电气工程中自动化设备的抗干扰研究

摘要：随着自动化技术的广泛应用，电气工程中的自动化设备面临着各种干扰问题。本文深入探讨了电气工程自动化设备的抗干扰研究，系统分析了电磁干扰、传导与辐射干扰、信号模式干扰以及二次回路干扰等主要干扰因素。研究表明，通过优化印制板线路布置、合理设计电源设置以及改进信号传输方式，可有效提高自动化设备的抗干扰能力。其中，多层印制板设计、屏蔽线缆应用、软启动电路的使用以及合理的接地措施，都是提升设备抗干扰性能的关键技术手段。以期通过这些抗干扰措施的综合应用，显著提高电气工程自动化设备的运行稳定性和可靠性，为相关行业的技术创新和发展提供理论支持。

关键词：电气工程；自动化设备；抗干扰技术；电磁干扰；信号传输优化

引言

随着工业自动化程度的不断提高，电气工程中自动化设备已成为各行各业生产运行的核心组成部分。然而，这些设备在实际运行过程中经常面临各类干扰问题，严重影响其稳定性与可靠性。电磁干扰、传导辐射干扰等因素导致设备误动作、数据失真甚至系统瘫痪的情况时有发生，给企业生产带来巨大损失。在日益复杂的工业环境中，提高自动化设备抗干扰能力已成为电气工程领域亟待解决的关键技术难题。抗干扰技术的研究与应用，不仅关系到设备本身的性能表现，更直接影响着整个生产系统的安全稳定运行。

1电气工程中自动化设备的作用

1.1降低生产成本

在电气工程领域，自动化设备的应用至关重要，目前已经应用于各行各业中，小到一个电气开关的设计，大到航天科技的研究，都少不了自动化设备的参与。简而言之，电气工程自动化技术就是将自动化技术、智能技术应用于电气系统当中，让自动化设备充分发挥作用，降低企业的人力成本和材料损耗，最大程度的帮助企业节省资金投入。

1.2实现自动化监测

在电气工程中，自动化设备不但能够降低企业的生产成本，还可以对生产线进行自动化监测，第一时间发现生产线中存在的生产问题，构建智能化的管理系统，尽早发现故障、解决故障。例如，在变电站中，自动化设备可以完成变电站的自动化控制和检测，及时发现变电站运行中的问题，促进电力技术的发展。在配电系统中，电气自动化技术可以应用到配电自动化的集中控制和局部控制方面，提高配电控制的精准度[1]。

2电气工程中自动化设备的干扰因素

2.1电磁干扰

电磁干扰是指一系列可以中断、缩短、阻碍通信电子设备运行的电磁能量，会对有用信号进行破坏，是重要的干扰因素。当前，自动化设备在运行中大多都会受到电磁干扰，设备运行的稳定性不足。从类别上来看，电磁干扰可以细分为外部环境电磁干扰、内部电磁干扰。其中，内部电磁干扰的产生原因和自动化设备的结构有关，如果内部各元件的布置不合理，或者内部空间的布局不合理，就会影响自动化设备的运行效果，从而出现内部电磁干扰因素。另外，外部环境中也有可能存在一些电磁干扰因素，这类干扰因素大多源于设备周围的高压线、高电流设备等，产生的电磁干扰会直接影响设备运行。

2.2传导与辐射干扰

对于电气工程而言，自动化设备在运行过程中通常还会受到传导与辐射干扰，属于交变磁场的干扰，这种干扰因素会造成自动化设备难以稳定运行，形成运行偏差以及其他的故障问题。简单来说，传导干扰就是一种通过导电介质造成的干扰，这种干扰是指一个电网络上的信号耦合到另一个电网络上。辐射干扰则不需要经过导电介质，这种干扰是通过空间进行传播的电磁干扰[2]。在自动化系统中，如果电压和电磁波同时存在，二者就会相互转化，这需要操作人员加强防范。当前，很多电气工程中的自动化设备都会受到传导与辐射干扰，造成电气工程自动化系统的运行效率大幅度下降，影响设备的性能，需要专业技术人员高度重视起来。

