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下面文章首先分析了強(qiáng)弱電一體化的概念,對(duì)于強(qiáng)電對(duì)弱電的干擾和影響加以研究,也論述了強(qiáng)弱電一體化中的防強(qiáng)電干擾技術(shù),只有解決其中的不足,才能夠提升建筑設(shè)計(jì)的智能化水平,應(yīng)該實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電一體化,從而有效提升產(chǎn)品的技術(shù),減少成本和方便制作與施工管理。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)弱電一體化,防強(qiáng)電干擾技術(shù),分析
現(xiàn)代建筑要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性與安全性的目標(biāo),需要不斷提升建筑電氣工程設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量水平。但是在當(dāng)前強(qiáng)電設(shè)計(jì)和施工中還是出現(xiàn)了很多問題,如符合標(biāo)準(zhǔn)與需要系數(shù)不明、配電箱漏電、接地保護(hù)系統(tǒng)不完善等,對(duì)電器系統(tǒng)和人身安全帶來了不利影響。在自動(dòng)化系統(tǒng)與智能建筑的推廣應(yīng)用過程中,開始實(shí)行強(qiáng)弱電一體化,能夠有效優(yōu)化各功能單位的功能與布局,既減少了電氣施工成本,還便于電氣設(shè)備的制作與管理。對(duì)此,我們?yōu)榱顺浞职l(fā)揮出強(qiáng)弱電一體化的作用,需要重視對(duì)防強(qiáng)電干擾技術(shù)的應(yīng)用,保證弱電系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常運(yùn)行。
1強(qiáng)弱電一體化的概述
強(qiáng)弱電一體化主要應(yīng)用了配電技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)。按照系統(tǒng)功能目標(biāo)與優(yōu)化組織目標(biāo),對(duì)各功能單元作出科學(xué)配置與合理布局,能夠具備更高的質(zhì)量和更多的功能,并可以保持穩(wěn)定和減少能源,讓特定功能價(jià)值得以實(shí)現(xiàn),讓強(qiáng)電、弱電整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化。
在現(xiàn)代建筑強(qiáng)電設(shè)計(jì)中由高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力照明干線系統(tǒng)、導(dǎo)線電纜、配電箱系統(tǒng)等構(gòu)成,并滿足安全、靈活、可靠等要求,其中可靠主要是按照用電負(fù)荷等級(jí)作出設(shè)計(jì),以保證供電連續(xù)性為基礎(chǔ)讓供電更加可靠[1]。安全應(yīng)確保設(shè)計(jì)符合安全性要求,靈活則是指主干線要簡(jiǎn)單,減少多余的電氣設(shè)備,防止受到較多的電磁干擾,對(duì)供電質(zhì)量帶來不利影響,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的提升。
2強(qiáng)電對(duì)弱電的干擾與影響
在電網(wǎng)運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)單相接地故障,那么接地點(diǎn)會(huì)形成較大的接地電流,并在電磁耦合、靜電耦合、地中電流傳到等形式下,該電流將為通訊系統(tǒng)帶來干擾,具體干擾程度主要取決于實(shí)際電流的大小,其表現(xiàn)形式主要包括以下幾點(diǎn):音頻干擾、工頻干擾、接觸干擾及縱向電勢(shì)等。
當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障以后,如果電力線和通訊線保持平行走向后,電磁耦合形成的感應(yīng)電壓將為平行走向的通訊系統(tǒng)帶來干擾。若是電力線導(dǎo)線一相、兩相斷線后并通訊線上搭上,會(huì)在導(dǎo)線接觸下為通訊系統(tǒng)帶來干擾,此外電網(wǎng)運(yùn)行期間若是出現(xiàn)中性點(diǎn)位移引起較大位移電壓后,在電容耦合下會(huì)為通訊系統(tǒng)帶來干擾[2]。
在強(qiáng)弱電一體化中,強(qiáng)電為弱電帶來的干擾與影響如下:如果干擾程度較小,則會(huì)對(duì)質(zhì)量帶來影響,電話回路內(nèi)產(chǎn)生雜音,并引起信息失真和誤碼率增加等情況。如果干擾程度較大,還會(huì)為通訊設(shè)備、人身安全等造成巨大威脅,包括通訊設(shè)備絕緣擊穿,造成機(jī)房火災(zāi),引起人員傷亡,導(dǎo)航指揮信號(hào)也會(huì)發(fā)生錯(cuò)亂與誤動(dòng)的情況,將引起各種各樣的事故。由此可見,在強(qiáng)弱電一體化中做好防強(qiáng)電干擾措施具有重要的意義。
