电磁保护

电磁保护（通用10篇）

电磁保护 篇1

1 引言

在计算机技术飞速发展的今天,基于数字计算机和实时数字信号处理技术实现的电力系统微机继电保护装置,以其综合判断能力强、性能稳定、灵活性强、可靠性高等特点,正在逐步取代常规的继电器型或晶体管型的保护装置。但是,微机继电保护装置属于低电平的弱电装置,而它工作的场所是电磁干扰非常严重的强电场所。所以,采取何种抗干扰措施才能保证微机继电保护装置从容面对各种干扰,并做到不误动和不拒动,显得尤为重要。

2 电磁干扰的来源及传播途径

说到电磁干扰,首先要理解电磁兼容,根据国际电工委员会(IEC)的定义,所谓电磁兼容(EMC)指的是设备或系统在其电磁环境中不受干扰地正常工作,而且其自身所发出的电磁能量也不至于干扰和影响其它设备的正常运行。简单地说,电磁兼容就是各种设备和系统在共同的电磁环境中互不干扰,并能各自保持正常工作的能力。而干扰产生的原因很多,干扰的形成包括干扰源、传播途径和被干扰对象等三个基本要素。要解决好电磁兼容问题,必须围绕上述三个基本要素,抑制干扰、阻断干扰传播途径及提高设备自身的抗干扰能力。

2.1 电磁干扰的来源

电磁干扰的来源主要有如下两个方面:

(1)内部干扰

内部干扰,即主要由微机继电保护装置自身结构、元件布置、制造工艺等方面所引起的干扰。

(2)外部干扰

外部干扰主要包括如下几个方面:

①变电站设备的交流电源及直流电源受低频扰动,如电压波动、电压突降或中断、谐波污染、非工频整数倍的简谐波、电力线附加信号扰动等;

②高频干扰,如雷击、操作或短路故障造成的干扰等;

③场的干扰现象,包括工频磁场、脉冲磁场、阻尼振荡磁场、辐射电磁场等。

2.2 传播途径

电磁干扰的传播途径主要包括两种:一种途径是通过金属导体以及电感、电容、变压器或电抗器等的传导,这种传播方式的特点是这些载体在传导电磁干扰信号的同时,也消耗干扰源的能量;另一种途径是以电磁波的形式在空间中的辐射干扰,这种传播方式的特点是,干扰源对外辐射能量具有一定的方向性,并且辐射的能量随着距离的增加而逐渐减弱。这两种传播途径在传播过程中是可以相互转换的。

2.3 电磁干扰分析

2.3.1 形成电磁干扰的三个因素

形成电磁干扰必须同时具备干扰源、敏感设备、耦合通道三个因素,为了研究干扰途径,必须要认识到传播途径所包含的多种传输方式,图1给出了装置中四种干扰途径,分别为:

(1)途径①从干扰源到敏感设备的直接辐射;

(2)途径②从干扰源将射频能量直接辐射到敏感设备的电源线或信号控制电缆上;

(3)途径③射频能量通过电源线、信号线及控制线,从干扰源辐射到敏感设备上;

(4)途径④射频能量通过公共电源线或公共信号线进入控制电缆。

2.3.2 耦合方式

电磁骚扰存在于装置的端口或在敏感设备的回路中,其作用的形式可以分为共模干扰和差模干扰两种形式。

如图2所示,差模干扰是串联于信号源之中的干扰,在两根信号线之间传输,属于对称性干扰,一般是指在两根信号线上产生的幅度相等,相位相反的噪声。

如图3所示,共模干扰是引起回路对地电位发生变化的干扰,即对地干扰。一般指是在两根信号线上产生的幅度相等,相位相同的噪声。

如图4所示,相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的电磁干扰信号称为共模干扰信号,即电压U1、U2;对L、N线而言,共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等、相位相同的噪声信号。把L线和N线之间存在的干扰信号称作差模干扰信号,也可把它视为在L线和N线上有180°相位差的共模干扰信号。

从上面的概念中可知,共模干扰电压并不会影响电路的正常工作,因为相线L、中线N与回线之间的信号电压并没有因为干扰电压存在而发生改变,而差模干扰电压是引起电路故障的根本原因。但事实并非如此简单,原因是:

(1)由于电路的不平衡性,相同的共模电压会在信号线和信号地线上产生不同幅度的共模电流,从而产生差模电压,形成干扰。

(2)共模电流会产生很强的辐射,对周围的电路形成辐射性干扰,而电缆的共模辐射则是设备辐射干扰发射超标的主要原因之一。

一般情况下,电缆上产生共模电流的原因有三个方面:一个是外界电磁场在电缆中所有导线上感应出来的电压(这个电压相对于大地是等幅同相的),这个电压产生电流;另一个原因是电缆两端的设备所接的地电位不同,在这个地电位的驱动下产生电流;第三个原因是设备上的电缆与大地之间的电位差,这样电缆上会有共模电流。如果设备在其电缆上产生共模电流,电缆会产生强烈的电磁辐射,会对电子、电气产品元器件产生电磁干扰,将影响产品的性能指标。另外,当电路不平衡时,共模电流会转变为差模电流,差模电流将对电路直接产生干扰影响。对于电子、电气产品电路中的信号线及其回路而言:差模电流流过电路中的导线环路时,将引起差模辐射,这种环路相当于小环天线,能向空间辐射磁场或接收磁场。因此,必须限制环路的大小和面积。

3 电磁干扰产生的不良后果

(1)电源回路干扰的后果:使计算机电源受干扰,造成计算机工作不稳定,甚至死机。

(2)开关量输入、输出通道干扰的后果:变电站现场断路器或隔离开关的辅助触点通常都是通过长线接至开关量的输入回路,因其受到干扰,会产生辅助触点抖动,造成计算机系统对分、合位置的误判断。开关量的输出通道由计算机的输出至断路器的跳、合闸的出口回路,除了易受外界引入的浪涌电压干扰外,自动装置内部也容易有干扰信号,导致误动。

(3)模拟量输入、输出通道干扰后果:从电流互感器或电压互感器的二次引线引入浪涌电压,造成采样数据错误,轻则影响采样精度和计量的准确度;重则可能引起微机保护误动,甚至可能损坏元器件。

(4) CPU和数字电路受干扰的后果:当CPU正通过地址线送出一个地址信号时,若地址线受干扰,使传送的地址错误,导致取出的指令、操作码或数据的错误,结果有可能误判断或误发命令,也可能取到CPU不认识的指令操作码而停止工作或进入死循环;如果CPU在传送数据过程中,数据线受干扰,则造成数据错误,逻辑紊乱,对于微机保护装置来说也可能引起误动、拒动或引起死机;计算机的随机RAM是存放中间计算结果、输入输出数据和重要标志的地方,在强电磁干扰下,可能引起RAM中部分区域的数据或标志出错,其所引起的后果如同数据线受干扰一样,也是很严重的;大部分自控装置的程序和各种定值存放在EPROM中,如果EPROM受干扰,使程序或定值遭破坏,将导致相应的自动装置无法工作。

4 微机继电保护装置抗电磁干扰措施

(1)隔离屏蔽干扰来源

电源部分加装交直流滤波器,保证电源输出干净、稳定;通信部分加装光电隔离,同时使用带有屏蔽层的信号线用来杜绝干扰信号的入侵;设备机箱屏蔽用来阻隔来自空间电磁场的辐射干扰,屏蔽措施的实质是通过由具有良好导电性的金属材料所构成的全封闭的壳体来隔离和衰减电磁干扰。

(2)完善接地方案

常见有以下几种情况:一种称为信号接地,通过把装置中的两点或多点接地点用低阻抗的导体连在一起,为内部微机电路提供一个电位基准,为了尽量减少共模干扰,同一电路中的地电位应保持一致,同时,避免不必要的地线环路,也可以减少外磁场空间干扰的耦合;另一种称为功率接地,为了将沿微机继电保护电源回路串入的以及从低通模拟滤波回路耦合进来的各种干扰信号滤除,往往要加装滤波器,在加装滤波器时,必须要确保滤波器可靠接地,以使干扰信号有泄放的通路;还有一种接地方式称为屏蔽接地,即将保护装置外壳以及电流、电压变换器的屏蔽层接地,以防止外部电磁场干扰和从输入回路窜入的干扰。

5 结束语

电和磁是相互关联的。每一台电子设备都不可能避免电磁兼容问题,电磁干扰是造成微机继电保护装置不正确动作的主要原因之一。由于使用环境、装置结构的不同,所产生干扰的程度就会不同。抗干扰措施应结合使用环境的装置本身的结构特点,充分考虑安装条件,保证装置的可靠性和安全性。

电磁保护 篇2

《天津市电磁辐射环境保护管理办法》已于２００５年１１月２１日经市人民政府第５９次常务会议通过，现予公布，自２００６年２月１日起施行。

市 长

戴相龙

二○○五年十一月二十四日

天津市电磁辐射环境保护管理办法

第一条 为了防治电磁辐射污染，保护环境，保障人体健康，促进经济和社会的可持续发展，依据有关法律、法规，结合本市实际，制定本办法。

第二条 凡在本市行政区域内从事带有本条第二款所列电磁辐射作业活动的单位和个人，必须遵守本办法。

本办法所指电磁辐射，是指广播电视设施、无线通讯设施和雷达等在信息传递中发射的电磁波，高压送变电设施、电气化铁路、城市轨道交通在运行中产生的电磁辐射，以及工业、科学、医疗设备应用中产生的电磁辐射。

