第二章-3-通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施

第二章配電自動(dòng)化的通信系統(tǒng)主講人：周英華QQ:1055455616常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院3配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施（重要）（1）外界是否增加了干擾（2）線路是否存在問(wèn)題（包括屏蔽線）（3）通信用電源是否完好（4）采用的通信方式是否適用當(dāng)前場(chǎng)所（一般很難改變）

3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第2頁(yè)問(wèn)題1：在運(yùn)行與維護(hù)過(guò)程中通信不暢可能有哪些原因？注：最令我們難忘的問(wèn)題一定是那種一會(huì)好一會(huì)又不好的故障?。?！1）過(guò)電壓（雷擊+操作過(guò)電壓）2）電磁場(chǎng)（電場(chǎng)+磁場(chǎng)）3）環(huán)境條件（溫度、海拔、腐蝕性等）4）其他

3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第3頁(yè)（1）外界干擾1）過(guò)電壓形式及其危害雷電引起的過(guò)電壓，叫做大氣過(guò)電壓。這種過(guò)電壓危害相當(dāng)大。大氣過(guò)電壓可分為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓兩種基本形式。直擊雷：當(dāng)雷云在周圍電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到使空氣絕緣破壞的程度時(shí)，空氣開(kāi)始游離，形成導(dǎo)電性的通道，通道從云中帶電中心向地面發(fā)展。當(dāng)距離地面達(dá)某一高度時(shí)，先導(dǎo)通道就沿其頭部至感應(yīng)電荷集中點(diǎn)的方向連續(xù)發(fā)展，直至放電。若對(duì)線路或設(shè)備放電，則線路或設(shè)備就稱為被雷擊，那么線路或設(shè)備遭受雷擊時(shí)，將通過(guò)很大的電流，由此產(chǎn)生的過(guò)電壓稱為直擊雷過(guò)電壓。感應(yīng)雷：帶電雷云接近通信線路時(shí)，強(qiáng)大的電場(chǎng)在導(dǎo)線上產(chǎn)生靜電感應(yīng)。由于帶有負(fù)電荷雷云的存在，束縛著導(dǎo)線上的正電荷。當(dāng)雷云對(duì)導(dǎo)線附近地面地物放電后，雷云電荷被中和而失去對(duì)導(dǎo)線上電荷的束縛作用，電荷便向?qū)Ь€兩側(cè)流動(dòng)。由此而產(chǎn)生的過(guò)電壓稱為感應(yīng)過(guò)電壓。3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第4頁(yè)(1）外界干擾1）過(guò)電壓形式及其危害

操作過(guò)電壓：通信線路周圍的出現(xiàn)以下動(dòng)作1、空載線路的切除與合閘而引起的過(guò)電壓；2、電弧接地過(guò)電壓；3、大型電力負(fù)載空載變壓器切除或合閘形成的過(guò)電壓；4、周邊大型接觸器、斷路器的勵(lì)磁線圈動(dòng)作產(chǎn)生的過(guò)電壓；5、等

3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第5頁(yè)(1）外界干擾1）過(guò)電壓形式及其危害過(guò)電壓形成的危害：機(jī)械效應(yīng)：如雷擊過(guò)電壓產(chǎn)生巨大的放電電流，形成大的作用力在通

信線路上，導(dǎo)致線路損壞。熱效應(yīng)：過(guò)電壓產(chǎn)生巨大的放電電流導(dǎo)致熱量的產(chǎn)生，可燒斷線路、

燒毀設(shè)備、造成火災(zāi)電磁效應(yīng)：產(chǎn)生過(guò)電壓、過(guò)電流，可擊穿電氣絕緣、絕緣子閃絡(luò)，造

成線路故障，引起繼電保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)線路開(kāi)關(guān)，電源停電等。3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第6頁(yè)(1）外界干擾2）電磁場(chǎng)（電場(chǎng)+磁場(chǎng)）電磁場(chǎng)類型：磁場(chǎng)：通信設(shè)備及線路周圍的電磁場(chǎng)對(duì)通信形成危害，如大型變

壓器、高壓輸電線路、鐵磁礦山等產(chǎn)生的磁場(chǎng)；電場(chǎng)：大型靜電復(fù)印、負(fù)氧離子機(jī)、靜電除塵、電暈放電等產(chǎn)生

電場(chǎng)。電磁場(chǎng)對(duì)通信的危害：通信速率；碼元畸變；參考電壓等3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第7頁(yè)(1）外界干擾3）環(huán)境條件溫度及其影響：大的溫度變化導(dǎo)致線路的受力變化；絕緣層性能的變換；線路阻抗的變化等。（真實(shí)事情，本人在東北（零下30度）將程序?qū)懭隓SP系統(tǒng)，用了1小時(shí)，正常時(shí)不用1分鐘，具體原因解釋不清楚）海拔及其影響：

海波會(huì)對(duì)空氣的絕緣產(chǎn)生影響；高海波會(huì)伴隨紫外線增強(qiáng)，即電磁場(chǎng)增強(qiáng)等。腐蝕性及其影響：系統(tǒng)周邊的腐蝕性會(huì)對(duì)絕緣、導(dǎo)體等產(chǎn)生影響。3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第8頁(yè)(1）外界干擾1）機(jī)械力

