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電子式互感器ECT電磁兼容設計一般原則

發布時間:2014-10-29 瀏覽量:255 來源:本站 返回列表

一般的電磁兼容設計都遵循一定的原則。而根據電了式互感器二次側機箱的一些特點,比如只傳遞低頻弱電信號,傳遞速度不快等,也可以總結出它的電磁兼容設計原則。

1、電路設計方面

1)采用懸浮地,使電路的信號線與機箱絕 緣,以防止機箱上的干擾電流直接禍合 到信號電路。

2)合理排布電源,地和各種信號線,降低 各種信號線之間產牛的禍合十擾。

3)合理布置元器件,盡可能降低元器件之 間連線民度,降低信號線產牛的電磁輻 射。

4)在模塊電源輸入端設計濾波電容,降低 或消除通過電源進入電路模塊的各種十 擾信號。

5)避免產牛和使用不必要的高邏輯電平。 如能用3.3V電平的就不要用5V電平。

6)選擇電路功能允許的最慢的上升時間和 下降時間,以限制產牛不必要的高頻分 月已。

2、內部結構方面

1)機箱外殼實行全封閉的屏蔽結構,要求 其各個面之問具有良好的接觸,并保持其良好接地。

2) ?L箱中各種裸露走線要盡可能短。

傳輸不同電子信號的導線分全附困扎,數字信號線和模擬信號線也應分組捆扎,并保持適當的距離,以減小導線間的相勺_影響。

機箱外殼的各個接口處都要利用導電膠搭接,

輸出端了采用隔離輸出方式,各個輸出端了之問的接地采用獨立地線并聯一點接地的方式。

2、電子式互感器的電磁兼容設計

為了提高電了式互感器二次設備的抗干擾能力,就需要對它進行一些預防干擾的設計。主要包括以下三個部分。

2.1電源端口部分

電源是最關鍵的部分,如果電源抗干擾能力不足,其他端口藕合的干擾都可以通過電源構成回路。安裝電源濾波器是一個基本的方法。電源濾波器是一種低通濾波器,專用于去除電源中的共模和差模干擾,允許直流或50Hz工頻電流通過,通常由無源集中參數原件構成。在使用電源濾波器時,要注意以下兒點:

a)選擇濾波器的電流時,要留有至少50% 的余量,以使濾波器始終工作在最佳狀態。

b)濾波器一定要安裝在設備離電源入口最 近的地方,其外殼一定要良好接地。

c)濾波器的電源輸入線要盡可能短,它的 輸入線和輸出線不能重疊捆綁。

通過這樣設計和良好的電源屏蔽線,電源濾波器就能夠很好的發揮作用,抑制浪涌,電快速瞬變脈沖群等的干擾了。

2.2信號端口部分

對于信號端口,最主要的是進行預防靜電放電。本文通過加裝瞬態騷擾吸收器件來進行保護。

1)瞬態騷擾吸收器件的特點

a .TVS器件:瞬態(瞬變)電壓抑制二級管簡稱TVS器件,在規定的反向應用條件下,當承受一個高能量的瞬時過壓脈沖時,其工作阻抗能立即降至很低的導通值,允許大電流通過,并將電壓精制到預定水平,從而有效地保護電了線路中的精密元器件免受一些,壓敏電阻的結電容一般在兒白到兒千pF的數量級范圍,很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中,應用在交流電路的保護中時,因為其結電容較大會增加漏電流,在設計防護電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大。


2)保護器件的選用及搭配

TVS響應速度快,但容量有限,壓敏電阻響應速度慢,但容量大。在兩者配合使用時,就需要選擇合適的參數配合,才能發揮出它們各自的優點,有效地保護電路。在交流回路中,壓敏電阻的壓敏電壓min(U1mA))(2. 2 ^-2. 5) Uac,式中Uac為回路中的交流工作電壓的有效值。壓敏電阻的最大限制電壓約為壓敏電壓的1. 7^-1. 8倍。而TVS的最大鉗位電壓大約是擊穿電壓的1. 4^-1. 5倍。本文所加的二級保護電路是為了防止TVS動作后造成圖中的信號回

2.3機箱屏蔽部分

屏蔽是用導電或導磁體制成的封閉面對其內外兩側的空問進行電磁隔離,以抑制屏蔽體兩側電磁輻射能量的傳遞??梢允歉舭?,金屬盒,箱的形式。

1)屏蔽機箱材料的選擇

屏蔽按其機理分為電屏蔽,磁屏蔽以及電磁屏蔽。根據不同的屏蔽原理,所使用的材料也不盡相同。

電屏蔽主要指靜電場和交變電場屏蔽,其設計原理是用屏蔽體來盡量減少干擾源和設備之問的分布電容,從而減小干擾源的影響。因此,需要選取高電導率的材料進行防護。各種金屬的電導率如表4. 1}5'所示。銀和銅的導電效果非常好,但是價格較高。鋁導電效果雖然也不錯,但首先鋁板表面容易形成氧化膜,有很大的接觸電阻;其次,鋁的機械強度不夠,不適合做機箱。因此,一般可采用鐵殼機箱,再噴涂一層高導電率的材料。

2)屏蔽機箱的表面處理

表面處理直接影響到殼體表面的導電性,影響接觸面問的接觸電阻,影響整體殼體的電氣連續性,從而影響到儀器的電磁屏蔽效果,尤其是電屏蔽的屏蔽效果。首先,應該使鐵板盡量平整,光滑,并采用電鍍技術,在鐵板表面鍍一層鋅膜,這樣主要可以增加反射衰減。其次,機箱殼體還必須相互接觸良好,并保證良好接地,這點對于電屏蔽來說尤其重要,因為在電屏蔽中,屏蔽體不接地時,干擾源和感受器問的分布電容比沒有屏蔽體時還要大。因此儀器在涂漆時必須注意,其安裝面上不能有漆。

最后,機箱的連接處應該用金屬效網套橡膠芯襯墊來連接,防止出現沒有連接上的懸浮低。從計算的數據可以看出,根據屏蔽衰減的要求來看,一層很薄的鐵皮就能滿足要求,所以互感器的機箱殼體采用1 mm左右的鐵板就完全能滿足屏蔽要求了。


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