第三条 市环境保护行政主管部门对本市行政区域内的电磁辐射污染防治实施统一监督管理。

市无线电管理、广播电视、电力、信息产业、民航、铁路、卫生、轨道交通等主管部门，依照各自职责，协同市环境保护行政主管部门对电磁辐射污染防治实施监督管理。

第四条 市环境保护行政主管部门负责组织建立本市电磁辐射环境监测网络，定期发布电磁辐射环境质量状况公报。

第五条 市环境保护行政主管部门依照《电磁辐射防护规定》（ＧＢ８７０２－８８），负责确认本市电磁辐射建设项目或设备的豁免水平。

前款所称豁免水平是指国务院环境保护行政主管部门规定的对应用或伴有电磁辐射活动免于管理的限值。

第六条 建设电磁辐射项目或购置电磁辐射设备的，应当遵守国家和本市有关建设项目环境保护管理的规定。

市环境保护行政主管部门负责确定未列入国家《建设项目环境保护分类管理名录》中的电磁辐射建设项目或设备的环境保护管理类别，并向社会公布。

第七条 电磁辐射的建设项目或设备与周围建筑物之间的防护距离，应当符合经批准的环境影响报告书（表）的要求，建设项目或设备的电磁辐射强度不得超过国家规定的标准。

第八条 从事带有电磁辐射作业活动的单位和个人，应当将电磁辐射的种类、强度、用途、方式以及污染防治设施等向市环境保护行政主管部门办理申报登记手续，并提供污染防治方面的有关资料。

电磁辐射在种类、强度、用途、方式以及污染防治设施等方面发生重大改变的，应当在１５日前向市环境保护行政主管部门办理变更登记手续。

本办法实施前，未办理申报登记手续的单位和个人，应当在本办法实施之日起３个月内补办电磁辐射申报登记手续。对不符合本办法规定和国家标准，污染严重的，要采取补救措施，难以补救的要依法关闭或搬迁。

第九条 从事带有电磁辐射作业活动的单位和个人，必须保持电磁辐射污染防治设施的正常运转，不得擅自拆除或者闲置。

确有必要拆除或者闲置的，应当在１５日前向市环境保护行政主管部门提出申请，说明拆除或闲置理由。市环境保护行政主管部门接到申请后，对电磁辐射强度和防护距离能够达到规定要求的，应在２０日内予以批准。

第十条 从事带有电磁辐射作业活动的单位和个人，应当制定电磁辐射的监测方案，并向市环境保护行政主管部门备案。

从事带有电磁辐射作业活动的单位和个人，应当按照监测方案进行监测，也可以委托具有法定资质的单位进行监测。监测中发现异常的，应当及时向市环境保护行政主管部门报告。

第十一条 市环境保护行政主管部门有权对本市从事带有电磁辐射作业活动的单位和个人进行现场检查。被检查的单位和个人必须如实反映情况，提供必要的资料和数据。市环境保护行政主管部门应为被检查单位和个人保守技术和商业秘密。

第十二条 市环境保护行政主管部门应会同有关部门制定本市电磁辐射污染事故应急方案，报市人民政府批准后执行。

第十三条 从事带有电磁辐射作业活动的单位和个人，应当制定电磁辐射污染事故应急预案，并向市环境保护行政主管部门备案，加强电磁辐射防护知识和技能的培训，建立安全责任制，防止发生电磁辐射污染事故。

第十四条 造成电磁辐射污染事故的单位和个人，应当按照应急预案采取处理措施，在污染事故发生后２４小时内向市环境保护行政主管和有关主管部门报告，并协助调查，接受处理。

第十五条 市环境保护行政主管部门接到污染事故报告后，应当按照本市电磁辐射污染事故应急方案及时组织监测，确定污染程度和范围，采取相应的控制污染措施。

第十六条 造成电磁辐射污染事故的单位和个人，应当查明事故原因，并向市环境保护行政主管部门提交书面事故报告。

市环境保护行政主管部门应当会同有关部门，对事故的原因、性质、污染程度和范围、危害后果和责任等进行全面调查，并由市环境保护行政主管部门或有关部门依法做出处理决定。

第十七条 违反本办法有下列行为之一的，由市环境保护行政主管部门责令限期改正，并处罚款：

（一）排放的电磁辐射强度超过国家规定标准的，处５０００元以上３万元以下罚款；

（二）拒报、谎报或瞒报有关申报登记事项的，处３０００元以上３万元以下罚款；

（三）擅自拆除、闲置电磁辐射污染防治设施的，处５０００元以上３万元以下罚款；

（四）未制定电磁辐射监测方案或在监测中发现异常未及时向市环境保护行政主管部门报告的，处３０００元以上１万元以下罚款；

（五）被检查的单位和个人拒绝检查或者在检查中弄虚作假的，处５０００元以上３万元以下罚款；

（六）未制定电磁辐射污染事故应急预案的，处１０００元以上１万元以下罚款。

第十八条 违反本办法第十四条规定，未在规定时间内向市环境保护行政主管部门和有关主管部门报告污染事故的，由市环境保护行政主管部门处１万元以下罚款。

违反本办法，造成电磁辐射污染事故的，由市环境保护行政主管部门处１０００元以上３万元以下罚款，并承担相应的民事赔偿责任。

第十九条 对监督管理部门的工作人员玩忽职守、滥用职权、徇私舞弊的，由所在单位或上级机关给予行政处分；构成犯罪的，依法追究刑事责任。

第二十条 国家对军用设施、装备的电磁辐射污染防治有规定的，从其规定。

电磁保护 篇3

摘 要：面对日益突出的环境问题，环保问题越来越被大家重视。为了推动高压输变电工程更好地发展，本文介绍了电磁辐射含义和影响，并结合实际监测数据，提出了针对电磁辐射环境保护的具体措施。

关键词：高压输变电；电磁辐射；环境环保

随着我国城市的发展，城市化进程加快，基础电力设施已不能城乡居民的生活用电和工业企业生产用电的需求。为此政府加大了对城市电网建设的改造，越来越多的大型高压输变电工程出现。电磁辐射作为高压输变电工程中主要污染源，对环境保护产生了一定影响。

1 电磁辐射的内涵

所谓电磁辐射就是发射体通过电磁波形式向空间环境进行能量发射的过程，频率越高，越容易产生电磁辐射并形成电磁波。磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生。而电磁环境指的是存在于给定场所中的电磁现象总合。电磁辐射环境的类型可以分为两类，一是在某一电磁辐射设施或设备片面范围内所形成的较强电磁辐射；二是在较大区域范围内的电磁场背景值，是各种设备和传播途径所形成的电磁辐射环境[1]。工频电磁场是一种极低频率的电磁场，我国的工频为50Hz，而美国等国家的工频则为60Hz，工频电磁场包含电场和磁场两个分量。高压输变电工程产生的电磁辐射即为工频电磁场。

2 高压输变电工程的电磁辐射常识

根据麦克斯维尔电磁场理论，随着时间的变化，电流周围产生磁场，磁场周围又产生电场。而磁场与电场相互交替影响产生了电磁波。无线电干扰的原因又包括以下几点：

①绝缘子放电，是因高压变电站和高压架空送电线路的绝缘子串中存在问题导致每个绝缘子上所分配的电位差过高。该放电频谱高达数百 MHz，有时比电晕强度更大。但对于那些没有问题、良好运行的送电线路，该形式的放电并非主要成分。②电晕放电：高压线的表面存在着较大的电位梯度，导致电压线的周围空气形成放电的情形，高压线周围存在电晕放电。不过主要的放电形式是频率为几千赫兹的脉冲型电磁噪声，一般情况下低于 15kV/cm 的电位梯度，出现电晕放电的可能性不大。不过一些电气设备还是会在送电线运行良好的情形下受到电晕放电不同程度的干扰[2]。目前根据长期以来对高压输变电的无线电干扰监测结果，认为其影响是有限的，故《环境影响评价技术导则 输变电工程》（HJ 24—2014）已取消无线电干扰评价。

3 高压输变电工程电磁辐射环境的影响

3.1 热效应与非热效应

①热效应：在不断变化的电磁场中，一些不均匀电介质会随电场变化不同而不断的震动，例如蛋白质和生物体水分子。热量的产生源于分子之间的相互摩擦。一般情况下，生物体对于该热量具有扩展与调节功能，但是如果生物体正常调节能力低于该热量产生的速度，热量便会在生物体内积聚，使蛋白质的温度变高。②非热效应：人体的电磁场，受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的人体电磁场就遭到破坏，人体也会遭受损伤。

3.2 对电器设备的危害

在电磁辐射频率同被干扰设备频率距离很近时，就会产生很严重的干扰，无线电接收设备会发出噪声。当然每个电器设备的干扰程度各不相同，因输变电出现的无线电干扰情况也较少。

4 电压高压输变电工程现场监测数据

5 针对电磁辐射影响提出的环境保护可行性措施

首先，为了让电网建设与运行达到现行各项环保标准要求，电网建设单位需要切实贯彻有关的法律法规，坚持环境影响评价程序。监督管理好设计、电网规划、建设及运行的每个不同的阶段。重视输变电工程环境监测，关注环境影响。同时进行人才培养计划，提供资金帮助，确保输变电工程环保工作平稳进行。