導(dǎo)線可能受到外來(lái)各種力的作用而影響通信。2）接頭接頭處可能松動(dòng)、銹蝕、受潮等影響性能。注意導(dǎo)線的接法。3）屏蔽層

屏蔽層要保證可靠接地，短線兩端接地，長(zhǎng)導(dǎo)線一端接地，雙層屏蔽錯(cuò)開(kāi)接地（一般）。接地線注意分開(kāi)，電源地、屏蔽地、防雷地、數(shù)字地與模擬地要正確處理。4）絕緣（保護(hù)層）

絕緣保證良好，不要受潮、破損、受熱等。5）阻抗電阻？？？？？？？？？？？

如RS232內(nèi)部的100歐姆電阻、同軸電纜的終端電阻等不可缺失。6）敷設(shè)方式

注意強(qiáng)弱電分開(kāi)敷設(shè)、保持一定的距離，盡可能不要長(zhǎng)距離平行敷設(shè)等。

3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第9頁(yè)（2）線路是否存在問(wèn)題（包括屏蔽線）1）可靠性

保證通信電源與配電系統(tǒng)電源的隔離，條件允許加隔離變壓器。合理處理通信電源與配電系統(tǒng)電源的接地，避免殘壓影響通信電源。2）電源質(zhì)量

通信電源大多是直流電源，要注意質(zhì)量、尤其是紋波不能過(guò)大。電源長(zhǎng)時(shí)間使用、內(nèi)部器件可能老化導(dǎo)致紋波分量增大。

3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第10頁(yè)（3）通信用電源是否完好（4）采用的通信方式是否適用當(dāng)前場(chǎng)所（一般很難改變）1）有線與無(wú)線的區(qū)別2）模擬與數(shù)字通信的區(qū)別3）通信方式的區(qū)別，如RS232通信距離只有15米，USB只有5米，過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。4）通信規(guī)約的區(qū)別（如是否具有糾錯(cuò)能力等）以上各種通信方式在運(yùn)行與維護(hù)時(shí)一般很難改變，大多只能在建設(shè)新系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行考慮。

3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第11頁(yè)問(wèn)題2：采用怎樣的措施來(lái)保證通信可靠？（1）防雷措施得當(dāng)（2）線路敷設(shè)合理（3）防止外部干擾（4）采用抗干擾方式3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第12頁(yè)1）直接雷防護(hù)

采用避雷針、避雷線等引雷設(shè)施，避免雷擊電源及通信系統(tǒng)。2）感應(yīng)雷防護(hù)

在電源及通信系統(tǒng)適當(dāng)部位采用避雷器、放電間隙等3）內(nèi)部過(guò)電壓防護(hù)

在存在內(nèi)部操作過(guò)電壓部位裝設(shè)浪涌保護(hù)器，續(xù)流二極管等

。4）接地處理

對(duì)防雷接地、工作地、屏蔽地做正確的處理。避免相互干擾。（1）防雷措施得當(dāng)（du/dt;di/dt盡可能?。?通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第13頁(yè)1）敷設(shè)方式合理

避免與強(qiáng)電線路平行，距離合適；避免線路通過(guò)強(qiáng)電磁場(chǎng)區(qū)域、受潮、受熱、受力及機(jī)械損壞。2）線路施工正確

接線方式正確、工藝得當(dāng)；屏蔽線接地螺栓的壓實(shí)；線路的松緊及支撐方式；相關(guān)阻抗是否缺失等。（2）線路敷設(shè)合理3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第14頁(yè)1）清理外部干擾源

盡量減少外部干擾源，包括電磁場(chǎng)、熱、力等各種因素。2）改良通信線路性能

在不能去除外界干擾源時(shí)，提高自身性能，如采用更好的通信線、更換不良元器件、設(shè)置更好的濾波參數(shù)、降低波特率等。（3）防止外部干擾3通信系統(tǒng)的抗干擾及其保護(hù)措施2024/3/4第15頁(yè)1）改變通信方式如改電通信為光通信；采用擴(kuò)頻技術(shù)；提高載波頻率；改模擬為數(shù)字通信等。2）采用更好的通信規(guī)約a)循環(huán)檢錯(cuò)法如發(fā)：010，連續(xù)發(fā)5次，三次以上都是010，則認(rèn)為是010b)檢錯(cuò)重發(fā)法如發(fā)：010增加一位校驗(yàn)位（奇），0101講解c)前向糾錯(cuò)法如0110010110010110011連續(xù)發(fā)三次d)反饋糾錯(cuò)法發(fā)010接收端原封不動(dòng)發(fā)回，發(fā)送端送到確認(rèn)正確告知接收端e)混合糾錯(cuò)法如前向糾錯(cuò)法中接收到3次的數(shù)據(jù)都不一樣，通知發(fā)送方重發(fā)。（4）采用抗干擾方式抗干擾編碼：就是對(duì)要傳送的信息進(jìn)行加工，按預(yù)定的規(guī)則附加若干監(jiān)督碼元，使它具有一定的特征，在接收端則按約定的規(guī)則對(duì)收到的碼進(jìn)行檢驗(yàn)，從而檢查出錯(cuò)誤，