抗干扰及防雷ppt课件.ppt

安全监控系统的抗干扰与防雷技术及措施抗干扰技术及措施
一、干扰源、干扰种类及干扰现象
传感器及监控系统在现场运行所受到的干扰多种多样;
具体情况具体分析;
解决的办法:采用模块化的方法，除了基本构件外，针对不同的运行场合，监控系统可装配不同的选件以有效地抗干扰、提高可靠性。1、主要干扰源(1)静电感应存在着寄生电容。
(2)电磁感应当两个电路之间有互感存在时，一个电路中电流的变化就会通过磁场耦合到另一个电路。
(3)漏电流感应由于电子线路内部的元件支架、接线柱、印刷电路板、电容内部介质或外壳等绝缘不良。(4)射频干扰大型动力设备的启动、操作停止的干扰和高次谐波干扰。如变频调速系统的干扰等。
(5)其他干扰系统工作环境较差，还容易受到机械干扰、热干扰及化学干扰等。2、干扰的种类(1)常模干扰干扰信号的侵入在往返2条线上是一致的。这种干扰较难除掉。
(2)共模干扰干扰信号在2条线上各流过一部分，以地为公共回路，而信号电流只在往返2个线路中流过。(3)长时干扰长期存在的干扰，电源线或邻近动力线的电磁干扰都是连续的交流50Hz工频干扰。
(4)意外的瞬时干扰在电气设备操作时发生，如合闸或分闸等，有时也在伴随雷电发生或无线电设备工作瞬间产生。3、干扰现象发指令时，无规则地显示；信号等于零时，数字显示表数值乱跳；传感器工作时，其输出值与实际参数所对应的信号值不吻合，且误差值是随机的、无规律的；
当被测参数稳定的情况下，传感器输出的数值与被测参数所对应的信号数值的差值为一稳定或呈周期性变化的值；与交流系统共用同一电源的设备工作不正常。干扰进入控制系统的渠道主要有两类：信号传输通道干扰，干扰通过与系统相联的信号输入通道、输出通道进入；供电系统干扰。脉冲波在传输线上会出现延时、畸变、衰减与通道干扰，所以在传输过程中，长线的干扰是主要因素。
任何电源及输电线路都存在内阻，正是这些内阻才引起了电源的噪声干扰，如果没有内阻，无论何种噪声都会被电源短路吸收，线路中也不会建立起任何干扰电压。由于煤矿井下变频设备的大量使用，造成了煤矿井下安全监控系统因遭受变频器干扰而发生误报警的事故时有发生，变频设备的功率都比较大，运行时变频器会产生频谱很宽的强电磁感应谐波信号，它以像周围空间辐射的形式，而存在于井下的巷道中。安全监控系统的信号电缆，只要与变频设备在同一巷道中布置，就很容易受到这种强电磁波的干扰。给井下的通讯和安全监控系统带来了极大的危害：
其一，在变频过程中产生大量的频率辐射，会影响其所使用的整个供电系统，使所处在该系统的电器设备的电源都受到了污染；其二，井下变频设备安装运行后，上述矿井的安全监控系统先后出现了大面积的高值报警、断电异常现象，造成瓦斯频繁超限断电。从地面监控机房调取瓦斯曲线观察，当井下变频绞车开启电源时，原来纯净的瓦斯曲线立刻变成了密集毛刺形不规则曲线，并且其瓦斯浓度会升高0.5%以上。
当井下变频设备启动时，产生的强磁干扰直接导致了监测信号的失真，形成高报断电。井下变频设备停的瞬间发出的电磁干扰同巷道内敷设的瓦斯监控电缆信号传输。井下机电设备在开启和关闭瞬间能产生极强列的电磁干扰脉冲，从分站到传感器线路都比较长，传感器线路与动力电缆平行地挂在一起，且敷设于巷道的同一侧，等效于一个紧耦合回路。强大的电磁脉冲比常规信号电平还要高，能轻而易举的窜进分站中，很难分辨是正常信号还是干扰脉冲。系统上传数据与现场实际明显不符，严重影响了瓦斯监控系统的正常运行，为煤矿安全生产埋下了极大的安全隐患。频繁的电磁启动脉冲与信号叠加后就会造成严重的干扰，通常系统采用软件来消除其瞬间的干扰，但却造成信息采集延迟，使系统反映速度变得迟钝，反而造成整个系统的不稳定。
二、抗干扰的措施
1、供电系统的抗干扰设计对传感器、监控系统正常工作危害最严重的是电网尖峰脉冲干扰，产生尖峰干扰的用电设备有：电焊机、大电机、可控机、继电接触器、带镇流器的充气照明灯，甚至电烙铁等。尖峰干扰可用硬件、软件结合的办法来抑制。(1)用硬件线路抑制尖峰干扰的影响常用办法主要有三种：①在仪器交流电源输入端串入按频谱均衡的原理设计的干扰控制器，将尖峰电压集中的能量分配到不同的频段上，从而减弱其破坏性；②在仪器交流电源输入端加超级隔离变压器，利用铁磁共振原理抑制尖峰脉冲；③在仪器交流电源的输入端并联压敏电阻，利用尖峰脉冲到来时电阻值减小以降低仪器从电源分得的电压，从而削弱干扰的影响。(2)利用软件方法抑制尖峰干扰对于周期性干扰，可以采用编程进行时间滤波，也就是用程序控制可控硅导通瞬间不采样，从而有效地消除干扰。
干扰途径：供电系统干扰，最严重，最广泛经验积累。
通道干扰，通过前向通道，后向通道及其他主机之间的相互通道进入单片机系统.系统误报问题
在使用管理过程中发现,各矿井、各系统均存在一个共性问题