劉 洋,黃宏剛,黃曉輝
(國電南京電力試驗(yàn)研究有限公司,江蘇 南京 210046)
針對電氣設(shè)備的調(diào)試工作,最理想的工作狀況是電子電路既不受到外界因素的影響,也不會對其他電氣設(shè)備造成干擾影響。但是,在實(shí)際工作過程中,干擾問題難以避免,在一定程度上會影響電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致整個電氣系統(tǒng)癱瘓。因此,為了保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,需要在調(diào)試工作中針對該問題進(jìn)行深入探究,進(jìn)而采取合理有效的措施。
在電氣設(shè)備的調(diào)試工作中,空間輻射干擾是電子電路干擾中較為常見的一種,僅需要通過空間就可以傳播。依據(jù)影響層面的差異劃分,一般分為兩種類型:一是近耦合干擾,這類干擾主要是針對電子通信中的局部或主要針對電氣設(shè)備中的某一部件進(jìn)行干擾;二是遠(yuǎn)輻射干擾,這類干擾能夠通過空間對電氣設(shè)備中的任何部件產(chǎn)生干擾影響[1],因其傳播介質(zhì)是空間,所以干擾影響更為廣泛。在電氣設(shè)備中,電源電路、信號電路等電子電路都具備一定的空間輻射干擾源,從而使這種干擾可以在電氣設(shè)備中的各個區(qū)域流動傳播,并且能夠通過空間媒介進(jìn)行層級性傳遞,會對整個電子系統(tǒng)造成相應(yīng)的干擾影響,嚴(yán)重時甚至?xí)斐烧麄€電氣設(shè)備的癱瘓,使電氣設(shè)備無法正常使用。
電子電路干擾問題還有一種體現(xiàn)為信息通道干擾造成的危害。本質(zhì)上講,信息通道干擾的危害屬于一種電磁干擾,能夠通過電氣設(shè)備中的導(dǎo)線進(jìn)行船舶,導(dǎo)致很多部件都受到了干擾影響。信息通道干擾能夠通過導(dǎo)線進(jìn)行階梯性傳播,對整個電子系統(tǒng)造成的干擾影響十分嚴(yán)重。從實(shí)際層面進(jìn)行分析,造成的危害主要是對電路的影響,如對電源部件造成干擾影響。一般情況下,信息通道干擾會引發(fā)電氣設(shè)備產(chǎn)生自激振蕩問題,甚至?xí)拐麄€電子系統(tǒng)的運(yùn)行癱瘓,極大地降低了運(yùn)行安全性。
電氣調(diào)試中因人為因素而引發(fā)的干擾情況相對較少,分成兩種情況。第一,因部分電子儀器使用不當(dāng)造成的電子電路干擾。例如,沒有正確使用示波器造成的沒有波形產(chǎn)生、波形異常、儀器接地操作不正確造成的干擾等[2]。第二,部分人員在使用設(shè)備時,沒有嚴(yán)格依照規(guī)范進(jìn)行操作,同時沒有對電氣設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)和保養(yǎng),導(dǎo)致電子部件長時間處于較惡劣的環(huán)境,使設(shè)備出現(xiàn)生銹或腐蝕。
電氣調(diào)試中因設(shè)備自身因素導(dǎo)致出現(xiàn)電子電路干擾問題的原因較多,部分電氣設(shè)備中的電子電路因運(yùn)行時間較長,其內(nèi)部部分電子部件會出現(xiàn)老化情況,進(jìn)而出現(xiàn)電子電路干擾。造成這類電子電路干擾問題的原因,具體有以下三方面體現(xiàn)。第一,因電子電路設(shè)計錯誤而造成的干擾。電氣設(shè)備中的電子電路需要通過相應(yīng)的人員進(jìn)行設(shè)計,且不同電氣設(shè)備的應(yīng)用條件不盡相同,一旦在電子電路設(shè)備過程中考慮不周,就會導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計與其實(shí)際應(yīng)用情況不匹配,進(jìn)而出現(xiàn)電子電路干擾。第二,初樣電子電路中存在的干擾。針對初樣電子電路,造成電子電路干擾的原因主要有:電子電路的設(shè)計規(guī)劃與實(shí)際印制板不符合情況、電子電路出現(xiàn)短路或錯線情況、電子變使用不正確造成電路損壞的情況、不同電子部件連接錯誤的情況等。第三,成型產(chǎn)品中存在的電子電路干擾。成型產(chǎn)品中造成電子電路干擾的原因主要有:因電氣設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)電子部件損壞而造成短路或短路的情況、電氣設(shè)備運(yùn)行電壓波動較大的情況、電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境過冷或過熱的情況、焊點(diǎn)虛焊的情況等[3]。
比照法也可以稱為對比法。在電氣調(diào)試過程中應(yīng)用比照法對電子電路干擾進(jìn)行檢測的過程中,需要同處于正常運(yùn)行狀態(tài)下電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對照,包括電壓、電流以及波長等,從而依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果對照分析出現(xiàn)電子電路干擾的電氣設(shè)備,進(jìn)而確定電子電路出現(xiàn)干擾問題的位置,并分析產(chǎn)生干擾的原因。一般情況下,對照法應(yīng)用于簡便電子電路干擾的檢測和排除工作。同時,為了能夠更準(zhǔn)確地找出電子電路出現(xiàn)干擾的位置,可以取出電氣設(shè)備中的部分線路插件,盡可能減少干擾情況的出現(xiàn)范圍,可以應(yīng)用分割法。例如,在電氣設(shè)備中電源出現(xiàn)短路時,可以切斷電源負(fù)載分區(qū),在最短時間內(nèi)找到干擾位置,之后通過檢測電路關(guān)鍵點(diǎn)細(xì)化電子電路干擾的范圍,從而確定出現(xiàn)干擾的位置。
