地磁干扰源
电磁干扰源一般可以分为两种：人为干扰源和自然干扰源。
由机电等电能装置或其他人工设备产生的电磁能量干扰属于人为干扰源。其中在完成本身功用的同时附加产生的电磁能量的发射，如：照明设备、家用电器、公共交通工具等，属于无意发射干扰源。像雷达和导航、通信、电视、广播等专门发射电磁能量的无线电装置，属于有意发射干扰源。
自然干扰源大多来源于地球外层空间的宇宙噪声、大气层的噪声。这些不仅是地球电磁环境的基本要素，还是干扰无线电装置的干扰源。
不论是自然还是电能装置发射的电磁能量，可以致使设备装置性能作用减弱或失效，造成人或者其他生物健康危害。
（二）耦合途径
电磁干扰分为辐射干扰和传导干扰。干扰源通过空间将信号干扰到电网络接收器被称为辐射干扰。通过导电体将一个电网络的信号干扰到另一个电网络的电磁干扰是传导干扰。电磁干扰的传播途径就是耦合途径，分为辐射耦合途径和传导耦合途径。最常见的就是空间辐射和导线的传导。所有电磁干扰的产生都必定存在干扰能量的传输和传输途径。
（三）接收器
接收器也被称为敏感设备，是所有受干扰对象的统称，可以是电能装置，也可以是人或者其他生物。许多设备装置不仅是电磁干扰源还是接收器。
二、升压站电磁干扰的因素
升压站是复杂电磁环境的典型，发生电磁干扰现象的概率非常大。主要的干扰及成因有：
第一，雷击高架、线路、控制塔。雷击到户外线路或者构件，其大电流会传到地接网，二次电线电缆的屏蔽层分布在不同的接地点时，由于地网电阻而产生的瞬态电流流过屏蔽层，进而感应出二次电缆芯线中的干扰电压。
第二，系统短路故障。系统短路故障时会引起地网电位的升高，从而引起二次电缆中的干扰电压。
第三，二次系统中的开关操作。因为存在感性负载，在二次系统的控制端口和信号电源端口形成急速瞬变的脉冲干扰。高压隔离开关和断路器可能在线路上引起多种频率分量的减弱震荡波，通过天线将电流电压以静态电磁场的形态向四周空间辐射能量，直接耦合干扰到二次系统。
第四，放电现象，一般是静电放电和局部放电。静电放电通常是人为对设备装置造成的，可能导致装置性能失效。局部放电中电磁辐射的发生频率高，可能干扰电能装置中的线路。
三、电磁干扰的防护措施
干扰源的电磁能量通过多种通道以辐射或者传导的方式耦合到升压站的一次系统和二次系统。通常耦合干扰的是信号线、电力线、控制回路和自动化系统的电压及干扰电流的水平或者电磁场的水平。预防电磁干扰出现的一个基本要求就是依据规定的电磁兼容标准来设计电磁兼容。以下是常用的电磁兼容技术措施。
（一）屏蔽措施
1、二次设备内，为了屏蔽电场，以防高频干扰信号利用分布电容传入自动化系统内部，通常在自控装置所使用的各类中间互感器的一、二次绕组间或综合自动化系统中的测量和微机保护之间加设屏蔽层。
2、为了抑制外部高频干扰，可以在升压站的机箱或机柜的输入端子上对地面接一个耐高压的小电容。并且综合自动化系统的机柜和机箱所使用的铁质材料本身就有屏蔽作用。
3、将屏蔽电缆应用到一次设备与自动化系统输入输出的连接中，屏蔽层两端接地，可以明显削弱电场耦合和磁场耦合。
（二）接地保护
干扰产生的因素之一就是二次设备和二次电缆屏蔽层接地电位的变化。因此，接地技术不仅是升压站综合自动化系统抗干扰的主要方法，也是升压站一次、二次设备电磁兼容的重要方法。如果在升压站设计和施工建设的时把屏蔽与接地有机结合，抗干扰效果良好。
接地技术有三种方式：单点、浮点、多点接地。将所有需接地的引线都接到一个点，再将其直接接入大地，这种技术是单点接地。浮点接地比较容易产生静电电荷积累，一般在设备工作状态或电路不能连接大地时被采用。将设备或系统中需接地的引线与其最近的大地直接相连接的方法是多点接地。
