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技術(shù)文章

數(shù)字式時(shí)間繼電器提高抗干擾能力方法

淺析數(shù)字式時(shí)間繼電器抗干擾方法
1 提高抗干擾能力方法
1.1干擾的主要來源
在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的繼電器受到干擾主要是電磁干擾，來源有以下幾種
(1)直流低壓回路斷開電感性負(fù)載(如接觸器、中間繼電器等)或電磁型電流、電壓繼電器觸點(diǎn)抖動(dòng)時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生快速瞬變脈沖組電波;
(2)高壓變電所臨近高壓電器設(shè)備操作時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)干擾;
(3)移動(dòng)電話、攜帶式步話機(jī)和相鄰或附近設(shè)備發(fā)生的調(diào)頻電磁波及電弧放電時(shí)產(chǎn)生的高頻電磁輻射;
(4)設(shè)備中脈沖電路、時(shí)鐘回路、開關(guān)電源、收發(fā)訊機(jī)等通過空間傳播的電磁能量;
(5)帶電荷的操作人員觸及到設(shè)備的導(dǎo)電部件時(shí)產(chǎn)生放電。
1.2電磁干擾的傳播方式
電磁干擾的傳播方式主要有兩種形式，即傳導(dǎo)和輻射。傳導(dǎo)是通過導(dǎo)線以電流或電壓的形式作用在繼電器上。輻射是通過空間以電磁場的形式作用于繼電器上。對(duì)于數(shù)字式時(shí)間繼電器主要的傳導(dǎo)路徑為電源線。因此抑制傳導(dǎo)干擾的主要部分在數(shù)字式時(shí)間繼電器的電源部分。
1.3提高抗干擾的措施
根據(jù)電磁干擾的來源和干擾方式及數(shù)字式時(shí)間繼電器的工作特點(diǎn)，對(duì)數(shù)字式時(shí)間繼電器提高抗干擾能力采用的措施主要從以下方面進(jìn)行解決。
(1)輸入端增加EMI濾波器。EMI濾波器是一種低通濾波器，由無源元件構(gòu)成的多端口網(wǎng)絡(luò)。它不僅能衰減由傳導(dǎo)傳播干擾方式引起的干擾，同時(shí)也對(duì)輻射干擾方式的干擾有顯著的抑制作用。這樣的濾波器對(duì)于低頻(20—100kHz)特別有效。再通過選用合適的鐵氧體材料鐵芯，它的抑制頻率范圍可增大到400MHz。由于數(shù)字式時(shí)間繼電器的體積小，受結(jié)構(gòu)的限制，成型的EMI濾波器一般體積較大，不適用。而繼電器工作頻率不高，設(shè)計(jì)及工藝相對(duì)要求不高，同時(shí)也可降低成本，因此在電路里直接設(shè)計(jì)出EMI濾波器是非?？尚械?。
配件經(jīng)嚴(yán)格篩選，可選到接近理想狀態(tài)，但實(shí)際上存在偏差。
濾波器中介質(zhì)電容、電感均可改變，適當(dāng)變化期間的耦合，對(duì)于線路開關(guān)、接觸器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)抖動(dòng)產(chǎn)生的瞬變干擾能起到充分的抑制作用。
(2)數(shù)字電路抗干擾一般措施
①時(shí)鐘頻率應(yīng)在工作允許的條件下選用*低的;②必須對(duì)電源線，控制線去耦以防止外部干擾進(jìn)入;③每個(gè)集成電路的電源與地之間要加去耦電容。要求電容的高頻性能好;④在速度不快的信號(hào)線上加去耦電容。
(3)合理設(shè)計(jì)印刷電路板①印刷板上的電源與地線要呈“井”字形布線，以均衡電流，降低線路電阻;②布線時(shí)高、低壓線分開，交、直流分開;③輸入、輸出線不要緊靠時(shí)鐘發(fā)生器、電源線等電磁專線，不要緊靠復(fù)位線、控制線等脆弱信號(hào)線;④相鄰板間交叉布線;⑤盡量減少電源線走線的有效包圍面積，這樣可以減少電磁耦合;⑥相鄰層布線應(yīng)互相垂直;⑦走線不要有分支，以防導(dǎo)致反射和產(chǎn)生諧波;⑧正確接入旁路電容。數(shù)字電路在工作時(shí)，電流突變較大，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)噪聲信號(hào)，應(yīng)按圖4在電源線上正確接入旁路電容;⑨接地點(diǎn)集中。
(4)合理配線①輸入電源線與地線應(yīng)盡量短;②板與板間的連線或接插件連線應(yīng)盡量短。且線與線間分開;③配線時(shí)，電源線與觸點(diǎn)引出線應(yīng)分開;④正、負(fù)電源線應(yīng)互相絞合，以降低共模干擾。
(5)采用新工藝①采用貼裝技術(shù)采用表面貼裝裝封技術(shù)，可以顯著減少由于器件的引線較長而產(chǎn)生的雜散寄生電容、電感，簡化了屏蔽的設(shè)計(jì)，所以在很大程度上減少了電磁干擾和射頻干擾。②采用多層線路板從2層印制電路板改為4層印制電路板，可大大改善發(fā)射和抗擾度性能。
2 結(jié)語以上分析了數(shù)字式時(shí)間繼電器抗干擾的問題。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，解決了以前數(shù)字式時(shí)間繼電器所存在的干擾問題，動(dòng)作可靠性有很大提高，在某項(xiàng)電力系統(tǒng)中現(xiàn)場應(yīng)用，也得到了證實(shí)。

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