其次，对城市建设进行合理规划设计。对输变电工程的选站地址需综合各方面慎重考虑，优化线路，从规划布局的源头，减少高压输变电工程对公众造成的影响，甚至是视觉上的影响，比如临避效应。

再次，注重降低场强的高新技术。为了确保所选择输变电线路工程建设方案的合理性、可行性，不仅要对经济条件、社会条件进行综合考虑，还要在穿过民居楼房、航道海道、公路马路、农田水稻时，使线路保持一定的安全距离。对高压输电线路下场强值進行有效控制例如如果在进行同相序布置，地面附近场强会增大。工频磁场的屏蔽难度高于工频电场的屏蔽，对于交变电磁场和静电的屏蔽，可采用金属板和金属网来进行。为了确保电晕放电不会在工作电压下产生，一个主要要对绝缘子、导线线路的进行有效设计。另一个就是合理的布局变电站，尽量建成户内型的高压变电站和埋进地下的电缆线，都可以大大降低变电站、输电线路工频电、磁场对周围环境的影响。

6 结语

高压输变电工程是我国一项重要的建设工程，不过带来的环境影响也不容小觑。需要积极落实以上对策，对电磁辐射环境进行有效的保护，才能实现社会与人和谐的长期发展。

参考文献：

[1]罗超，查智明，姚为方.高压输变电工程中的环境问题及其管理和应对[J].环境科学与管理，2012（03）.

[2]卢芳亭.高压输变电工程的电磁环境安全问题研究[J].广东科技，2011（22）.

继电保护的电磁干扰及防护措施 篇4

关键词：电磁干扰,防范措施,电气设备

1 概述

电气设备和电子设备在其运行过程中, 都会产生电磁能, 并通过传导和辐射两种形式对敏感设备产生干扰。对于继电保护装置来说, 它产生的电磁能既可能干扰其它的运行设备, 又可能被其它设备产生的电磁能所干扰。因此继电保护装置工作在电磁干扰环境严重的电力系统中, 继电保护装置的抗电磁干扰性能力在一定程度决定了其能否可靠运行。

2 电磁干扰的产生

电力系统中的电磁干扰大致可分为三种情况:一次设备之间、一次和二次设备之间、二次设备之间。电力系统中运行的高压变电所是一次设备和二次设备最集中的场所, 也是一个高强度电磁干扰源的产生地。如变电所在运行中遭雷击, 雷电流通过变电所母线的架空线路传入, 引起接地网上的电位升高;又如电力系统发生振荡、过电压等各种类型故障;或在正常运行条件下, 变电所内进行断路器、隔离开关等的倒闸操作;以及二次回路中电缆之间的电磁耦合和工作人员在保护室内使用步话机、手机等通信设备时, 均会产生电磁干扰。

3 电磁干扰源的分析

3.1 雷击

当变电所的接地部件或避雷器遭受雷击时, 由于变电所的地网为高阻抗或从设备到地网的接地线为高阻抗, 都将因雷击产生的高频电流在变电所的地网系统中引起暂态电位的升高, 就可能导致继电保护装置误动作或损坏灵敏设备与控制回路。

3.2 隔离开关操作

由于隔离开关的操作速度缓慢, 操作时在隔离开关的两个触点间就会产生电弧闪络, 从而产生操作过电压, 出现高频电流, 高频电流通过母线时, 将在母线周围产生很强的电场和磁场, 从而对相关二次回路和二次设备产生干扰, 高频电流通过接地电容设备流入地网, 将引起地电位的升高。

3.3 步话机辐射干扰

在使用步话机时, 它的周围将产生强辐射电场和相应的磁场, 变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中, 回路将感应出高频电压, 形成一个假信号源, 从而导致继电保护装置不正确动作。

3.4 断开直流回路电感线圈

断开直流回路电感线圈的电流时, 储积在线圈中的磁能不能马上释放, 磁能与杂散电容就形成串联高频谐振回路, 产生高频过电压。

4 抗电磁干扰的防护措施

4.1 土建施工的防护措施

将保护室的结构地板及墙体中加强筋全部联网并接于地网, 以制造一个放置整个二次系统的极低阻抗地平面。控制室上的避雷针必须用多根周边导体与地网相联, 金属结构与钢筋混凝土的加强筋必须联通, 上端与避雷针相联, 下部与地网相联, 形成有效的网格法拉第笼。

4.2 一次设备的防护措施

尽量降低电流互感器、电压互感器、避雷器等设备的接地阻抗, 使之构成一个低阻抗的接地网来降低变电所内的地电位差。对于电容式电压互感器和高频通道的耦合电容器, 应尽量降低电容器的底座高度, 接地引下线采用多股导线来增加接地线接入地网的密度。

4.3 二次设备的防范措施

4.3.1对于微机保护屏的外壳应采用以焊接的金属柜为第一层防护层, 各电子元件放置在密封的铝结构框架做成的外壳内, 形成第二防护层, 使用带护环的多层板的印刷线路为第三防护层。

4.3.2对于二次回路中来回的两根芯线必须在同一根电缆中, 以避免产生过大的差模电压, 由电容式设备来的二次电缆应紧靠接地引下线敷设。

4.3.3禁止不同能量等级的强电与弱电回路共用一根电缆。

4.3.4所有用于联接由开关场引入控制室继电保护设备的电流、电压和直流等可能由开关场引入干扰电压到基于微电子器件的继电保护设备的二次回路, 应采用带屏蔽层的控制电缆, 且屏蔽层在开关场和控制室两端同时接地, 开关场的屏蔽层接地点应离一次设备的接地点3~5m处接地。

4.3.5高频电缆也应在开关场和控制室两端同时接地, 并且与高频电缆并联敷设紧邻的100mm粗铜导线沟通。

4.3.6集成电路型或微机型保护的交流及直流电源的来线, 应先经抗干扰电容进行处理, 引入装置在屏上的走线, 应远离直流操作回路的导线及高频输入 (输出) 回路的导线。外部引入保护装置的空触点, 进入保护时应经光电隔离, 输出只能以空触点或光耦输出, 保护用电缆与电力电缆不应同层敷设。

5 结语

电磁保护 篇5

（2012年12月28日河北省人民政府第115次常务会议审议通过 2012年12月28日河北省人民政府令〔2012〕第16号公布 自2013年2月1日起施行）

第一章 总则

第一条 为加强民用机场净空和电磁环境保护，保障民用航空安全和人民生命财产安全，根据《中华人民共和国民用航空法》、《民用机场管理条例》等法律、法规，结合本省实际，制定本办法。

第二条 本省行政区域内民用机场（含军民合用机场的民用部分）净空和电磁环境保护，适用本办法。

第三条 民用机场所在地的县级以上人民政府应当加强对民用机场净空和电磁环境保护工作的领导，将其纳入本地安全生产责任目标考核体系，建立完善工作责任制和协调机制，研究解决工作中的重大问题。

第四条 民用机场所在地的县级以上人民政府负责民用航空管理的部门（以下简称民用航空主管部门）负责本行政区域内民用机场净空和电磁环境保护工作。其他有关部门按各自职责，共同做好民用机场净空和电磁环境保护工作。

民用航空华北地区管理局（以下简称民用航空管理机构）对民用机场净空和电磁环境保护实施行业监督管理。

民用机场管理机构应当做好本机场净空和电磁环境保护的日常管理工作。

第五条 任何单位和个人，有权向民用航空主管部门、其他有关部门举报民用机场净空和电磁环境安全隐患或者危害民用机场净空和电磁环境安全的行为。接到举报的部门应当依法处理，并为举报人保密。第六条 民用机场所在地的县级以上人民政府、民用航空主管部门、民用机场管理机构应当采取多种形式，向社会宣传普及民用机场净空和电磁环境保护知识，提高公民对民用机场净空和电磁环境的保护意识。

第二章 净空保护

第七条 民用机场管理机构应当依据国家有关机场飞行区技术标准，按本机场总体规划，编制民用机场障碍物限制图。民用机场总体规划调整时，应当相应调整民用机场障碍物限制图。

民用机场管理机构应当将民用机场障碍物限制图报送民用机场所在地的县级以上人民政府城乡规划、国土资源部门和气象主管机构备案。

第八条 民用航空管理机构和民用机场所在地的县级以上人民政府，应当按国家有关规定划定民用机场净空保护区域，并向社会公布。

第九条 民用机场所在地的县级以上人民政府，应当将民用机场净空保护区域纳入土地利用总体规划和城市总体规划统一管理。

第十条 县级以上人民政府发展和改革部门审批民用机场净空保护区域内的建设项目，应当对项目是否符合机场净空保护要求进行审查，并书面征求民用航空管理机构的意见。

第十一条 新建、扩建民用机场，民用机场所在地的县级以上人民政府应当在当地主要媒体发布公告，并在拟新建、扩建民用机场周围地区张贴。

民用机场新建、扩建公告发布前，在依法划定的民用机场净空保护区域内已经存在的可能影响飞行安全的建（构）筑物、树木、灯光和其他障碍物体，由民用机场所在地的县级以上人民政府或者其委托的部门组织障碍物体所有人在规定期限内清除；对由此造成的损失，由民用机场建设单位给予补偿或者依法采取其他补救措施。民用机场新建、扩建公告发布后，任何单位和个人不得在民用机场净空保护区域内修建、种植或者设置影响飞行安全的建（构）筑物、树木、灯光和其他障碍物体。