在對電子電路干擾進(jìn)行檢測的過程中,旁路法也是較為常見的一種方法。該檢測方式是將符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的電子部件連接在經(jīng)過短路處理的測試部件上,進(jìn)而對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查,判斷設(shè)備是否處于平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。檢測期間,如果出現(xiàn)電磁波消失的情況,說明該電子部件存在干擾問題。而應(yīng)用補(bǔ)償法對電子電路干擾的檢測較為精密,檢測流程為:設(shè)備出現(xiàn)振蕩情況,要在設(shè)備中選取合適的電子電路位置,并且使電容器接地短路,如果經(jīng)過該操作后振蕩現(xiàn)象消失,則證明該位置存在干擾部位[4]。
通電觀察法主要指設(shè)備在通電狀態(tài)下利用感官察覺的方式對電子電路的干擾位置和造成干擾的原因進(jìn)行分析判斷。一般情況下,它是在不通電感官分析法沒有及時找到干擾位置的前提下對電子電路進(jìn)行通電檢查。該方法對跳火及熔絲問題的檢查效果最佳。同時,在應(yīng)用通電觀察法的過程中,普遍采用逐步加壓的方式。此外,通電觀察法一般還應(yīng)用在實(shí)施設(shè)備維修工作之前的定性測試中,不僅能夠幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)電子電路中存在的干擾問題,還能深入推測存在的干擾問題,進(jìn)而找到產(chǎn)生干擾的原因。
在應(yīng)用信號追蹤法時需要采用示波器,在電路輸入端部位接入相應(yīng)的頻率信號,并依照信號級別,實(shí)現(xiàn)對信號波形變化情況的監(jiān)測。如果監(jiān)測過程中某一級信號出現(xiàn)了大幅度變化,則能初步判斷此級信號產(chǎn)生的干擾情況。在應(yīng)用該方法檢測電子電路中干擾的過程中,必須要切斷反饋回路,從而避免部分電子部件出現(xiàn)干擾或在反饋回路中出現(xiàn)干擾。信號追蹤法在實(shí)際應(yīng)用中能夠高效檢測電子電路中的干擾,且檢測效果良好,被廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備的動態(tài)調(diào)試工作。
電氣設(shè)備中,受到電子電路干擾影響最嚴(yán)重的是部分電磁敏感部件。因此,想要提高電氣設(shè)備的抗干擾能力,首先要提高這些部件的抗干擾能力。具體來講,可以采用合適的方法優(yōu)化這部分電磁敏感部件,如可以在確保邏輯性的基礎(chǔ)上,將電氣設(shè)備中導(dǎo)線的閑置端進(jìn)行接地操作或接電源操作,進(jìn)而提高這部分部件的抗干擾能力。此外,為了防治因線路過載而出現(xiàn)的電子電路干擾情況,可以盡可能使用直徑較大的電源。還能結(jié)合實(shí)際情況在電氣設(shè)備中設(shè)置抗干擾裝置,如利用濾波器對出現(xiàn)的干擾信號進(jìn)行過濾等[5]。
要有效解決干擾問題,還可以抑制電子電路中存在的干擾源和干擾通斷。針對干擾源,最常見的是電源。如果電源出現(xiàn)耦合情況,就會產(chǎn)生一定干擾。因此,實(shí)際工作中可以采用科學(xué)合理的方式處理電源等干擾源,盡可能避免干擾對電氣設(shè)備產(chǎn)生影響。一般情況下,大部分電氣設(shè)備的電源都是全波整流型電源,可以采用控制電壓的方式進(jìn)行抗干擾處理,確保電源運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外,可以利用濾波電源實(shí)現(xiàn)對電壓的長效控制,以達(dá)到更理想的抗干擾效果。針對干擾通道,可以在實(shí)際工作中采用長度較短的短線,進(jìn)而降低遠(yuǎn)距離通信中干擾通道的存在。還能采用無極電容法或?yàn)V波法控制電容,實(shí)現(xiàn)對干擾通道的有效抑制,阻礙干擾的擴(kuò)散傳播。
綜上所述,在電氣設(shè)備的調(diào)試工作中,電子電路的干擾問題較為常見,是調(diào)試工作中倍感困擾的主要問題之一,且具有較高的復(fù)雜性和實(shí)踐性。因此,想要切實(shí)解決電氣調(diào)試中電子電路的干擾問題,相關(guān)工作人員不僅需要及時采取有效的抗干擾措施,還要對電子電路出現(xiàn)干擾的原因進(jìn)行深入分析,從根本上解決電氣設(shè)備調(diào)試工作中存在的電子電路干擾問題,并不斷創(chuàng)新優(yōu)化抗干擾技術(shù),進(jìn)一步提高電氣調(diào)試工作的水平質(zhì)量,為電氣設(shè)備的運(yùn)行提供更穩(wěn)定可靠的保障。