智能组件电源电路的电磁干扰防护设计浅析

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1、智能组件电源电路的电磁干扰防护设计浅析于维娟　宋亚凯（平高集团有限公司，河南平顶山467001）【摘　要】智能组件是智能高压电器的重要组成部分，智能组件电源电路对智能组件工作可靠性有着重要影响。在分析智能组件电磁干扰类型和干扰原理的基础上，针对不同电磁类型干扰提出了相应防护措施，并通过具体电路设计和电磁兼容试验验证了电磁干扰防护措施的有效性。.jyqkponentsofＥlectromagicＩnterferenceＳhieldingＤesignYUartponentisanimportantpartofsmarthig

2、h-voltageelectricalappliances,intelligentpoartponentreliabilityhasanimportantimpact.Basedontheanalysisofsmartpoagicinterferenceontheproposedintelligentpoeasuresagainstelectromagicinterference,andtheexamplessetforthbythespecificapplicationofcircuitprotectionmeasur

3、es.【Keyagicinterference;Thepowersupplycircuit简介：于维娟（1982—），女，黑龙江人，硕士，研究方向为开关设备智能化关键技术。宋亚凯（1987—），男，河南平顶山人，硕士，研究方向为智能组件开发技术、电力电子技术等。0　概述随着智能电网技术的进步，电力系统一次设备智能化已经成为智能电网发展的趋势。电力系统一次设备处于电力系统主电路中，正常工作状态下一般都承受着高电压、强电流，与高压电器配套的智能组件装置一般都安装在高压电器附近，其工作环境也面临着复杂的电磁干扰，因此，智能组件

4、需要较好的抗电磁干扰性能[1]。对于电子装置而言，电源电路自身的稳定性和可靠性对装置的整体性能有着至关重要的影响。一方面，电源电路需要为装置的其它芯片或电路提供稳定的工作电压，另一方面，由于电源端口直接与外界连接，许多有破坏性的干扰会通过电源端口进入装置内部，对内部电路的正常工作造成影响甚至破坏，因此，在高压电器智能组件的设计过程中，需要对电源电路进行电磁兼容设计以提高电源电路的抗干扰能力[2]。1　智能组件电源电路的电磁干扰问题在变电站现场，按照对电子装置影响的不同，智能组件电源电路的电磁干扰大致分为两类，分别是破坏性

5、干扰和非破坏性干扰。1.1　破坏性干扰及其破坏性干扰是能够对装置造成一定破坏性的干扰，此类干扰的特点是能量较大，一般是高电压或大电流，或者是脉冲群。此类干扰一般具有较大的能量，通过端口耦合进入电子电路中，可能对端口电路器件造成不可逆的破坏，如：雷击、浪涌冲击等干扰。在变电站现场，能够对智能组件装置产生破坏性的干扰主要于机械式高压开关的操作、雷击产生的暂态过电压和暂态过电流以及电网中故障或负荷突变引起的电压变化、暂降等[3]。这些干扰可能通过导线耦合、电磁感应等方式进入到电源端口，对装置内部电路造成一定的破坏。目前，标准的

6、电磁兼容试验项目中，模拟此类干扰的主要是浪涌抗扰性试验、振荡波抗扰度试验等。对于此类具有一定破坏性的干扰，在设计过程中，防护措施的思路以疏导、隔离为主。1.2　非破坏性干扰及其此类干扰对装置本身并不会造成一定的破坏性，但是能够干扰装置的正常工作，对通信、解码、运算等电路工作造成一定的影响，造成装置误动作或通信中断等，此类干扰的能量较小，但是一般有较高的频率，如：高频辐射骚扰等。在变电站现场，能够对智能组件装置产生非破坏性干扰的主要是机械式高压开关操作产生的振铃波、局部放电和无线通信产生的高频信号以及电力系统暂态过程产生的

7、高频电磁场辐射等。此类干扰容易通过辐射、耦合、沿导线传导等方式从电源端口进入到智能组件装置内部，对电源电路自身以及晶振、数据处理、通信等频率较高的电路产生干扰从而引起装置的误动作、通信的中断、装置死机等故障，威胁智能组件装置的可靠性。2　智能组件电源电路的电磁干扰防护措施针对上述两种不同的干扰，在电路设计上可采取不同的措施。第一种干扰破坏性较强，因此在设计过程中以疏导释放干扰能量的防护措施为主；第二种干扰能量较小，在设计过程中以消耗吸收、屏蔽干扰能量的抗干扰措施为主。2.1　破坏性干扰的防护措施在设计过程中，采用防护器件

8、对破坏性干扰能力进行泄放是应对此类干扰的主要手段，此类防护器件的特性是：当器件两端低于自身阀值电压时，器件表现出高阻抗特性，一旦器件两端电压高于自身阀值电压，立刻表现为低阻抗、大通流能力的特性。目前常用的防护器件主要有以下几种：1）玻璃气体放电管此类器件既有气体放电管的抗大浪涌电流能力，又有半导体器件的快速通断能力，