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工業安全

皮爾磁:GB/T 5226.1— 有效減少電磁干擾的措施

  2020年08月26日  

  復雜和惡劣的工業環境中存在著各種電磁波,電磁波與電子元件作用會產生干擾現象,稱為電磁干擾(EMI),一般分為傳導干擾和輻射干擾兩種形式。閃電、開關操作、短路和電磁現象引起的電流很有可能會引起過電壓和電磁干擾,因此標準要求工業機械中的電氣設備必須符合電磁兼容性(EMC)的要求。

什么是電磁兼容性(EMC)?

  電磁兼容性(EMC)是指設備或系統在電磁環境中符合要求運行并不對環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾(也有的叫電磁騷擾)的能力。因此EMC包括兩方面的要求:一方面電氣設備自身產生的電磁騷擾不應超過電氣設備預期使用場合允許的水平;另一方面指設備對所在環境中存在的電磁騷擾應該也有一定的抗干擾水平,以保證電氣設備在預期使用環境中可以正常地運行。

EMC電磁兼容性測試一定要做嗎?

  B/T 5226.1-2019要求電氣設備必須要進行抗擾度和/或發射試驗,但滿足下列條件的除外:

  ● 在相關產品標準或通用標準(無產品標準時)規定的預期EMC環境中使用,且采用的裝置或元件本身符合EMC要求。

  ● 電氣安裝和布線與裝置和元件供方提供的關于相互影響的說明一致,(電纜,屏蔽,接地等)或當供方無此說明時,參考GB/T 5226.1-2019標準中附錄H的要求。

  也就是說,如果電氣設備元器件本身符合EMC的要求,應用于預期的EMC環境中,而且在安裝布線方面,按照元器件供應商提供的關于EMC的說明(如果元器件供應商沒有提供相關說明,按照GB/T 5226.1-2019標準附錄H的要求)進行,則可以不進行設備的抗干擾實驗。

GB/T 5226.1-2019的附錄H

  附錄H是GB/T5226.1-2019較上一版本新增的內容,詳細描述了在安裝和布線的過程中,減少電磁干擾(EMI)的主要措施,以下內容摘自標準原文:

  a) 安裝浪涌保護裝置和/或濾波器

  b) 電纜可導電護套管宜連接至保護連接回路

  c) 通過選擇動力、信號和數據電路的共有線路并保持電路分離,以避免感應回路

  d) 動力電纜宜與信號或數據電纜保持隔離

  e) 為減少感應電流流入保護導體,使用同軸電纜

  f) 電動機和變換器之間的電氣連接,使用對稱多芯電纜(例如:含有單獨保護導體的屏蔽電纜)

  g) 根據制造商說明書的EMC要求使用信號和數據電纜

  h) 減少流過接地的屏蔽信號電纜或數據電纜的電流,可能有必要安裝旁路導體

  i) 布線盡可能短,等電位聯結有盡可能低的阻抗,適當場合使用編織線傳導更高的頻率

  j) 電子設備接地參考電壓由功能接地導體提供,對于工作在高頻的設備,接地聯結應盡可能短。

深度解析 & 通俗翻譯

  標準中的描述比較專業,本文選擇其中的一點進行詳細的解釋,希望能夠做到讓大家“一看就懂”。

  c)通過選擇動力、信號和數據電路的共有線路并保持電路分離,以避免感應回路

  這個要求主要的關鍵詞是“分離”,可以理解為保持足夠的距離,就可以避免互相干擾,但是工業應用環境下的空間是有局限性的,顯然需要為距離設定一個最小的限值,附錄H中給出了分離距離的要求,如表H.1所示:

  ● 動力電纜和數據電纜之間的分離距離應符合表H.1和圖H.2,H.3的要求

  從表H.1中可以看到,電纜托架(也有人稱之為“電纜橋架”)越“實在”,所需的分離距離越小,完全實心的電纜托架,動力電纜和數據電纜之間的分離距離可以為0。

  在實際應用中,垂直隔離或者水平隔離的方式比較常見。

  圖H.2展示的是垂直隔離的方式,比較直觀,不同種類的電纜“分層”走線,實現分離的目的。圖H.3展示的是水平隔離的方式,水平隔離則是在同一個電纜托架中確保不同電纜之間的隔離距離或者是直接在電纜托架中增加隔板。

  相鄰電纜托架或電纜通道系統水平或垂直分離的距離也需要滿足表H.1給出的最小分離距離的要求。

     ●  U型電纜托架因磁場在兩角附近減弱,須優先選擇深側墻

  電纜托架靠近兩角的位置磁場越弱,因此電纜一般優先選擇靠近兩角的位置走線,將不同類型的電纜放置于不同的角,實現“物理分離”。電纜托架越“深”,其磁場較弱的區域越大,且位置越深磁場越弱,所以推薦電纜選靠深側墻放置。

  ●  金屬電纜托架或電纜通道系統由若干元素構建,應確保相鄰元素之間有效聯結的連續性,所有互連宜有低阻抗

  簡而言之,電纜托架之間的連接不要留有空隙以保證相互之間聯接的連續性和低阻抗,實現有效的“分離”。

  ●  金屬電纜托架需穿過防火屏障的墻體,要求中斷金屬電纜托架而穿過建筑結構的場合,在兩金屬部分之間宜提供低阻抗的互連

  有了上面的注釋,相信這一條大家理解起來就比較清楚了。

  電磁干擾導致的不良后果多種多樣,比如可能使靈敏的電子設備因過載而損壞、可能騷擾或損害過程監控、控制和自動化系統等。參考GB/T5226.1-2019中的要求,采取有效的措施減少電磁影響,才能確保電氣設備在預期的使用環境中正常地運行,少出故障。

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