在多功能電力儀表中檢測元件、顯示儀表和控制單元共同組成測量控制系統(tǒng),被測參數(shù)是由檢測元件測量后轉(zhuǎn)換為電信號再經(jīng)過較長距離傳送到顯示儀表,控制器輸出信號常常要經(jīng)過較長距離才到達執(zhí)行機構(gòu),這時被測參數(shù)的有用信號連同傳輸中引進的各種干擾信號都一起進入儀器儀表中,同樣控制器輸出的控制信號與干擾信號也可能一起進入執(zhí)行機構(gòu)。這樣就造成儀表顯示不正常,控制信號不準確,終導(dǎo)致生產(chǎn)不正常,甚至造成事故。
干擾的來源
在實際應(yīng)用中，干擾產(chǎn)生的原因很多,干擾的引入點也各不相同。在常見的化纖行業(yè)中,為了降低能耗、提高效率,經(jīng)常需要使用變頻器。變頻器在使用時在一定的區(qū)域內(nèi)能產(chǎn)生較強的交流磁場,當儀表的信號線從其附近通過時,由于電磁感應(yīng)的影響必會受到干擾,這樣就會在儀表的信號輸入端之間出現(xiàn)交流干擾信號,即我們常說的“橫向干擾”。
當儀器的信號線在大功率交流電機等設(shè)備附近經(jīng)過時,會因為大功率交流電機等周圍存在較強的交流磁場而產(chǎn)生橫向干擾電勢,有電磁感應(yīng)定律知該感應(yīng)電勢與磁場強度和導(dǎo)線環(huán)的面積成正比,當交變磁場與導(dǎo)線環(huán)平面垂直時,這個感應(yīng)電勢會達到大。如果我們把兩根信號線絞合起來,可以大大減少信號線在磁場中的有效面積,進而達到抑制干擾的目的。此外對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不同的接地點a、b,因為實際大地電阻不為零,當大地中流過電流時,會在兩個不同的接地點a、b間產(chǎn)生電位差。這個電位差會使儀器儀表出現(xiàn)干擾電流ig.這個干擾電流ig在遇到信號線路電阻R1、R2時，就會產(chǎn)生干擾電壓。
除了以上舉例的兩個干擾外,大功率變壓器、電焊機、交流電機、大電流導(dǎo)線、雷電、電氣開關(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)計電路系統(tǒng)階段,設(shè)計者在儀表選型時,應(yīng)選擇抗干擾能力強的多功能電力儀表,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線電干擾抑制器,這樣可以減少變頻器對外界的干擾。
其次，在安裝時要注意:
(1)多功能電力儀表控制柜與變頻電機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.同時一定要將接地線要與零線分開;
(3)在配線時信號線應(yīng)選擇相互絞合的屏蔽電纜,信號線要遠離干擾源,一定要避免與動力電纜平行布線,兩者也不可以放在同一個橋架。另外為了避免出現(xiàn)地電流的影響，信號電纜的屏蔽層不應(yīng)在電纜兩端同時接地，屏蔽層只能在電纜的一端接地。這里要注意的是,檢測信號線的屏蔽層應(yīng)在顯示儀表側(cè)進行接地,控制信號線的屏蔽層應(yīng)在被控單元端進行接地。例如,現(xiàn)場測溫電阻信號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)信號線的屏蔽層要在加熱柜的接地排接地。這樣,可以把信號傳輸過程中產(chǎn)生的干擾大程度的排除掉。
另外,對于特殊傳感器,根據(jù)其信號線的特別要求進行抗干擾選擇。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使信號線晃動,進而發(fā)生彎曲變形摩擦然后產(chǎn)生靜電效應(yīng)；此外還存在強磁場干擾和靜電耦合干擾等。因此,壓電傳感器的信號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)時的處理方法
在設(shè)計時采取有效的抗干擾蔽措施,施工時正確運用接地技術(shù),基本可以解決多功能電力儀表在系統(tǒng)的干擾問題。結(jié)合現(xiàn)場例子來講述一下遇到電磁干擾時的處理方法。在使用某種巡檢儀時,發(fā)現(xiàn)儀器顯示的溫度與實際溫度相差懸殊,此外還發(fā)現(xiàn)變頻電機起動時,溫度顯示數(shù)據(jù)變化大,變頻電機停止時,溫度顯示正常。于是采取措施把儀表柜與變頻電機柜間隔變大,并且兩者之間加上擋板隔離,信號電纜的屏蔽層接地,又把變頻電機線單獨放在一個橋架里。處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)：干擾有一定程度減小,但仍然存在。此時我們可以知道，該儀表的抗干擾能力比較差,同時變頻器的功率大,干擾也比較大。
所以分析出情況應(yīng)該是這樣：當變頻器的電機起動時,會產(chǎn)生較大的電磁干擾,電磁干擾作用于儀器的信號線,會在信號線上產(chǎn)生一個疊加信號,該干擾信號與現(xiàn)場的溫度信號一起進入測溫儀器中,從而造成溫度顯示出現(xiàn)錯誤。所以就必須把信號線上的疊加信號過濾掉,此時我們采用在儀表的輸入端加電容濾掉干擾信號的方法。
具體接線如圖：這兩個電容起到平滑濾波作用,它濾掉干擾電信號,使有用的信號進入儀器儀表。需要注意的是,電容容量不宜過大,如果電容量過大,起始充電電流就會很大,當該電流超過儀器內(nèi)部電路的大電流時,就可能燒壞內(nèi)部電路。對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,如果沒有金屬化紙介電容,也可以選用云母電容。