2.3信号模式干扰

在电气工程中，自动化设备的运行很容易受到信号模式的干扰，从而影响系统运行，甚至造成设备故障。在实践中，信号模式干扰可以具体分为两种情况，分别是共模干扰、差模干扰。其中，共模干扰是指自动化设备运行中地电位发生变化，造成设备难以有序运行，影响设备的运行功能。差模信号干扰出现的原因是互感耦合的存在。例如，在串联电路中，一旦形成信号源回路，就会出现干扰因素，从而影响自动化设备的运行，产生较多的运行偏差。

3电气工程自动化设备抗干扰措施

3.1优化印制板线路布置

为了提高电气工程自动化设备的抗干扰能力，通过优化印制板的线路布置来减少干扰的影响。首先，采取多层印制板的设计。多层印制板具有更多的层次，将信号线和电源线等分开布置在不同的层中，从而减少彼此之间的干扰，有效隔离信号线和电源线之间的干扰，提高设备的抗干扰能力。其次，印制板的线路布置需要进行优化。在布置线路时，采用合理的走线方式，避免信号线与电源线等敏感线路的交叉或相邻，通过增加线路之间的距离，减少干扰信号的传递。此外，还采用屏蔽线缆或屏蔽罩等措施来隔离干扰源。最后，考虑使用地线和屏蔽层来提高设备的抗干扰能力。地线能够有效地引导和分散干扰信号，减少其对设备的影响。屏蔽层起到屏蔽外部干扰信号的作用，保护设备内部的信号传输。

3.2优化电源设置

为了提高电气工程自动化设备的抗干扰能力，需要优化电源的设置，以最大程度地实现对干扰因素的防控。首先，对电源的开启和断开进行恰当的设计。在设备的开启和断开过程中，电源的切换会引起电压的突变或电流的冲击，从而产生干扰信号。为了减少这种干扰，可以采取如下措施：如使用软启动电路来平滑电源的开启过程，或使用电源滤波器来减少电源中的噪声。其次，需要重点结合相关规范和标准进行优化执行。在电源设置方面，参考国家和行业的相关规范和标准，如电气设备的设计和安装规范、电磁兼容性标准等。这些规范和标准对于电源的设计、布置和接地等方面都有详细的要求，遵循这些要求提高设备的抗干扰能力。最后，借助屏蔽线的合理应用也是一种有效的抗干扰措施。屏蔽线是一种具有屏蔽层的电缆，能够有效地抑制外部干扰信号的传输。在电源线的设计中，可以选择使用屏蔽线来减少电源线与其他线路之间的干扰。

3.3优化信号传输

为了提高电气工程自动化设备的抗干扰能力，需要优化信号传输的方式，以实现对干扰因素的屏蔽工作。

首先，针对信号传输线路进行屏蔽工作。信号传输线路会受到外部电磁场的干扰，如电源线、电机线、通信线等。为了减少这些干扰的影响，采用屏蔽线缆来包裹信号线。屏蔽线缆具有屏蔽层，能够有效阻挡外部干扰信号的传输，保证信号的稳定传输。其次，对于屏蔽层线路的选用需要予以关注。屏蔽层线路是一种具有屏蔽层的电缆，在信号传输过程中起到屏蔽干扰的作用。在选用屏蔽层线路时，需要考虑其屏蔽效果.传输性能、适应环境等因素。根据实际情况选择合适的屏蔽层线路，能够有效提高设备的抗干扰能力[3]。

结束语

本文系统探讨了电气工程自动化设备的抗干扰问题及应对策略。研究表明，通过优化印制板线路布置、合理设计电源配置及改进信号传输方式，可显著提升自动化设备的抗干扰能力。在实际应用中，应综合考虑电磁干扰、传导与辐射干扰等多种干扰因素，采取针对性的抗干扰措施。未来，随着工业环境复杂度的提高，自动化设备抗干扰技术仍需不断创新与完善。建议相关企业加强技术人员培训，严格执行行业标准规范，并结合实际应用环境优化抗干扰方案，以确保电气工程自动化设备的稳定可靠运行，为生产效率和安全水平的提升提供坚实保障。

参考文献

[1]干书兵.电气工程中自动化设备的抗干扰研究[J].科技资讯，2024，22（22）：59-61.

[2]白少峰.浅析电气工程中自动化设备的抗干扰策略[J].中国设备工程，2023，（20）：87-89.