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1、EMC和电气安装,张俊杰起重行业经理,内容构成,什么是EMC,1,EMC标准,2,EMC现象,3,现场安装,4,内容构成,什么是EMC,1,EMC标准,2,EMC现象,3,现场安装,4,为什么要关注EMC,继水质污染、大气污染、噪声污染之后，电磁污染已被世界公认为第四大污染,什么是电磁兼容,“the ability of an equipment or system to function satisfactorily in its electromagnetic environment without introducing intolerable electromagnetic distu
2、rbances to anything in that environment.”,设备或者系统在其电磁环境中能正常工作，而且不会为该环境中任何设备带来不可忍受的电磁干扰。,人不犯我，我不犯人，人若犯我，我得忍着！,生活中，电磁兼容无处不在,电磁干扰问题越来越受关注,上海闵行区畹町路假日风景小区上千业主维权受辐射问题困扰，沪杭磁悬浮该不该停建移动TD建网困难，市民担心基站辐射干扰器能让车钥匙失灵，锁车请留意神秘黑手网络疯传用微波炉致癌，专家称无科学根据,电磁干扰导致的问题,通讯故障接口损坏干扰模拟量测量异常误动作或误报警元器件烧毁设备失控,常见的干扰源,EMC的问题从何而来,系统所处的环境具有
3、不同的外部条件，很难预料不同的元器件对于噪声干扰和射频干扰的反应各不相同。有时现场安装人员缺乏经验。设备的开发者应遵从EMC要求，但是很少有人能够作到。,为什么EMC问题很难及时被发现,由于调试工作有时间限制和费用限制，调试工程师很难在调试阶段发现所有问题。另外还有以下因素：车间设备频繁启停软件的编制处在不断完善和优化的过程中有些车间设备正在拆除有其他公司的参与EMC 问题通常在干扰严重时才会被发现，也就是说在日常生产过程中。,问题出现后从何入手？,硬件?,软件?,EMC?,误操作?,分析导致故障的原因？,怎么办？,现场可能出现的情况：更换有可能导致故障的硬件，这样可以安抚用户。检查软件，但没
4、有发现任何问题。在作测试时，未能使用合适的设备和手段。讨论用户是否遵守各种安装原则。给用户的建议都已实施，但仍无法解决问题。,怎么办？,需要一位能够创造奇迹的EMC专家仔细观察车间构造。人为再现故障原因，例如：脉冲静电放电步话机或移动电话信号质量测试,如果测试人员经受过适当培训并具备丰富的经验，在这些测试之后会得到非常可靠的结论。,更好的办法,在系统设计之初就进行EMC分析。有一个针对性非常明确的实际安装原则。配置工程师需要根据现场反馈优化设计。调试工程师必须具备尽快发现EMC问题的能力。在调试过程中发现的任何疑点，都要经过EMC测试,内容构成,什么是EMC,1,EMC标准,2,EMC现象,3
5、,现场安装,4,电磁兼容组织、标准及认证,国际电工技术委员会(IEC)1906任何独立国家都可以成为该委员会成员。这个国家应该建立一个国家委员会或者指定一个适当的研究机构来代表它国际无线电干扰特别委员会(CISPR)1933CISPR是IEC的下属机构，但是这个委员会是IEC用字母符号表示而不用数字表示的唯一委员会国际电信联盟(ITU)1865年20个国家在巴黎召开第一次会议，产生了第一个电信方面的公约和第一个电报规则1947年该联盟已成为联合国的一个专门机构,电磁兼容组织、标准及认证,国际无线电咨询委员会(CCIR)1929国际电信联盟的下属机构，其职责是研究与无线电通信有关的技术和运营问题
6、，并在这方面拟定建议国际无线电科学联盟(URSI)1919国际科学联合会(ISCU)的组织机构IEEE电磁兼容专业学会(IEEE EMC-S)19641964年跨国电气电子工程师学会将无线电工程师学会的射频干扰学报改名为跨国电气电子工程师学会电磁兼容学报1978年电磁兼容学组改名为电磁兼容专业学会,电磁兼容组织、标准及认证,电磁兼容组织、标准及认证,电磁兼容组织、标准及认证,电磁兼容组织、标准及认证,电磁兼容组织、标准及认证,内容构成,什么是EMC,1,EMC标准,2,EMC现象,3,现场安装,4,EMC简介频谱,一些重要的公式,共模干扰,差模干扰,EMC耦合机制,耦合机制,公共阻抗耦合,决定
7、因素公共阻抗,电容耦合,决定因素频率线缆距离及平行长度干扰电压,电感耦合,决定因素频率线缆距离及平行长度干扰电流,场耦合,常见的EMC干扰,静电放电,静电的本质是电势差引起的电荷转移,静电放电的过程,静电的危害,影响静电放电的因素,材料相对湿度,静电的防护措施,施耐德手册中与静电相关的描述,电快速瞬变脉冲群,Electrical fast transient EFTIEC61000-4-4caused by transient currents(commonly called arcing)during a make or break of contact.,EFT干扰特性,实测contact
