浅谈电力通信电磁兼容问题

　　摘要：对电磁兼容的基本概念、干扰源传播途径和抗干扰防护措施进行简要的论述，并对电力通信网中的电磁兼容问题进行归纳性的讨论。　　

　　关键词：电磁兼容；电磁干扰；电力网；电力通信；干扰途径；防护措施

　　0　前言

　　在电力系统中，随着电压的升高，容量的增大，电力网本身就是一个很大的干扰源。由于近代技术的发展，电子技术逐步渗透到经典的电气设备中。同时伴随着信息技术和自动控制技术的发展，电力网对通信和自动化控制系统等二次设备的依赖性也越来越大，这些设备又是一个受干扰的对象。

　　因此，电力网的建设和运行必须考虑电磁兼容问题。

　　1　电磁兼容的基本概念

　　电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

　　电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化，它可能引起设备或系统降级或损害，但不一定会形成后果。电磁骚扰仅仅是一种自然现象。电磁干扰则是由电磁骚扰引起设备、传输通道或系统性能下降的后果。

　　电磁兼容( Electromagnetic Compatibility - EMC) ：指设备或系统在其电磁环境中能正常工作，而且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

　　EMC 包括两个方面的含义，即设备或系统产生的电磁发射，不致影响其他设备或系统的功能；而本设备或系统的抗干扰能力，又足以使本设备或系统的功能不受其他干扰的影响。

　　电磁干扰的发生是由干扰源、传播途径和干扰受体三部分组成的。通常称作干扰的三要素。下面结合电力系统谈谈这几方面的因素。

　　2　电力系统的电磁骚扰源

　　电力系统电磁骚扰源主要来自以下方面：

　　(1) 高压输电线路

　　高压输电线路可能对周围事物造成干扰的因素主要包括：

　　1) 电晕放电：由于导体表面的电位梯度过大，当湿度和气压发生变化时，引起向空气中放电而产生

　　的高频电磁噪声。其频谱在30 MHz 以下。

　　2) 火花放电：由于线路上局部的绝缘被破坏、绝缘子污秽；金属部件接触不良等而产生的火花放电。其频谱范围可高达百MHz ，其幅度可能远大于电晕放电。

　　3) 工频磁场：其强度主要取决于导线的载流量。但随距离增大而很快衰减。

　　4) 地电流：对于交流三相系统不平衡的中线或直流输电线路以地作为回路的情况以及发生事故时，地电流有时颇为可观。若处理不当，会造成地电位急剧上升，从而干扰或损坏设备。

　　(2) 大功率的整流用户

　　电力机车以及冶炼、电解工业等大功率的整流用户，由于整流会产生大量对弱电设备和通信线路干扰的高频谐波。

　　(3) 电力电子系统

　　电力电子系统在高电压、大电流以及高频化系统的应用愈来愈广，如直流输电的交直流变换系统；有源功率因数补偿电路；变频调整系统；开关电源装置等。

　　(4) 通信信息设备和工业自动控制系统

　　随着通信设备、嵌入式微机以及计算机、信息设备等设备在电力中的大量应用，如变电站内的通信、自动化和继电保护等系统。一方面，它们处在电力的高压大电流电磁场的环境下，很容易受到各种电磁干扰；另一方面，它们又是骚扰源，如变电站中无线通信设备的不当使用会造成继电保护设备的误动。

　　3 　电磁干扰传播方式和途径

　　电磁干扰的传播方式有传导、耦合和辐射。一般有下列几种传播途径：

　　(1) 辐射耦合：当干扰源的频率很高时，就会引起电磁场的辐射。这种骚扰，对于电子信号控制系统，影响较大。

　　(2) 容性耦合：电容耦合是通过两导体之间分布电容传递的，最为典型的是高压输电线与通信线平行接近的情况。这种耦合只发生在二者之间电气距离较近的场合，随着距离的增加，其影响将逐渐减小。

　　(3) 感性耦合：当干扰源的电流很大，电流在空间产生交变磁场，这个磁场在被干扰回路中产生感应电动势，使被干扰线中产生电磁干扰。

　　必须指出感性耦合的互感，随着干扰源回路与被干扰回路之间距离增加而减小得非常缓慢，所以电磁感应的干扰源可以影响到距本身较远的电子系统。

　　(4) 阻性耦合：大地是天然的接地体，其中充满着各种频率的杂散电流。而许多电子和电气设备都与大地连接。因此，杂散电流就会沿着接地线进入电子设备或电气设备传播电磁噪声，形成电磁干扰。

　　当中性点接地变电站发生单相接地时，强大的短路电流会引起变电站地电位升高。此时，只要电子设备和电气设备接地，就给这些大地中的杂散电噪声(电位差) 提供了侵入的通道，特别是高频干扰噪声，更容易四处传播。