第十二条 在民用机场净空保护区域内，禁止从事下列活动：

（一）修建超过民用机场净空障碍物限制高度的建（构）筑物或者其他设施；

（二）排放大量烟雾、粉尘、火焰、废气等影响飞行安全的物质；

（三）修建靶场、强烈爆炸物仓库等影响飞行安全的建筑物或者其他设施；

（四）设置影响民用机场目视助航设施使用或者飞行员视线的灯光、标志或者物体；

（五）在民用机场围界外五米范围内，搭建建（构）筑物、种植树木，或者从事挖掘、堆积物体等影响民用机场运营安全的活动；

（六）种植影响飞行安全或者影响民用机场助航设施使用的植物；

（七）升放无人驾驶的自由气球、系留气球和风筝、孔明灯等其他升空物体；

（八）放飞影响飞行安全的鸟类动物；

（九）焚烧产生大量烟雾的农作物秸秆、垃圾等物质；

（十）燃放升空的爆竹、烟花、焰火等；

（十一）国家规定的其他影响民用机场净空保护的活动。

在民用机场净空保护区域外从事前款所列活动的，不得影响民用机场净空安全。

第十三条 禁止在距离航路两侧边界各三十公里范围内修建对空射击的靶场和其他可能影响飞行安全的设施。第十四条 民用机场所在地的县级以上人民政府应当组织民用航空主管部门、民用机场管理机构及其他有关部门确定民用机场周边区域修建建（构）筑物，种植高大树木，燃放升空的爆竹、烟花、焰火，升放无人驾驶的自由气球、系留气球和风筝、孔明灯等其他升空物体的限制高度和区域，并向社会公布。

第十五条 建（构）筑物或者其他设施达到限制高度，以及具有民用航空技术规范规定的其他影响飞行安全情形的，其所有人应当按国家有关规定设置航空障碍灯、标志，并保持正常使用状态。

第十六条 在民用机场净空保护区域内设置二十二万伏以上高压输电塔的，应当按国家有关规定设置障碍灯或者标志，保持其正常状态，并向民用航空管理机构、民用机场管理机构和民用机场空中交通管理部门提供有关资料。

第十七条 在民用机场净空保护区域外升放无人驾驶自由气球、系留气球的，应当经当地气象主管机构依法批准后方可进行，并不得影响民用航空飞行安全。发生下列可能危及飞行安全的情形时，升放单位、个人应当立即向飞行管制部门和当地气象主管机构报告：

（一）无人驾驶自由气球非正常运行的；

（二）系留气球意外脱离系留的；

（三）其他可能影响飞行安全的异常情形。

第十八条 民用机场围界范围内发生危及飞行安全的鸟类活动时，民用机场管理机构应当进行驱赶或者采取其他必要的措施进行处理。

民用机场围界范围外、净空保护区域内发生危及飞行安全的鸟类活动时，民用机场所在地的人民政府应当组织有关部门采取措施消除安全隐患，民用机场管理机构应当予以配合。信鸽协会应当做好会员的管理工作，在放飞信鸽或者组织竞赛等活动时，严格遵守有关规定，不得影响民用机场净空安全。

第十九条 民用机场管理机构应当加强对本机场净空状况的核查，发现影响净空安全的情况，应当立即制止，并书面报告所在地的县级以上人民政府民用航空主管部门。民用航空主管部门应当及时采取有效措施，消除对飞行安全的影响。

第三章 电磁环境保护

第二十条 省、设区的市无线电管理机构应当会同民用航空管理机构，按国家无线电管理的有关规定和标准，划定民用机场电磁环境保护区域，并向社会公布。

民用航空电磁环境保护区域包括设置在民用机场总体规划区域内的民用航空无线电台（站）电磁环境保护区域和民用机场飞行区电磁环境保护区域。

第二十一条 在民用机场电磁环境保护区域内设置、使用非民用航空无线电台（站）的，省、设区的市无线电管理机构应当征求民用航空管理机构意见后，按国家无线电管理的有关规定审批。

第二十二条 省、设区的市无线电管理机构应当对民用航空地面无线电台（站）进行重点保护，民用机场管理机构应当予以配合。

第二十三条 在民用航空无线电台（站）电磁环境保护区域内，禁止从事下列影响民用机场电磁环境的活动：

（一）修建架空高压输电线、架空金属线、铁路、公路、电力排灌站；

（二）存放金属堆积物；

（三）种植高大植物；

（四）从事掘土、采砂、采石等改变地形地貌的活动；

（五）国家规定的其他影响民用机场电磁环境的行为。

第二十四条 任何单位、个人设置或者使用的无线电发射设备台（站）和其他仪器、装置，不得干扰民用航空无线电专用频率的正常使用。

第二十五条 民用航空无线电专用频率受到干扰时，民用机场管理机构和民用航空管理机构应当立即采取排查措施，及时消除；无法消除的，应当通报所在地的无线电管理机构。无线电管理机构应当采取措施，依法查处。

第四章 法律责任

第二十六条 县级以上人民政府民用航空主管部门和有关部门及其工作人员在民用机场净空和电磁环境保护工作中滥用职权、玩忽职守、徇私舞弊，不依法履行职责的，依法给予处分；涉嫌犯罪的，由司法机关依法处理。

第二十七条 违反本办法第十一条第三款规定的，由机场所在地的县级以上人民政府责令限期清除，由此造成的损失，由修建、种植或者设置该障碍物体的单位和个人承担。

第五章 附则

浅谈变电站微机保护的电磁干扰 篇6

变电站作为国家广播电台安全供电的重要部门, 其重要性不言而喻, 尤其是经过西新工程改造后, 大部分电台变电站已经用微机保护取代了原有的电磁保护, 从而成为电台安全播出的重要技术保障。

微机保护是应用数字技术构成的数字式保护, 具有模拟型保护所不能实现的一系列优点, 且调试、运行维护简便, 目前广泛应用于电力系统。但是, 微机保护装置工作的环境所受到的各种电磁干扰却十分严重, 比如:雷击、系统故障、系统设备的操作以及控制、保护装置的动作等一系列原因所产生的过电压、过电流和浪涌干扰, 经电压、电流互感器的二次电缆或低压控制电缆侵入保护装置造成干扰;保护装置内部由于辅助继电器的动作或直流转换器转换过程中的高频信号, 也会产生干扰。上述干扰的特点是频率高、幅值大, 而且持续时间短, 能通过各种途径侵入微机保护装置中的电子电路, 干扰微机保护的正常工作, 而且不能采用通常设备使用的简单延时电路来防止。下面就将电磁干扰的种类、传播路径以及控制方法做一简单分析。

2 电磁干扰的种类

电磁干扰的种类有很多, 主要包括如下几种。

2.1 雷击引起的暂态骚扰

雷电是来自大气层中的频繁且强烈的电磁骚扰源。雷击分直接雷击和间接雷击 (又称感应雷击) 。直接雷击是指雷击于输电线路或电气设备, 由于避雷针的保护, 雷击变电站电气设备的情况较少发生;间接雷击是指雷击附近的物体, 例如雷击于输电线路杆塔塔顶、避雷线或大地。雷电放电电流是强烈的骚扰源, 在周围空间将辐射电磁场, 从而使地面上的金属导体感应出很高的电压。系统中的信号线、电源线上都可能由于感应雷的作用而产生浪涌高压脉冲, 它可能会造成一次设备绝缘的破坏, 即使不破坏绝缘, 如此高的雷电压和雷电流通过容性耦合、感性耦合或阻性耦合后, 会传到二次设备上, 也可能对二次设备造成不同程度的干扰。

2.2 开关操作引起的暂态骚扰

一次回路中, 当开关进行合断操作时, 会引起回路的状态发生变化, 从一种稳定状态经过振荡达到新的稳定状态, 从而产生暂态过电压。此电压将在电路中产生一个电流和电压衰减振荡波, 且峰值电流与系统电压成正比, 图1为开关操作的等效电路。

当闭合开关时的振荡频率为:

如果回路参数L和C的数值都比较小, 比如切合小电容负载等, 则会产生频率很高的振荡。试验结果表明, 用隔离开关切合空载母线时, 开关触头间将产生电弧重燃, 在回路中形成一系列的高频振荡。分闸操作时, 振荡幅值随着重燃次数的增加而增大;合闸操作时则相反, 振幅随着电弧重燃次数的增加而降低。

一般来讲, 由于断路器的断口之间有灭弧介质, 而且动触头的运动速度比隔离开关快, 所以操作时电弧重燃的概率很小, 所产生的骚扰较之隔离开关操作时低得多。当断口间有抑制操作过电压的并联电阻时, 对二次回路的骚扰就更小。这种骚扰多见于切除电容器组或分闸空载线路等。

2.3 直流回路操作产生的暂态骚扰

直流操作回路中具有大电感的线圈, 比如开关的跳合闸线圈、电磁式继电器的工作线圈等。当直流回路断开时, 由于电感内储存的磁能的释放, 线圈两端可能产生几kV的过电压。这种过电压可以通过连接导线形成传导骚扰和辐射骚扰, 直接或间接地影响有直流电源供电的二次设备。图2为中间继电器或断路器跳闸线圈等效电路。

