电测仪表所受干扰的分析及预防方法

电测仪表所受干扰的分析及预防方法

杨柳

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电局 内蒙古呼和浩特市 010050

摘要：为保证测量精度，在使用电测仪表的过程中，需对其所受干扰进行分析，并有效隔绝干扰。文章在对电测仪表特性及其所受干扰进行分析的基础上，提出了电测仪表抗干扰的方法以及预防措施，以期在工程应用中有效提升电测仪表的测量精度及其可靠性。

关键词：电测仪表；测量；干扰；安全

影响测量仪器稳定性的主要原因是环境变化的结果。在使用过程中，外界环境产生的干扰信号是仪器性能不稳定的主要原因。电气测量仪器需要被测对象的参数转换成电信号并将其转换成电信号传输到电测仪表，并进行信号处理，最终转换成信号数据显示出来。在电子信号传输过程中，由于传输信号强度信号转换到极弱的参数，当外部信号干扰和信号独立的测量转化为电气信号可以阻碍造成电气仪表工作不能正常稳定。总的来说，干扰信号主要包括串模干扰和共模干扰，串模干扰是指干扰电压系列前两类添加到被测信号的干扰，然后通过传输效果的工具，共膜干扰指干扰振幅相等相位干涉信号和测量信号中的任何一个输入仪器和地球之间产生相同的干扰。由于仪器的不稳定性，两种干扰容易造成仪器工作障碍。

一、电测仪表概述

现阶段，各类电测仪表逐渐地被广泛应用于工业生产与控制系统中，具备关键参数测量与获取、分析、反馈等一系列功能，电测仪表的可靠性主要体现在检测功能和持续应用功能等两方面。在结构组成方面，电测仪表主要包括各类感应元器件、信号传输线路等，提升相关元器件的可靠性有利于提升电测仪表整体应用的可靠性，并提升生产效率。伴随工业生产效率的提升，对于电测仪表相关性能的要求愈加严格，因此需对电测仪表的应用可靠性能进行不断优化。

二、干扰因素分析
  电厂内的电测仪表在实际应用中不可避免地会受到一些客观因素所产生的干扰，这些干扰因素有些是单一化的，有些则是多种干扰同时发生的。目前电力系统中比较常见的干扰因素有以下几种。
  （一）静电感应干扰
  静电感应干扰是电测仪表应用时比较常见的一种干扰形式，其主要是指电耦合所引发的问题。当电力系统中出现电磁感应时，会对电测仪表产生信号干扰，从对仪表测量的准确性造成负面影响。静电感应干扰通常发生在两个相邻物体中，其中一个物体出现电位变化，则另外一个物体会在物体间电容的影响下其电位情况也会发生相应的改变[1]。当电位变化逐渐形成电压时，则干扰源以及信号因素则会形成容性耦合，与此同时静电感应干扰也会随之产生。
  （二）电磁感应干扰
  与静电感应相对应的则是电磁感应，其主要是指磁耦合，通常是因局部磁场在电力系统中有电情况下所产生的。从电测仪表的内部结构上来看，仪表中的配线与相邻仪表之间的导线会在仪表通电的情况下产生局部磁场，该磁场会对电测仪表的信号源造成一定的干扰，使得电测仪表在测量时产生较大的误差。此外，电磁仪表周围若放置有交流电机、高压电网等大功率电机设备时，也极易对仪表设备产生电磁感应干扰，究其根本原因是由于该类大功率电机设备的周围通常存在较强的交变磁场，而电测仪表所对应的闭合回路在这种交变磁场内极易受到干扰，影响电测仪表运行的稳定性。
  （三）漏电感应干扰
  当电测仪表使用时间过长容易出现老化的情况，此时仪表内部的部分构件的绝缘效果会有所下降，当其中某个构件的绝缘效果已然无法满足电测仪表的绝缘需求时便会产生漏电的情况。此外，若电测仪表处于湿度较大的空间环境中时，也极易引发漏电的情况。当电测仪表出现漏电问题时，部门漏电电流会进入电测仪表中的测量电路中，会在一定程度上降低仪表测量的准确性。
  （四）振动干扰
  与上述我们所提到的集中干扰因素所不同，振动干扰属于物理干扰的范畴，该干扰因素形成的原因是因为导线振动而导致电测仪表的电信号传播过程中形成电动势，最终影响仪表设备的正常工作。从工作原理上来看，电测仪表是将被测参数转化为电信号，并将其在导线中进行传递若导线周围的电压以及磁场等因素趋于稳定，则仪表测量结果也会相对准确，若其周围的电压和磁场存在较大的波动性，则会影响电测仪表的运行。而导线的振动会使得电测仪表周围的磁场发生一定的变化，因而会间接地对电测仪表的使用产生影响。
  （五）电势干扰
  电势干扰主要可分为两种情况，一是热电势干扰，另外一种则是化学电势干扰，其中热电势是由不同金属之间的热量变化差异性而产生的，而化学电势则是由金属腐蚀所产生的。无论是哪一种电势，当其恰好处于电测仪表的电回路中时，便会对电测仪表的使用产生影响，这种干扰通常以直流形式在仪表设备中出现，需引起测量人员的重视。