（三）削弱强电回路的感应耦合
电流和电压互感器的二次回路电缆从高压装置引出到监控和保护安装处时，尽量靠近接近体，减少进入这些回路的高频瞬变漏磁通。
高压母线通常是影响力很强的干扰源，因而削弱电磁耦合的有效措施就是增加高压母线和控制电缆之间的距离，尽量减少控制电缆的平行长度。同时，为了减少感应耦合，控制电缆要尽量远离高频暂态电流的接地点，如耦合电容器、电容式电压互感器、避雷器和避雷针的接地点等。
（四）隔离措施
隔离开关的辅助触点、断路器、主变压器分头位置等都属于升压站综合自动化系统开关量的输入。对隔离开关、断路器、主变压器分接开关的控制就是开关量的输出。隔离开关和断路器都在强电回路中，一旦直接连接自动化系统就会引入电磁干扰。利用继电器触点或光电耦合器隔离，可以抑制这些较强的电磁干扰。
四、结束语
保护设备连接的户外电缆，通过传导途径干扰保护设备，这是对升压站产生电磁干扰的主要体现。一般抑制削弱电磁干扰的措施主要是屏蔽、接地保护、削弱感应耦合、接地保护、选择抗干扰能力强的保护设备等。掌握抗电磁干扰技术，才能使电站运作良好，不影响人们生活。
参考文献：
[1]杨吟梅.变电站内电磁兼容问题[J].电网技术，1997，21（2）
[2]徐鹏根.电磁兼容性原理及应用[M].国防工业出版社，1994，34-56
摘要：升压站一次回路以及其他外部设备或自然因素对二次回路的电磁干扰，都会使设备装置失去效用。本文主要分析了发电厂升压站二次系统电磁干扰及防护技术，希望给相关领域一些参考。
关键词：二次系统；电磁干扰；防护技术
从社会进入电气时代以来，发电厂、升压站等电力系统就扮演着越来越重要的角色。但同时随着电工技术的发展，不必要的电磁能量产生过多，带来的危害影响也愈加大。本文从电磁干扰的产生要素、环境等方面来分析电磁干扰的防护措施。
一、电磁干扰的产生
电磁干扰效应是指接收器接收到经过耦合途径传输的电磁能量。所有在预期之外的电磁能量都可以被视为电磁干扰。电磁干扰的产生必须具备三个条件：电磁干扰源、耦合途径、接收器。
（一）地磁干扰源
电磁干扰源一般可以分为两种：人为干扰源和自然干扰源。
由机电等电能装置或其他人工设备产生的电磁能量干扰属于人为干扰源。其中在完成本身功用的同时附加产生的电磁能量的发射，如：照明设备、家用电器、公共交通工具等，属于无意发射干扰源。像雷达和导航、通信、电视、广播等专门发射电磁能量的无线电装置，属于有意发射干扰源。
自然干扰源大多来源于地球外层空间的宇宙噪声、大气层的噪声。这些不仅是地球电磁环境的基本要素，还是干扰无线电装置的干扰源。
不论是自然还是电能装置发射的电磁能量，可以致使设备装置性能作用减弱或失效，造成人或者其他生物健康危害。
（二）耦合途径
电磁干扰分为辐射干扰和传导干扰。干扰源通过空间将信号干扰到电网络接收器被称为辐射干扰。通过导电体将一个电网络的信号干扰到另一个电网络的电磁干扰是传导干扰。电磁干扰的传播途径就是耦合途径，分为辐射耦合途径和传导耦合途径。最常见的就是空间辐射和导线的传导。所有电磁干扰的产生都必定存在干扰能量的传输和传输途径。
（三）接收器
接收器也被称为敏感设备，是所有受干扰对象的统称，可以是电能装置，也可以是人或者其他生物。许多设备装置不仅是电磁干扰源还是接收器。
二、升压站电磁干扰的因素
升压站是复杂电磁环境的典型，发生电磁干扰现象的概率非常大。主要的干扰及成因有：