图2 (b) 波形的前面部分为锯齿形, 后面部分则为衰减振荡。锯齿波的形成是因为线圈电路断开时, 线圈中的磁能向分布电容Cd反向充电, 电容上的电压和电源电压相加, 共同加在触点的间隙上, 当间隙上的电压上升到足以使断口击穿时, 断口间产生电弧。分布电容通过电弧放电, 断口两端的电压下降, 由于放电回路的时间常数非常小, 断口电压迅速下降至零, 断口的绝缘恢复, 分布电容又一次被充电, 这个过程反复进行下去, 电弧多次重燃, 每次电弧重燃, 分布电容即完成一次充放电过程, 形成一个锯齿波, 电弧的多次重燃形成一系列锯齿形波。由于每次放电都要消耗一部分磁能, 同时随着开关断口距离拉长, 绝缘强度恢复速度加快, 所以, 断口距离增加到某一限度以后, 电弧不再重燃。此后, 线圈中剩余的能量和分布电容中的电场能量互相交换形成衰减振荡的波形, 一直持续到能量全部耗尽为止。

在分布电容Cd每次通过电弧向电源回路反向放电时, 电源回路上出现很大的瞬变脉冲电流, 这是产生干扰的根本原因。一般电源回路总是存在着一定的阻抗, 这些瞬变脉冲电流在回路阻抗上产生相应的瞬变脉冲电压。如果回路中的分布电感较大则瞬变电压可能变成衰减振荡波形。对于使用同一电源的其它设备, 这些叠加在电源上的脉冲或振荡就构成了传导干扰;另一方面瞬变脉冲电流产生的电磁场也可以通过空间辐射或耦合方式干扰其它设备正常工作, 同时电弧本身也是辐射源。

2.4 直流电源的瞬时中断与恢复引起的骚扰

这是一种在运行中对微机设备产生干扰的情况。直流供电电源的突变和渐变试验, 应是对微机保护装置的一个重要试验内容, 包括直流电源的突然断开和投入以及直流供电电源的逐渐上升和逐渐下降。前者对应于保护装置本身直流电源的断开和投入, 而后者则对应于直流供电系统的远方短路故障。在大型变电站中, 直流控制系统有很大的对地分布电容, 由于远端短路故障的发生和切除而产生的在保护装置端子上直流供电电压的变化, 都可能是渐变而非突变的。设计的继电保护装置, 必须保证在整个直流供电电压变化的过程中, 不误发跳闸命令, 其对应的试验是直流电压暂降、短时中断和电压变化。

2.5 浪涌干扰

浪涌干扰的产生主要有以下两方面原因:其一是来自于开关的瞬态, 如电容器组的切换、或者负荷切换时对主电源系统产生的切换干扰、或者电子开关切换时产生的谐振、或者由于电弧故障和接地短路等系统故障的瞬态等;其二是来自于雷电的瞬态。

浪涌干扰是由高能量的低频分量和辐射能力极强的高频分量组成, 这种外界的高能浪涌干扰可以通过微机保护装置的各种外接电缆作用到装置上, 对保护装置造成极大的威胁。对于低频分量, 因其能量大, 一旦进入装置内部而又没有良好的泄放通道, 将对装置产生破坏性影响, 对其应主要采取吸收技术;对高频分量应主要采用隔离技术。

3 电磁干扰的传输途径

3.1 电源回路分析

电源插件为整个微机保护装置的各个回路提供电源, 是整个装置的核心和心脏。然而电源回路也是电磁干扰最容易进入的通道, 所以在电磁兼容标准中, 对同一实验等级, 电源回路的实验电压比其它回路要高。因此, 电源回路应比其它回路更应引起注意和采取更多的抗干扰措施。

微机保护装置中一般采用开关电源, 开关电源具有体积小、重量轻、效率高的特点, 尤其适合微机保护这类数字控制设备。一般来说, 干扰进入保护装置弱电系统的途径主要是通过电源, 其原因一方面是因为电源与干扰源的联系相对紧密, 另一方面也因为电源直接连至保护装置各个部分, 包括最要害的CPU部分。另外, 开关电源本身也会产生干扰, 对此一般无法从削弱干扰源的角度来采取措施, 通常采取重动继电器进行隔离。对浪涌的防护, 电源通常采用设置进线滤波器、出线滤波器、旁路电容器、浪涌吸收器等措施, 但从实际应用来看, 这些措施并不能十分有效地防止浪涌干扰, 而系统可靠接地, 将有望为解决浪涌干扰找到一种新的更有效的途径。

3.2 开关量输入回路分析

微机保护的开关量输入主要有:外部接点状态、微机保护辅助接点的投切、定值拨轮状态和其它保护信息等。其中, 一部分来自控制室或保护小室内部, 它们耦合进来的干扰相对较弱;另一部分可能从较远处引入, 如收信接点从通信机房的载波机接至控制室的保护屏或者来自开关场, 如某些情况从断路器处引入辅助触点至保护屏。变电站现场断路器、隔离开关的辅助触点均处于恶劣的强电磁环境中, 这些辅助触点通过长线引至开关量输入回路, 很容易耦合进各种干扰, 干扰的结果可能会导致保护对分、合位置判断错误。

目前, 对开关量输入端口的保护主要是靠光耦器件, 所有开关量都要通过光耦器件再连接到CPU。但光耦器件本身也有缺陷, 一方面光耦初、次级之间有分布电容存在, 干扰能通过二极管和三极管之间的分布电容耦合进CPU内部, 特别是在高频干扰情况下, 还可能产生瞬态饱和现象, 造成光耦短时导通;另一方面, 从外界窜入的过电压均为共模电压, 如果开关量输入的光耦引入线阻抗不平衡, 则可能转化为差模电压, 从而使光耦产生误动作。此外, 光耦本身耐压性较差, 在浪涌等大能量干扰进入时, 容易造成击穿而使干扰直接窜入弱电系统, 造成CPU和其它元器件的损坏。

3.3 开关量输出回路分析

微机保护的开关量输出主要有保护跳闸出口接点、失压报警、遥控跳闸、遥控合闸、遥跳保护、闭锁自投等。开关量输出一般都是由继电器动作接点给出的, 有一定的干扰隔离能力。为了提高装置的抗干扰能力, 开关量输出回路同样要经过光耦隔离。

3.4 交流回路分析

交流回路连接着高压设备和二次设备, 一次系统的高频干扰很容易通过交流回路进入保护装置, 因此对交流回路的抗干扰处理对保护的影响重大。为了减少来自电流互感器 (TA) 二次回路产生的磁场耦合干扰和来自电压互感器 (TV) 二次线上的电场干扰, 它们的初级引线要尽量短, 并且不能相互交叉, 以减少它们彼此之间的干扰。交流插件中的互感器的作用是将二次电流和电压变换成保护系统所能识别的低电压, 同时起到干扰隔离的作用, 它能实现电路与电路之间的电气隔离, 从而解决地环路电流带来的设备与设备之间的干扰。互感器屏蔽层接地虽然不属于系统接地的范畴, 但它对装置的抗干扰性也有很大影响。

4 电磁干扰的控制

电磁兼容学科是在早期单纯的抗干扰方法基础上发展形成的, 目标都是为了使设备和系统达到在共存的环境中互不发生干扰, 最大限度地发挥其工作效率。但是, 早期的抗干扰方法和现代的电磁兼容技术, 在控制电磁干扰的策略思想上却有着本质的差别。

早期做法的思路集中在怎样设法抑制干扰的传播上, 因此工程技术人员处于被动的地位, 哪里有干扰就在哪里给予解决。

电磁兼容技术在控制干扰的策略上采取了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针。首先电磁兼容性控制是一项系统工程, 应该在设备和系统设计、研制、生产、使用与维护的各阶段都充分的予以考虑和实施才可能有效。

在控制方法上, 除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术, 如屏蔽、接地、搭接、合理布线等方法以外, 还采取了回避和疏导的技术处理, 如空间方位分离、频率划分与回避、滤波、吸收和旁路等等, 有时这些回避和疏导技术简单而巧妙, 可以代替费用昂贵而质量体积较大的硬件设施, 收到事半功倍的效果。

在电路设计的一开始就考虑布局与地线问题, 是解决电磁干扰问题最廉价和有效的方法。90%的电磁兼容问题是由于布线和接地不当造成的, 良好的布线和接地, 既能够提高抗扰度, 又能够减小干扰发射。在实际的屏蔽中, 电磁屏蔽效能更大程度上依赖于屏蔽体的结构, 即导电的连续性。屏蔽体上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源, 穿过屏蔽体的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。

线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线, 由于导线的存在, 往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时, 这些导线又能接受外部的电磁能量, 使电路容易遭受干扰。在导线上, 使用适当的滤波器是一个解决高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富, 这些高频成分可以借助导线辐射, 使线路板的辐射超标, 滤波器的使用可使脉冲信号的高频成分大大减少, 线路板的辐射将大大改善。

5 小结

通过以上对电磁干扰的分析, 我们发现, 随着越来越多的微机保护装置投入电台的使用, 电磁干扰是一个不容忽视的问题。因此在变电站的设计、施工中应提前考虑, 选型正确, 设计合理;在变电站运行中, 应注意微机保护装置和变电站一次设备的接地问题, 尽量减小微机保护的电磁干扰。只有这样, 才能提高变电站微机保护装置的可靠性, 确保安全播出的正常进行。

