基于控创 Passau60通信管理机的变电站综合自动化(2)

2.2 EMC防护

众所周知，变电站中电磁环境是比较复杂的，这些电磁干扰主要来自高压设备操作、低压交直流回路内电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电气设备周围的静电场、电磁波辐射和输电线路或设备短路故障所引起的瞬变过程等。这些干扰可能通过空间辐射和线路传导的途径进入IPC，从而引起系统出现工作不稳定、误动作、死机等现象，严重的可能会损坏IPC内部的电子器件。即使IPC本身的成本不高，但某些故障所产生的后果往往是难以接受的。

Passau60在设计上完全考虑到了电力行业中复杂的电磁环境，通过各种措施对系统进行防护，现介绍如下：

地的处理

Passau60系统包含三个不同的“地”，即机壳地、信号地和数字地。机壳地也就是系统的保护地，通过电源的地线与大地连接，是干扰信号的主要泄放通道。

串口信号的地与保护地是绝缘的，这样是考虑到通信对端的信号地有可能与大地绝缘。但串口的所有信号与保护地之间安装了ESD和浪涌保护器件，一旦出现异常的干扰信号，会立即被导入大地，从而避免对后端器件造成影响。

Passau60的数字地与保护地、信号地之间都有高压隔离器件，即使外部电磁环境非常恶劣，内部数字电路仍可不受影响地正常工作。

阻挡与疏导并用

在处理好三个“地”的关系后，Passau60就可采用“阻挡”与“疏导”并用的方法将电磁干扰完全消除。

“阻挡”的办法也是从抗辐射和抗干扰两个思路出发，使用了机箱屏蔽、电源隔离、信号隔离的方法。Passau60的机箱使用的是1.5mm的钢板，无论是对大功率工频磁场还是高频电磁波均有很好的屏蔽作用，这样就阻断了辐射干扰的路径。同时Passau60在电源接口、网络接口和串口均采用了高压隔离的器件，即使外部产生了高压干扰，也不会传导到内部的数字电路，这样就切断了传导干扰的传输。另外电源接口还设计了滤波器，可以为内部的AC/DC适配器提供纯净的工频电源，同时也能避免开关电源产生的干扰传导到外部供电线路中。

当然如果只采用阻挡的办法不够的，这其实是系统的最后一道防线。Passau60在设计上主要依靠“疏导”的策略，在电源、和串口都设计了高等级的浪涌防护器件，同时所有的接口均有高等级的ESD防护器件。而电源、串口和网络接口与内部电路是隔离的，它们的泄放通道也是保护地，这样无论是对电磁信号的 “阻挡”还是“疏导”均不会对内部电路造成任何影响。

结论

Passau60在方方面面采用的这些措施和手段不可避免地增加了一些成本，但其在性能和稳定性方面的提升则是巨大的。而正是因为Passau60采用了全面的可靠性设计，才顺利通过了国家电力科学院电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心的严格认证，达到了EMC和环境等各项测试的高等级标准，成为电力系统相关工控机设备的最佳选择之一。综上所述，Passau60完全可以承担变电站综合自动化系统中关键的通信、控制及数据存储任务。