电力仪表的电磁兼容设计与解决手段

电力行业常用的监控仪表与传统的电参量变送器相比，逐步向智能化、集成化、多功能化方向发展，并且在电磁兼容性能上也有很高的要求（ＥＭＳ和ＥＭＩ试验均有相关要求）。设计者如何选择适当的ＥＭＣ设计方案，对产品设计的成败起到决定性作用。本文就如何进行电力监控仪表的电磁兼容设计进行了综合阐述。　
标准解读
１ 判定标准
结合重工业产品通用标准，电力监控用电力仪表需要满足的ＥＭＳ、ＥＭＩ项目及评判等级见图１.
２ 标准解读
干扰通常分为持续干扰和瞬态干扰两类。如广播电台、手机信号、步话机等属于持续干扰。由于开关切换，电机制动等造成电网的波动，此类干扰我们称为瞬态干扰。图１中瞬态干扰包含：浪涌ＳＵＲＧＥ，静电ＥＳＤ，电快速脉冲群ＥＦＴ/Ｂ，电压暂降、短时中断和电压变化ＤＩＰＳ；持续干扰包含：传导敏感度ＣＳ，辐射敏感度ＲＳ。
评判等级Ａ所述的“性能不降低”，即干扰施加后，硬件无损害，干扰施加过程中无死机、复位、数据掉帧或误码率较高等问题，好像无干扰施加到产品一样。通常持续性的干扰的评判等级均采用此评判等级。瞬态干扰为偶然性发生，且引起的电网干扰时间不长，故暂时性能降低，也就是评判等级Ｂ.
３　ＥＭＳ试验项目及干扰实质分析
（１）浪涌ＳＵＲＧＥ：波形１．２/５０μｓ、８/２０μｓ，是一种脉冲宽度为几十个μｓ的脉冲，是一种传导性干扰，因其脉冲携带较强能量，故需要对所有功能端口做相应程度的防护，否则会引起内部电路元件的永久性硬损伤。
（２）静电ＥＳＤ：波形上升沿为０．７－１ｎｓ，是一种脉冲宽度为几十个ｎｓ的脉冲，因其峰值电压范围在数千至上万伏，故脉冲也具有一定的能量，须在端口做防护。由于其上升沿很陡，故其携带的高频谐波很丰富，可达５００ＭＨｚ，所以静电在仪表所有裸露的金属部件（包含端子，螺钉等）进行接触放电或孔缝（包含ＬＥＤ指示灯的开孔，各种散热和观察孔）时，或分别对水平耦合板和垂直耦合板间接放电时，均会在放电点瞬时形成一个高频电场，通过空间对电路进行干扰，这种干扰是共模干扰。因此，静电设计时应注意端口保护和空间高频辐射场两方面内容。
（３）电快速脉冲群ＥＦＴ/Ｂ：波形上升沿为５ｎｓ，波形为数个周期脉冲串的组合，能量很低。干扰的性质和静电一样是共模，干扰路径既包括传导也包含辐射。
（４）传导敏感度ＣＳ：共模干扰，干扰频段从１５０ＫＨｚ到８０ＭＨｚ。在进行项目试验时，其干扰信号源至仪表的线缆长度与干扰频段（３０ＭＨｚ）对应的波长λ的１/４比拟，故在施加干扰电压的调制频率超过３０ＭＨｚ时，因趋肤效应，干扰信号主要以空间辐射方式出现（低于３０ＭＨｚ时，主要还是以传导方式干扰）。
（５）辐射敏感度ＲＳ：共模干扰，干扰频段从８０ＭＨｚ到１ＧＨｚ。需注意，外拖的线缆充当接收天线，干扰为电磁场的远场。