第一，雷击高架、线路、控制塔。雷击到户外线路或者构件，其大电流会传到地接网，二次电线电缆的屏蔽层分布在不同的接地点时，由于地网电阻而产生的瞬态电流流过屏蔽层，进而感应出二次电缆芯线中的干扰电压。
第二，系统短路故障。系统短路故障时会引起地网电位的升高，从而引起二次电缆中的干扰电压。
第三，二次系统中的开关操作。因为存在感性负载，在二次系统的控制端口和信号电源端口形成急速瞬变的脉冲干扰。高压隔离开关和断路器可能在线路上引起多种频率分量的减弱震荡波，通过天线将电流电压以静态电磁场的形态向四周空间辐射能量，直接耦合干扰到二次系统。
第四，放电现象，一般是静电放电和局部放电。静电放电通常是人为对设备装置造成的，可能导致装置性能失效。局部放电中电磁辐射的发生频率高，可能干扰电能装置中的线路。
三、电磁干扰的防护措施
干扰源的电磁能量通过多种通道以辐射或者传导的方式耦合到升压站的一次系统和二次系统。通常耦合干扰的是信号线、电力线、控制回路和自动化系统的电压及干扰电流的水平或者电磁场的水平。预防电磁干扰出现的一个基本要求就是依据规定的电磁兼容标准来设计电磁兼容。以下是常用的电磁兼容技术措施。
（一）屏蔽措施
1、二次设备内，为了屏蔽电场，以防高频干扰信号利用分布电容传入自动化系统内部，通常在自控装置所使用的各类中间互感器的一、二次绕组间或综合自动化系统中的测量和微机保护之间加设屏蔽层。
2、为了抑制外部高频干扰，可以在升压站的机箱或机柜的输入端子上对地面接一个耐高压的小电容。并且综合自动化系统的机柜和机箱所使用的铁质材料本身就有屏蔽作用。
3、将屏蔽电缆应用到一次设备与自动化系统输入输出的连接中，屏蔽层两端接地，可以明显削弱电场耦合和磁场耦合。
（二）接地保护
干扰产生的因素之一就是二次设备和二次电缆屏蔽层接地电位的变化。因此，接地技术不仅是升压站综合自动化系统抗干扰的主要方法，也是升压站一次、二次设备电磁兼容的重要方法。如果在升压站设计和施工建设的时把屏蔽与接地有机结合，抗干扰效果良好。
接地技术有三种方式：单点、浮点、多点接地。将所有需接地的引线都接到一个点，再将其直接接入大地，这种技术是单点接地。浮点接地比较容易产生静电电荷积累，一般在设备工作状态或电路不能连接大地时被采用。将设备或系统中需接地的引线与其最近的大地直接相连接的方法是多点接地。
（三）削弱强电回路的感应耦合
电流和电压互感器的二次回路电缆从高压装置引出到监控和保护安装处时，尽量靠近接近体，减少进入这些回路的高频瞬变漏磁通。
高压母线通常是影响力很强的干扰源，因而削弱电磁耦合的有效措施就是增加高压母线和控制电缆之间的距离，尽量减少控制电缆的平行长度。同时，为了减少感应耦合，控制电缆要尽量远离高频暂态电流的接地点，如耦合电容器、电容式电压互感器、避雷器和避雷针的接地点等。
（四）隔离措施
隔离开关的辅助触点、断路器、主变压器分头位置等都属于升压站综合自动化系统开关量的输入。对隔离开关、断路器、主变压器分接开关的控制就是开关量的输出。隔离开关和断路器都在强电回路中，一旦直接连接自动化系统就会引入电磁干扰。利用继电器触点或光电耦合器隔离，可以抑制这些较强的电磁干扰。
四、结束语
保护设备连接的户外电缆，通过传导途径干扰保护设备，这是对升压站产生电磁干扰的主要体现。一般抑制削弱电磁干扰的措施主要是屏蔽、接地保护、削弱感应耦合、接地保护、选择抗干扰能力强的保护设备等。掌握抗电磁干扰技术，才能使电站运作良好，不影响人们生活。
参考文献：
[1]杨吟梅.变电站内电磁兼容问题[J].电网技术，1997，21（2）
[2]徐鹏根.电磁兼容性原理及应用[M].国防工业出版社，1994，34-56