數字式時(shí)間繼電器抗干擾的方法

數字式時(shí)間繼電器用于繼電保護，首先用于替換電磁型和晶體管型時(shí)間繼電器。它可縮短過(guò)流保護的級差，減少維護量，提高保護的動(dòng)作正確率。保護了主系統及主設備的安全穩定運行。由于它具有精度高、穩定性好、整定方便、直觀(guān)、改變定值無(wú)需進(jìn)行校驗、整定范圍寬等特點(diǎn)，深受用戶(hù)的歡迎。由此數字式時(shí)間繼電器在電力系統中得到廣泛應用。

　　但近幾年，數字式時(shí)間繼電器在電力系統中多次出現誤動(dòng)，給用戶(hù)造成很大的損失。誤動(dòng)的原因如系統環(huán)境差、使用維護問(wèn)題、產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、器件損壞、抗干擾性能差等等原因，但最難處理的問(wèn)題是數字式時(shí)間繼電器抗干擾性能差，本文在此針對數字式時(shí)間繼電器抗干擾性能方面，提出了自己的看法，供參考。

　　1 提高抗干擾能力方法

　　1.1干擾的主要來(lái)源

　　在電力系統運行中的繼電器受到干擾主要是電磁干擾，來(lái)源有以下幾種

　　(1)直流低壓回路斷開(kāi)電感性負載(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備操作時(shí)產(chǎn)生的感應干擾;

　　(3)移動(dòng)電話(huà)、攜帶式步話(huà)機和相鄰或附近設備發(fā)生的調頻電磁波及電弧放電時(shí)產(chǎn)生的高頻電磁輻射;

　　(4)設備中脈沖電路、時(shí)鐘回路、開(kāi)關(guān)電源、收發(fā)訊機等通過(guò)空間傳播的電磁能量;

　　(5)帶電荷的操作人員觸及到設備的導電部件時(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，即傳導和輻射。傳導是通過(guò)導線(xiàn)以電流或電壓的形式作用在繼電器上。輻射是通過(guò)空間以電磁場(chǎng)的形式作用于繼電器上。對于數字式時(shí)間繼電器主要的傳導路徑為電源線(xiàn)。因此抑制傳導干擾的主要部分在數字式時(shí)間繼電器的電源部分。

　　1.3提高抗干擾的措施

　　根據電磁干擾的來(lái)源和干擾方式及數字式時(shí)間繼電器的工作特點(diǎn)，對數字式時(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)電源輸入端增加EMI濾波器。EMI濾波器是一種低通濾波器，由無(wú)源元件構成的多端口網(wǎng)絡(luò )。它不僅能衰減由傳導傳播干擾方式引起的干擾，同時(shí)也對輻射干擾方式的干擾有顯著(zhù)的抑制作用。這樣的濾波器對于低頻(20—100kHz)特別有效。再通過(guò)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。

　　由于數字式時(shí)間繼電器的體積小，受結構的限制，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，設計及工藝相對要求不高，同時(shí)也可降低成本，因此在電路里直接設計出EMI濾波器是非?？尚械?。

　　配件經(jīng)嚴格篩選，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，適當變化期間的耦合，對于線(xiàn)路開(kāi)關(guān)、接觸器、執行機構，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)數字電路抗干擾一般措施

　?、贂r(shí)鐘頻率應在工作允許的條件下選用最低的;②必須對電源線(xiàn)，控制線(xiàn)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在速度不快的信號線(xiàn)上加去耦電容。

　　(3)合理設計印刷電路板①印刷板上的電源與地線(xiàn)要呈“井”字形布線(xiàn)，以均衡電流，降低線(xiàn)路電阻;②布線(xiàn)時(shí)高、低壓線(xiàn)分開(kāi)，交、直流分開(kāi);③輸入、輸出線(xiàn)不要緊靠時(shí)鐘發(fā)生器、電源線(xiàn)等電磁熱線(xiàn)，不要緊靠復位線(xiàn)、控制線(xiàn)等脆弱信號線(xiàn);④相鄰板間交叉布線(xiàn);⑤盡量減少電源線(xiàn)走線(xiàn)的有效包圍面積，這樣可以減少電磁耦合;⑥相鄰層布線(xiàn)應互相垂直;⑦走線(xiàn)不要有分支，以防導致反射和產(chǎn)生諧波;⑧正確接入旁路電容。數字電路在工作時(shí)，電流突變較大，會(huì )產(chǎn)生很強噪聲信號，應按圖4在電源線(xiàn)上正確接入旁路電容;⑨接地點(diǎn)集中。

　　(4)合理配線(xiàn)①輸入電源線(xiàn)與地線(xiàn)應盡量短;②板與板間的連線(xiàn)或接插件連線(xiàn)應盡量短。且線(xiàn)與線(xiàn)間分開(kāi);③配線(xiàn)時(shí)，電源線(xiàn)與觸點(diǎn)引出線(xiàn)應分開(kāi);④正、負電源線(xiàn)應互相絞合，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(zhù)減少由于器件的引線(xiàn)較長(cháng)而產(chǎn)生的雜散寄生電容、電感，簡(jiǎn)化了屏蔽的設計，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(xiàn)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 結語(yǔ)

　　以上分析了數字式時(shí)間繼電器抗干擾的問(wèn)題。經(jīng)實(shí)際應用，解決了以前數字式時(shí)間繼電器所存在的干擾問(wèn)題，動(dòng)作可靠性有很大提高，在某項電力系統中現場(chǎng)應用，也得到了證實(shí)。