摘要：本文对变电站微机保护装置的电磁干扰源以及其传播途径进行了分析, 并提出了解决控制的方法。

电磁式漏电保护装置的脱扣器检测 篇7

以电磁式漏电脱扣器为例,介绍脱扣器相关的检测项目和实现方法。

1 检测参数

1.1 脱扣器工作过程

电磁式漏电脱扣器由永久磁铁和软磁材料组成磁回路进行工作,磁回路中的衔铁依靠永久磁铁的磁性吸合在磁轭工作面上,在磁轭中有一脱扣线圈,脱扣线圈直接与漏电互感器二次输出相连,即漏电信号直接驱动脱扣器工作。脱扣器结构见图1。

在正常状态衔铁是吸合在磁轭工作面上的,如a)所示,当有漏电信号且达到预设值时,脱扣线圈产生的磁场抵消永久磁铁产生的吸合磁场而使衔铁释放,脱扣器工作如b)所示,序9带动机构使保护装置跳闸,切断故障电路,并且机构再使脱扣器复位,即推序9使脱扣器从b)状态回到a)状态。

电磁式脱扣器的动作特性曲线如图2所示。

在衔铁没有释放之前,弹簧拉力Fs是一个定值且保持不变,随着释放电流i的增加,衔铁的吸力不断变小,吸力Fe与释放电流i之间存在一函数关系,当衔铁吸力Fe变小到与弹簧拉力相等时,衔铁开始释放,随着衔铁的释放,衔铁与磁轭吸合面气隙不断增大,吸力Fe急剧变小直到0。

在释放电流i=0时,即没有漏电信号,各参数满足:Φ=Um/Rm。Φ为永久磁铁(序6)产生的磁通;Um为永久磁铁(序6)磁势;Rm为磁回路总磁阻。

Fe为永久磁铁(序6)对衔铁(序4)的吸力;S为导磁体(序3)截面积,即磁回路截面积;K为系数。

将Φ代入式(1)得:Fe=(K×Um×Pi)2/(5 0002×S),Pi为磁导系数,即1/Rm。

当释放电流i≠0时,即去磁线圈有去磁磁势,:I2×W2=Φi×li/(μi×S)。W2为线圈绕组匝数;Φi为去磁线圈内产生的交变磁通;li为去磁线圈磁路长度;μi为脱扣器导磁体的磁导率。永久磁铁的B、H值要发生变化(即工作点变化),吸力公式变为:

Pc为假想的直流(永久磁铁产生的)磁导系数;Pcm为由永久磁铁与去磁线圈交链的平均磁通及永久磁铁的磁势Um所决定的磁导系数;Pcc为去磁线圈的磁导系数。Pc、Pcm、Pcc分别为:

式中:Pm为永久磁铁的磁导系数;Pe2为衔铁与导磁体极面之间气隙的磁导系数;Pe1为永久磁铁与导磁体极面的磁导系数;Pe为漏磁导系数。

对于高灵敏的漏电保护装置,除要求互感器有良好的输出特性,脱扣器有足以使主开关跳闸的弹簧反力和一定的保持力之外,动作功率P要小。P=I22×ZL,ZL为线圈阻抗。脱扣器动作功率、线圈阻抗与线圈匝数的关系曲线如图3所示。

1.2 工作特性参数

从脱扣器工作过程中可以知道脱扣器工作时脱扣线圈的电流i是一个重要指标,吸力Fe与i之间存在函数关系,吸力Fe与弹簧拉力Fs相等时是衔铁释放的标志(即脱扣器动作),Fs是通过设计而确定的。

通过对脱扣器各参数相互关系的分析,建立数学模型,试图寻找到影响脱扣器工作的关键特征参数,从而得出哪些是设计参数,哪些是加工参数。对脱扣器生产厂家来说,当各设计参数设计确定之后,就要对加工参数以及因种种原因造成飘移的参数通过直接或间接的方法进行检测控制,以保证实际脱扣器工作状态没有偏离设计目标,以确保产品工作的稳定性和可靠性。

通过分析,列出以下工作特性参数:(1)最小脱扣功率Pmin;(2)去磁线圈直流电阻R;(3)工作点阻抗Z;(4)标准条件下最小动作功率Smin;(5)标准条件下最大动作功率Smax;(6)工作点动作电流i(I2)。

1.3 尺寸配合参数

从脱扣器工作过程的介绍中,可以知道,脱扣器衔铁释放时脱扣力(即弹簧拉力Fs)要能够推动漏电保护装置机构的锁扣,使机构解锁,达到断开主触头的目的,衔铁释放后进入下一个工作周期还需要机构的复位件让衔铁复位,使衔铁重新吸合于磁轭极面,这个即是脱扣器的复位力,这个复位力大小要合适,若复位力过大会造成衔铁工作面损伤,改变吸合工作面的状态,使脱扣器工作点漂移,造成漏电装置脱扣电流不稳定,并且会大大降低脱扣器的使用寿命,若复位力过小,又会造成衔铁复位失败,以致机构不能够正常再扣,出现“滑扣”故障,产品不能正常使用。

所以脱扣器配合参数除了安装配合尺寸以外还有力度之间的配合:(1)安装尺寸;(2)推杆行程s;(3)推力(推杆行程s=0.2 mm)Fu;(4)推力(推杆行程s=1.5 mm)Fi;(5)复位力Fr。

2 检测方法

通常对于脱扣器的工作参数需要使用专用检测设备测试,彼此相互独立,比如去磁线圈直流电阻和阻抗用电桥测量,脱扣功率用功率表测量,动作电流用电流表测量,对动作功率的范围按常规方法测试会很麻烦,因为需要对永久磁铁进行定量退磁,在退磁过程中测量相应参数,安装尺寸可以使用投影仪测量或者使用专用检测器具进行检测,推杆行程可以使用红外线检测方法确定,推力和复位力使用测力计配合专用夹具进行测量,对于衔铁吸合面状态使用脱扣器动作一致性测试仪进行检验。

按着传统的方法对脱扣器参数进行检测耗时耗力,需要很多检测设备,并且还要制作专用夹具、检具,需要浪费很多人工,对检测的结果也不方便统计、整理、分析,并且按着生产厂家实际情况也难以实行全数检查,抽查检测又给品质带来风险,不利于脱扣器质量的控制。

所以需要设计一套能够检测所有参数的装置,脱扣器的装夹、检测、退出全部实现自动化,检测项目以及结果全部由程序自动完成,并且几十个工位同时操作,这是国外公司对脱扣器检测的做法。

具体操作过程是:脱扣器装夹的过程就对安装尺寸进行检测,若尺寸不合格,装夹不能成功,脱扣器自动退出。在确定衔铁释放时,脱扣电流、推力、推杆行程参数就全部测出,在夹具使脱扣器复位时检测复位力。测试装置带自动充、退磁功能,能够定量充、退磁,以确定脱扣功率和动作功率的范围,在退磁调整到工作点状态时,测量线圈直流电阻和脱扣阻抗。

脱扣器的定量充退磁是整个检测系统的核心,工作特征参数大多与之相关,充退磁调整曲线如图4所示。

其工作原理是通过控制对大电容充放电,产生瞬间高压作用于一环形线圈,线圈产生足够强的磁场使脱扣器永久磁铁磁化,接着给线圈一个逐渐衰减的交流电压,对永久磁铁退磁,通过对衰减的交流电压大小的控制,达到定量退磁的目的。

整个充退磁过程通过软件由程序自动完成,通过计算得出各动作功率值,并将检测结果存入数据库。

通过多次对永久磁铁充退磁操作,达到“磁锻炼”的目的,以使永久磁铁的工作点稳定。

3 结语

通过对电磁式漏电脱扣器工作过程的分析,找出脱扣器各参数之间的相互关系,确立设计参数与加工参数,列出关键检测指标,介绍检测方法。

电磁保护 篇8

电磁线圈在电力系统中应用非常广泛,在高压电器领域,电磁线圈应用在高压断路器的合闸回路及分闸回路中。高压断路器是电力系统中最重要的开关设备,正常运行时,断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流;在电力系统发生短路故障时则能可靠切断短路电流,防止事故扩大,保证电力系统安全运行,因此断路器的操控是电力系统最重要的操作控制。跳闸操作:断路器控制器发出分闸命令,分闸电磁线圈励磁,启动阀系统或挚子系统,通过液压或弹簧力的释放,驱动断路器灭弧室的主触头,完成断路器的分闸操作,当断路器跳闸操作完成即刻,断路器的动合触头(辅助开关)QF1立即断开,断开分闸电磁线圈回路。合闸操作:断路器控制器发出合闸命令,合闸电磁线圈励磁,启动阀系统或挚子系统,通过液压或弹簧力的释放,驱动断路器灭弧室的主触头,完成断路器的合闸操作,当断路器合闸操作完成即刻,断路器的动合触头(辅助开关)QF2立即断开,断开合闸电磁线圈回路。