8、or开断时的干扰,EFT干扰的危害,通信错误或停止数字量误动作模拟量超差或溢出HMI/LED 不停闪烁,添加 RC 元件或二极管,浪涌,SurgeIEC61000-4-5浪涌的起因,浪涌的特点,雷击的保护,与电源相关的网络,与信息相关的网络,避雷器放掉初始雷击电流。它直接安装在建筑物边缘,涌浪抑制器通常安装在被保护的器件旁边。,（大电流保护）,避雷器,（细微的保护）,涌浪抑制器*),*)或者是涌浪抑制器,其他干扰,衰减振荡波,射频辐射干扰,磁场干扰,内容构成,什么是EMC,1,EMC标准,2,EMC现象,3,现场安装,4,案例分析,5,错误的机柜布局,敏感设备与干扰设备在同一机柜,敏感设备与干
9、扰设备在不同机柜,机柜和电缆敷设,元器件安装指导原则所有元器件应按制造厂规定的安装条件进行安装组装前首先看明图纸及技术要求检查产品型号、元器件型号、规格、数量与图纸是否相符、有无损坏元器件组装顺序应从板前视，由左至右，由上至下同一型号产品应保证组装一致性面板、门板上的元件中心线的高度应符合规定保证操作方便、维修容易标号应完整、标号粘贴位置应明确、醒目,机柜和电缆敷设,元器件安装指导原则对于发热元件(例如管形电阻、散热片等)的安装应考虑其散热情况，安装距离应符合元件规定。额定功率为75W及以上的管形电阻器应横装，不得垂直地面竖向安装安装因振动易损坏的元件时，应在元件和安装板之间加装橡胶垫减震保护
10、接地连续性保护接地连续性利用有效接线来保证。柜内任意两个金属部件通过螺钉连接时如有绝缘层均应采用相应规格的接地垫圈并注意将垫圈齿面接触零部件表面（图红圈处），或者破坏绝缘层,机柜和电缆敷设,一次回路布线一次配线应尽量选用矩形铜母线 接地铜母排的截面面积电柜进线母排单相截面面积除2,右图为错误接法,接地母排与接地端子,机柜和电缆敷设,一次回路布线电缆与柜体金属有摩擦时，需加橡胶垫圈以保护电缆,正确,错误,机柜和电缆敷设,一次回路布线电缆连接在面板和门板上时，需要加塑料管和安装线槽。柜体出线部分为防止锋利的边缘割伤绝缘层，必须加塑料护套,正确,错误,机柜和电缆敷设,机柜和电缆敷设,减小环路面积,机
11、柜和电缆敷设,电缆布设规则,电源的连接,干扰设备与敏感设备的电源连接,电源的连接,直流电源的连接,变频器的共模电流,变频器,DC,电机,共模电流,共模电流在金属构架、PEN、PE和屏蔽等产生电压降。,变频器的共模电流,变频器,DC,电机,共模电流仍在变频器与变压器之间流动。,屏蔽层,电机与变频器间的共模电流由于肌肤效应通过屏蔽层流回变压器的零线。,变频器的共模电流,DC,几乎没有共模电流,金属外壳,变频器,电机,屏蔽层,屏蔽层,电机与干线电缆之间的共模电流通过屏蔽层和变压器的零线构成回路。,变频器的共模电流,DC,良性连接,变频器,电机,屏蔽层,滤波器,共模电流在电机、变频器及滤波器之间流动。
12、进线电缆上的共模电流大大降低。,电缆屏蔽,屏蔽电流有不同的来源,i,V,i,i,Ck,来自电位差的屏蔽电流。,随时间变化的磁场产生的屏蔽电流。,电容耦合产生的屏蔽电流。,电缆屏蔽,单端接地和双端接地主要的影响因素为干扰源的频率单端接地主要应对低频干扰如果干扰频率10KHZ，则采用双端接地,通常金属片屏蔽层的传输阻抗不如编织的屏蔽层，其效果相差510倍。,电缆屏蔽单端接地,屏蔽电缆的单端接地对于避免低频电场的干扰是有帮助的。或者说它能够避免波长远远大于电缆长度L的频率干扰。电缆屏蔽层单端接地能够避免屏蔽层上的低频电流噪声。这种电流在内部导致共模干扰电压并且有可能干扰模拟量设备。屏蔽层的单端接地对
13、于那些对低频干扰敏感的电路（模拟量电路）来说是可取的。连续测量值的上下波动和永久偏差表示有低频干扰。,L,20,电缆屏蔽单端接地,一个模拟量电路只能有一点连接在参考点上。在本例中，屏蔽层连接到该点,V,机壳 1,机壳 2,屏蔽层和机壳2之间的电位差为V，信号线与电缆屏蔽之间的电压降也是同等大小。,电缆屏蔽单端接地,错误的屏蔽层连接会造成屏蔽层和信号线之间的电位差，从而在分布电容上产生一个变化的电流（屏蔽信号线）,V,电缆屏蔽双端接地,由于模拟量模块使用了脉冲技术（例如：处理器和A/D转换器集成在同一模块中），建议将模拟量信号彼此间屏蔽，确保正确的等电位绑定偶尔的功能失灵表明有高频干扰。除去电缆
14、的端点以外，屏蔽层多点接地是有利的不要将屏蔽层接在插针上电缆屏蔽使电缆的电容增加。因此会减少从调节执行机构到电机的电缆最大长度（例如：大约2030）。补救措施-使用输出电抗器,电缆屏蔽,is,is,屏蔽电流会流过模块。,不好,屏蔽电流连接到金属片（本地接地）,好一些,金属片,电缆屏蔽信号转接盒,塑料机壳,绝缘或者接地屏蔽总线,塑料安装背板,金属安装背板（本地接地），隔离或者接地。,塑料外壳,对于模拟量，请先检查多点接地是否合理！如果有良好的等电位绑定，这是首选方案。,屏蔽,电源电缆,模拟量,数字量（控制电缆）,数据,低频和高频敏感信号，例如视频信号,电气隔离，例如光电耦合器，隔离放大器等,屏蔽层单端接地,屏蔽层大面积双端接地,外屏蔽层大面积双端接地的三轴电缆，内屏蔽层单端接地。,无屏蔽层,电气隔离并且在等电位绑定良好的区域内，屏蔽层大面积双端接地。,？,善用其效，尽享其能,