三、预防干扰的方法
  3.1串模干扰的预防方法
  串模干扰与被测信号所处的地位相同，因此一旦产生串模干扰，就不容易消除。所以应当首先防止它的产生。防止串模干扰的措施一般有以下这些：信号导线的扭绞——由于把信号导线扭绞在一起能使信号回路包围的面积大为减少，而且是两根信号导线到干扰源的距离能大致相等，分布电容也能大致相同，所以能使由磁场和电场通过感应耦合进入回路的串模干扰大为减小。屏蔽——为了防止电场的干扰，可以把信号导线用金属包起来。通常的做法是在导线外包一层金属网（或者铁磁材料），外套绝缘层。屏蔽的目的就是隔断“场”的耦合，抑制各种“场”的干扰。屏蔽层需要接地，才能够防止干扰。

  3.2共模干扰的预防方法
  （1）接地。通常仪表和信号源外壳接大地，保持零电位。信号源电路以及仪表系统也需要可靠接地，这样可使共模信号入地而消除。（2）绝缘。由于信号源侧对地不可能完全绝缘，不可能彻底消除地电位差引进的干扰。所以为了提高仪表工作的稳定性，通常在低电平测量仪表中都将二次仪表“浮地”，也就是将二次仪表与地绝缘，以切断共模干扰电压的泄漏途径，使干扰无法进入。实际应用中，通常将屏蔽和接地结合起来应用，以解决干扰问题。如果将屏蔽层在信号侧与仪表侧均接地，则地电位差会通过屏蔽层形成回路，由于地电阻通常比屏蔽层的电阻小得多，所以在屏蔽层上就会形成电位梯度，并通过屏蔽层与信号导线间的分布电容耦合到信号电路中去，因此屏蔽层也必须一点接地，并且信号导线屏蔽层接地应与系统接地同侧。（3）双层屏蔽。由于电测仪表的外壳是接地的，仪表的输入端与外壳之间一定存在分布电容和漏阻抗，因此，浮地不可能把泄漏途径完全切断。必要时，通常采用的是双层屏蔽浮地保护，也就是在仪表的外壳内部再套一个内屏蔽罩。内屏蔽罩与信号输入端以及外壳之间均不做电气连接，从内屏蔽层引出一条导线与信号导线的屏蔽层相连接，而信号线的屏蔽在信号源处一点接地，这样就使仪表的输入保护屏蔽及信号屏蔽对信号源稳定起来，处于等电位状态，从而大大提高仪表抗干扰的能力。
结束语
  虽然电测仪表容易受到一些干扰因素的影响而使得最终所获得的测量结果与实际情况存在较大的偏差，但工作人员可通过对干扰因素进行系统的分析并采用科学、合理的预防方法来有效地改善这一现状，使电测仪表能够在电厂中发挥出更大的作用价值。
  参考文献：
[1]王莹.电测仪表所受干扰的分析及对策[J].低碳世界,2020,10(07):46-47.
[2]马原.电测仪表所受干扰的分析及预防方法分析[J].电子测试,2020(04):52-53+15.
[3]施光跃,王宗晶,王曦.电测仪表所受干扰的分析及预防方法[J].黑龙江科技信息,2013(22):17.
[4]尹浩.电测仪表所受干扰的分析及预防方法研究[J].中国战略新兴产业,2019,(46):49+51.

[5]魏家琴.电测仪表测量准确度的影响因素及防范措施分析[J].通信电源技术,2018(6):30-33.