在许多应用电磁线圈的场合,特别是应用在高压断路器中,要求电磁线圈体积小、功率大,为确保电磁线圈安全,电磁线圈的通电时间有严格限制。如果断路器的动合触头(辅助开关)出现故障,无法迅速完成合闸向分闸的转换,这样电磁线圈无法及时断电,使电磁线圈因通电时间过长而烧毁;还有一些故障是电磁线圈因通电时间延长,使电磁线圈过热,导致电磁线圈绝缘损坏。

根据电力集团公司、省(自治区、直辖市)电力公司(局)的统计,从1990年到1999年10年中,10～220 k V等级配电开关共发生事故1 608次,其中拒分事故发生331次,占事故总数的20.6%;拒合事故发生了90次,占事故总数的5.6%,这种拒分、拒合故障中,多数电磁线圈由于不能限时断电而烧毁。因此电磁线圈限时通电及确保电磁线圈安全运行,一直是电力系统中倍受关注的问题。

另外,电磁线圈中电流由导通转断开的过程,会产生很高的感应电动势,危及电磁线圈的绝缘。

1 XQB系列电磁线圈保护装置的原理

1.1 电磁线圈损坏原因

温度是一个基本的物理量,许多设备的故障是由过热而造成的。在正常运行时,电磁线圈在规定时间段内,工作电流产生的能量转变为热能,使线圈温度升高,一般不会超出规定范围;但如果通过工作电流时间超过规定值,会使电磁线圈过热,而使线圈的物理性能及绝缘性能迅速下降,甚至损坏线圈。另一个原因是过高的反电动势,使线圈匝间绝缘受到破坏。

1.2 XQB系列电磁线圈保护装置的原理框图

ZH-XQB型电磁线圈保护装置的原理框图见图1。

1.3 工作原理

1)直流电磁线圈通电工作。直流电源“+”端经开关K、辅助开关触点PK后,接到保护器端子1,开关电源立即工作;同时电源又经延时触点P1、保护器端子4及直流电磁线圈回到直流电源“-”端,直流电磁线圈启动工作(例如完成分闸操作)。

2)吸收反向电动势电路。当辅助开关触点断开电源时,保护器内部“吸收反向电动势电路”工作,吸收断开电源时产生的反向电动势,延长了直流电磁线圈的使用寿命。

3)延时控制电路。当直流电磁线圈控制器电路有故障不能即时断开电磁线圈电路时,线圈保护器内部的“延时控制电路”在2 s左右强行断开直流电磁线圈电路,从而确保直流电磁线圈不会烧坏。

4)消弧电路。为了削弱辅助开关触头断电拉弧,可将保护器内部“消弧电路”从保护器端子3号,连接到通断的“触点”前,就可消除通断形成的电弧。

5)抗干扰限幅电路。抗干扰限幅电路可以削弱串入保护器的强干扰电压幅值。

2 主要功能及抗扰度试验

2.1 主要功能

2.1.1 限时断电功能

利用电磁线圈动模实验仪,对电磁线圈保护装置(UDC=220 V,限时2 s)进行了检验,数据见表1。

检验表明:ZH-XQB型电磁线圈保护器限时断电时间为2±0.5 s。

2.1.2 断路器合、分闸线圈反向电动势的吸收能力

断路器合、分闸线圈反向电动势吸收能力检验电路如图2所示,检验数据如表2所示。

结论:电磁线圈保护装置能吸收在65%～120%额定电压下各种线圈反向电动势的70%～80%。

2.2 ZH-XQB电磁线圈保护装置的电磁兼容试验

试验在国家继电器质量监督检验中心进行。

2.2.1 振荡波抗扰度检验

对ZH-XQB电磁线圈保护器的电源、输出回路进行了共模2.5 k V,差模1 k V的振荡波抗扰度检验,检验表明:严酷度为Ⅲ级。

2.2.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度检验

对ZH-XQB电磁线圈保护器的电源、输出回路进行了±2 k V、5 k Hz的电快速瞬变脉冲群抗扰度检验,检验表明:严酷度为Ⅲ级。

2.2.3 浪涌抗扰度检验

对电磁线圈保护器的电源、输出回路进行了线对地±2 k V,线对线±1 k V的浪涌抗扰度检验,检验表明:严酷度为Ⅲ级。

2.2.4 工频磁场抗扰度检验

采用浸入法对电磁线圈保护器施加连续磁场30 s(磁场强度10 0A/m),短时磁场3 s(磁场强度300 A/m)。检验表明:严酷度为Ⅴ级。

3 XQB系列电磁线圈保护器的应用

3.1 用于高压断路器合、分闸线圈保护

高压断路器合、分闸线圈中接入ZH-XQB型电磁线圈保护器后,该高压断路器的合、分闸功能及合、分闸时间满足该断路器技术要求;由于增加了限时断电功能及反向电动势吸收功能,更有效地保护了合、分闸线圈。ZH-XQB型电磁线圈保护器已大量应用于西安高压开关厂、平顶山高压开关厂及北京开关厂生产的高压SF6断路器产品中。LW25-126型断路器的合、分闸线圈中接入ZH-XQB型电磁线圈保护器检测数据见表3(UDC=220 V)。

3.2 用于电磁阀线圈保护

电磁阀线圈(UDC=220 V,线圈电阻6 000Ω)工作于瞬间通电或断电,它不长期通电,所以线圈发热的影响可以不考虑。但是这种线圈电感量大,而且通—断电流变化率di/dt大,因此会产生很高的感应电动势,如果没有感应电动势吸收电路,会破坏线圈内绝缘,损坏电磁阀线圈,在这种场合可以应用ZH-XQB型电磁线圈保护器。

4 结语

高压断路器的拒分、拒合故障中,多数电磁线圈不能限时断电而烧毁;另外,电磁线圈在通—断过程中产生的高反向电动势,因没有反电势吸收电路而损坏线圈内绝缘。因此,高压断路器的合、分闸线圈中接入ZH-XQB型电磁线圈保护器,可以有效地保护合、分闸线圈。ZH-XQB型电磁线圈保护器也可以用于保护电磁阀线圈。

摘要：介绍了ZH-XQB系列电磁线圈保护装置的原理,阐述了保护装置的主要功能和抗扰度试验,列举了装置的应用范围。结果证明:ZH-XQB电磁线圈保护装置的限时断电和反向电动势吸收功能,可以有效保护高压断路器的合、分闸线圈,也可以保护电磁阀线圈。

电磁保护 篇9

关键词：电力设备,电磁兼容,设计,措施

1 电力设备中电磁兼容主要电磁干扰方式

电力设备的电磁兼容的形成, 主要是由于各行各业电力设备的增加, 周围环境中无线通信设备、电动设备、高频设备的大量使用, 设备相互之间形成的电磁干扰不断加剧导致的。

1.1 雷击干扰

当雷电击中电网中的变电站后, 大电流将经接地点泄入地网, 使接地点电位大大升高, 若二次回路接地点靠近雷击大电流的入地点, 则二次回路接地点电位将随之升高, 会在二次同路中形成共模干扰, 引起过电压, 严重时会造成二次设备绝缘击穿。

1.2 二次回路自身的干扰

二次回路自身的干扰主要是通过电磁感应而产生的。变电站或发电厂的综合电力设备的数字集成电路装置, 很多是采用单片机系统来实现的。由于该系统中的印刷电路板 (PCB) 上的器件均是由直流电源供电, 而直流回路中有许多大电感线圈, 在进行开关操作时, 线圈两端将出现过电压, 它会感应出不利于二次设备正常工作的感应电压和感应电流, 对PCB上的器件造成干扰, 从而干扰单片机系统的正常工作。

由于电力系统是由大量的一次设备和二次设备组成的, 应用于这样一个复杂系统的微机型产品, 其电磁干扰来源也是非常复杂的, 其主要来源有:高压开关操作;雷电;短路故障;电晕放电;高电压、大电流的电缆和设备向周围辐射电磁波;高频载波、对讲机等辐射干扰源;附近的电台、通信等产生的电磁干扰;静电放电等。

因此, 提高产品的电磁兼容性, 应在产品的设计阶段就要认真考虑电磁兼容问题。

2 电力系统中各端口的电磁兼容的设计要求

2.1 外壳端囗的电磁兼容要求

1) 电磁发射限值。规定了频率为30MHz~230MHz和230MHz~1 000MHz两个频率范围的辐射发射限值;

2) 抗扰度试验。规定了射频电磁场辐射抗扰度和静电放电抗扰度试验的试验等级。

2.2 辅助电源端口的电磁兼容要求

1) 电磁发射限值。规定了频率为0.15MHz~0.5MHz、0.5MHz~5MHz和5MHz~30Mhz三个频率范围内的传导发射限值;

2) 抗扰度试验。规定了射频场感应的传导抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、1MHz (100kHz) 脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度、直流辅助激励量中断抗扰度试验的试验等级。

2.3 通信端口的抗扰度试验

规定了射频场感应的传导抗扰度、电快速瞬变/脉冲群抗扰度、1MHz (100kHz) 脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度试验的试验等级。

2.4 输入和输出端口的抗扰度试验

规定了射频场感应的传导抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、1MHz (100kHz) 脉冲群抗扰度、浪涌 (冲击) 抗扰度、电网频率抗扰度试验的试验等级。

2.5 功能接地端口抗扰度试验

规定了射频场感应的传导抗扰度、电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验的试验等级。

各端口的试验电压和耦合网络的参数, 见表1。

(试验发生器产生浪涌信号为:在开路情况下, 试验电压波形应为1.2/50, 在短路情况下, 试验电流波形应为8/20。试验设备 (包括浪涌发生器和耦合/去耦网络) 应符合IEC61000-4-5的规定。)

3 抑制电磁干扰的措施

在任何系统中, 形成EMC必须具备3个基本条件 (称电磁干扰三要素) :存在干扰源、有对干扰源敏感的接收单元、有把能量从干扰源耦合到接受单元上的通道。根据电磁干扰的类型和特点, 一般采取屏蔽、滤波和接地方法抑制电磁干扰。

3.1 屏蔽

屏蔽可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽3种, 一般采取电磁屏蔽的方法来防止交变电磁场产生的干扰。屏蔽有两个目的:1) 限制设备内辐射的电磁能量泄露到外部;2) 防止外来的辐射干扰进入设备, 干扰设备的正常工作。

3.2 滤波

滤波技术是滤除电源干扰的有效措施。

一般来讲, 电源污染形成的干扰最为常见。随着电子技术的迅速发展, 开关电源的应用日益普及。为此, 从消除开关电源产生的电磁干扰角度看, 还应考虑采用EMI滤波器。EMI滤波器的设计与传统滤波器不同, 除了要对电磁干扰的高频带给以尽可能的衰减外, 还要求在截止频率下, 尽量使电源、负载阻抗和滤波器相应元件阻抗接近, 并遵循两条基本原则:1) 滤波器的串联电感要接到低阻抗电源或低阻抗负载;2) 滤波器的并联电容要接到高阻抗电源或高阻抗负载。这样才能提高EMI滤波器的实际应用效果。滤波器的正确安装方式也很重要, 如在线路板上安装, 电磁干扰直接进入滤波器, 就会降低滤波效果, 所以滤波器必须屏蔽。

3.3 接地

正确的接地可以有效地抑制干扰信号对其它设备的影响。接地、滤波和屏蔽3种基本方法都可以增强电磁设备的电磁兼容性, 既可以单独采用实施, 也可以相互补充采用。从对总体的作用考虑, 良好的接地可以降低干扰频率的能量;屏蔽能够隔离电磁辐射耦合的途径, 降低辐射的能量;而滤波则可以对通过电源传导的干扰能量进行衰减。

4 结论

随着电力系统自动化设备的广泛应用和技术的进步, 电磁兼容问题越来越突出, 推广现有的、成熟的电磁兼容技术, 建立完善的试验、测试制度和检验标准, 研究电磁兼容新问题、新方向是电力系统应用技术的当务之急。在自动化工程设计及应用中, 只要充分考虑设备的电磁兼容性, 并通过各种技术措施和管理办法就可以消除电磁干扰, 提高设备的稳定性和可靠性。

参考文献

[1]IEC60255-22-3:2000电气继电器第22-3部分量度继电器和保护装置的骚扰试验辐射电磁场骚扰试.

[2]赵端楷.电力设备电磁兼容问题研究.21IC中国电子网.

[3]韩天行, 梁志成.继电保护及自动化设备电磁兼容标准的发展动向.国网电力科学研究院实验验证中心.

电磁保护 篇10

变电站继电保护装置的电磁干扰源包括内部干扰和外部干扰。

内部干扰是由系统结构、元件布局和生产工艺等决定, 主要有杂散电感和电容的结合引起的不同信号感应、长距离传输造成电磁波的反射、多点接地造成的电位差干扰、寄生振荡和尖峰信号引起的干扰等。

外部干扰是由使用条件和外部环境因素所决定的, 主要有其他物体和设备辐射的电磁波产生的强电场或强磁场, 如直流电源的中断与恢复、步话机辐射、雷击、隔离开关操作、中压开关柜操作等。

2 电磁干扰对继电保护装置的影响

微机型继电保护装置与常规保护相比具有结构先进、安装简单、维护方便以及保护可靠等优点。但是如果运行环境差, 抗干扰措施不当, 则很容易受到外界环境的干扰, 组成其自动控制系统的模拟电路在干扰作用下往往使开关电路误翻转, 数字电路受干扰作用往往造成数据或地址传送错误。干扰对微机保护装置的影响主要是造成计算或逻辑错误、程序运行错误和元件损坏三个方面。

3 电磁干扰的耦合渠道

变电站中, 电磁干扰的耦合渠道如图1所示。

3.1 直接耦合

直接耦合或金属性耦合是经常出现的, 如果两个电流回路具有共同的阻抗Z (可以是简单的一段导线, 一个耦合阻抗或一个两端网络) , 就会产生直接耦合。如图2所示, 回路I (干扰者) 中的电流在共有阻抗Z中产生一个电压降, 叠加在回路Ⅱ (被干扰系统) 的有用信号上。在这个简单的等值回路中, 阻抗Z上引起的干扰可以是共用引线、共用地线等。显然, 当两个回路的功率比相差不大时, 回路Ⅱ的电流也在回路I中造成干扰。

3.2 电耦合

处于不同电位的两个电流回路之间会发生电的或电容的耦合, 如图3所示。图中, 在220V的引线和回路Ⅱ的引线之间存在一个电场, 其影响可以用图3 (b) 的等值回路通过杂散电容C1和C2来描述。工频电压经杂散电容提供了交流电流 (位移电流) , 再经共有的接地回到电源中性线内。经C1的电流在回路Ⅱ的发射机和接收机的ZS和ZE上产生电压降, 此电压降作为干扰电压叠加在有用信号上。电路模型中的电耦合以电容器为耦合阻抗, 称为电耦合。

3.3 磁耦合

在两个或多个环路之间, 当一个回路有电流时, 会对另一个回路发生磁感应的耦合, 称为磁耦合。磁耦合是一个电路产生的磁场对另一回路产生的电感性耦合, 它是由于干扰源与被干扰对象之间的互感所引起的, 主要由干扰源的电流所决定。若二次回路的走线不合理, 例如同一个回路中的一根导线利用了一根电缆中的一芯, 而其回程导线却利用了另一根电缆的一芯时, 由于这两根芯线间的距离很大, 在它们之间将包围很大的磁通, 从而会在同一回路的两根导线间产生很大的差模干扰电压。

3.4 辐射耦合

架空输电线辐射出电磁场、广播电视发射台、雷达等大功率电子设备以及高频感应加热设备、高频焊接等工业设备都可以通过电磁波辐射, 干扰附近的电子设备, 造成干扰信号。

4 变电站抗干扰措施

4.1 电磁场的屏蔽

对变电站二次设备而言, 特别是微机型保护装置, 采用屏蔽的目的有两个:一是限制内部的辐射电磁能越出某一区域;二是防止外来的辐射进入基本区域。根据《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》规定, 集成电路及微机保护屏宜采用柜式结构, 保护本身必须可靠接地。

4.2 继电保护室及控制室的屏蔽

为了使二次设备正常运行, 一方面要求在一次干扰源上降低干扰水平, 尽可能降低一次设备的接地阻抗, 降低因注入高频电流产生的暂态电位升, 并构成一个具有低阻抗的接地网, 以尽可能降低变电站内的地电位差, 从而降低对二次回路及设备的干扰;另一方面, 在变电站的设计和建设中应采取相应措施, 使得传到这些二次设备上的干扰水平降低到它们可以接受的水平。

继电保护室或控制室实现屏蔽主要措施有两条, 一是将所有房体结构的加强筋和钢结构等全部焊接联通, 这样可以取得20d B的屏蔽效果。二是对控制室包括地板在内装一夹层, 实现连续的金属屏蔽。在施工过程中必须保证屏蔽金属板 (网) 间的相互联通。

上述两种措施的综合作用, 可以取得的屏蔽效果约为60d B。

一般情况下, 为了应对接近变电站的雷击, 实现二次设备的防护, 控制室上的避雷针必须用多根周边导体与地网相连。金属结构与钢筋混凝土的加强筋必须联通, 上端与避雷针相连, 下部与地网相连, 以形成有效的网络法拉第笼。

4.3 网控室及变电站等电位面的构建

一般微机保护装置都集中在主控制室, 为了实现可靠通信, 必须将联网的中央计算机和各套微机保护及微机控制装置都置于同一等电位面上。构建方法是把所有保护和控制屏的100mm2铜排连成一体, 一点接地。

电缆沟上层放置并联接地导线, 等于在变电站相互连通的电缆沟上层形成一树枝状的并联接地网。它紧靠控制低压电缆 (控制低压电缆应放在其下层) , 与控制室地网一点连接。

结语

深入开展变电站二次设备抗干扰是保障电网安全稳定运行的一项十分重要的工作, 研究二次设备抗干扰措施具有现实意义。本文针对保护装置实际运行存在的电磁干扰源, 提出了一些措施, 对有效提高变电站二次设备的可靠性具有指导意义。

摘要：变电站二次系统是电力系统的神经中枢, 二次回路的安全与否关系到电力系统是否安全地运行, 探讨二次回路抗干扰问题的目的是为了保障电力系统安全运行。本文论述了电磁干扰的来源, 对继电保护装置的影响和耦合的渠道, 针对各种干扰源分析了原理及抑制措施。

关键词：变电站,继电保护,电磁干扰,抑制措施

参考文献

[1]宋继成.220k V~500k V变电站电气接线设计[M].北京:中国电力出版社, 2014.