3強(qiáng)弱電一體化中的防強(qiáng)電干擾技術(shù)
3.1運(yùn)用隔離方法
通過信號(hào)線入侵是強(qiáng)弱電一體化中強(qiáng)電干擾的主要形式之一,以隔離放大器iso130為例,其為模擬輸入,模擬輸出器件,類似于普通運(yùn)放,能夠保持140db的共模隔離,放大器頻響為85Hz,非線性為0.25%,漂移為1.8mV,購(gòu)買成本也很低。iso130內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬輸入的A/D變換,并作出LED驅(qū)動(dòng)、光電檢測(cè)、D/A變換和放大濾波等處理,本質(zhì)為光電隔離器。
能夠于模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中比照該模式在外部作出A/D變換,把模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào),并通過光電器件進(jìn)行隔離,整形完畢則輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。若是在隔離放大器隔離以后作出A/D變換,本質(zhì)上是先對(duì)模擬信號(hào)作出A/D、D/A再A/D處理,這樣將促使變換的非線性提升。在控制線干擾隔離過程中,也常用到光電器件和繼電器。
3.2運(yùn)用屏蔽方法
在靜電屏蔽過程中,需要將具有良好接地的金屬板插入兩個(gè)相互干擾的導(dǎo)電體之間,為保證磁屏蔽效果,屏蔽材料的導(dǎo)磁率要高。以鐵鎳合金為例,μ在5000~10000之間,為銅或鋁的幾千倍[3]。將一塊金屬板置于電磁場(chǎng)內(nèi),在吸收、反射和內(nèi)部反射作用下,可以發(fā)揮出電磁屏蔽的作用,其中以吸收和反射作用為主。
屏蔽網(wǎng)一般選擇鎳銅合金絲制作為金屬網(wǎng),具備對(duì)約10MHz的電磁干擾形成至少90dB的衰減,為讓屏蔽效果超過100dB,那么需要選擇雙層金屬屏蔽網(wǎng)。強(qiáng)弱電一體化電氣柜中需要使用金屬屏蔽網(wǎng)將弱電系統(tǒng)內(nèi)的小機(jī)柜進(jìn)行封閉,并對(duì)接縫、信號(hào)線出入口等問題進(jìn)行處理,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)電磁屏蔽效果的提升。
3.3運(yùn)用多層屏蔽變壓器現(xiàn)階段一般選擇帶靜電屏蔽的電源變壓器,對(duì)隔離交流共模干擾進(jìn)行隔離,在(1)圖內(nèi)輸入共模干擾VN1,則次級(jí)繞組形成的干擾電壓計(jì)算公式如下:①122122NECVCC=+在①式中C2E為二次側(cè)的對(duì)地電容,則為:②2021202101ENNEEZCVVCCZjwC=⋅⋅++在②式中ZE是屏蔽繞組的接地阻抗,因?yàn)閆E較小,所以VN2也隨之減小,當(dāng)頻率增加以后,C10阻抗減小,VN2將變大。可見使用這種屏蔽變壓器的時(shí)候,將對(duì)低頻共模干擾產(chǎn)生抑制作用,而不能用于高頻共模干擾中。當(dāng)存在高頻干擾的時(shí)候,可以選擇多層屏蔽變壓器,并和浮地保護(hù)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,能夠獲得良好的效果。
3.4運(yùn)用雙層屏蔽浮地技術(shù)將雙層屏蔽浮地技術(shù)應(yīng)用到強(qiáng)弱電一體化電氣柜中后,弱電系統(tǒng)電源變壓器為雙層屏蔽。第一層屏蔽層與機(jī)柜相接,若是與交流濾波模塊相接,在接地點(diǎn)上要和接機(jī)柜保持相同點(diǎn)。
第二屏蔽層與弱電系統(tǒng)機(jī)殼相接,機(jī)殼和機(jī)柜均為絕緣體,同時(shí)使用具備電磁屏蔽性能的材料封閉制成,電源變壓器次級(jí)測(cè)地和弱電回路公共線都不接地,并保持浮地狀態(tài)[4]。讓外部共模干擾信號(hào)經(jīng)第二屏蔽層和機(jī)柜形成回路,這樣共模噪聲電流就較小,有效減輕了為弱電部件帶來的影響。雙層屏蔽具備對(duì)電源引入共模干擾的抑制作用,由理論分析可知,采用這樣的方法能夠讓交流共模抑制處于120~140dB的水平。
4結(jié)語(yǔ)
總之,在自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電一體化,需要在防強(qiáng)電系統(tǒng)干擾弱電系統(tǒng)上不斷提升技術(shù)水平。由于強(qiáng)弱電系統(tǒng)在一個(gè)電氣柜中安裝,強(qiáng)電回路與弱電回路相關(guān)距離很短,經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)連線相互交錯(cuò)的情況,從而進(jìn)一步增加了強(qiáng)電系統(tǒng)為弱電系統(tǒng)造成的電磁干擾。基于此通過采用本文提出的方法,在實(shí)踐中未出現(xiàn)強(qiáng)電為弱電帶來干擾的情況,各項(xiàng)設(shè)備器件均能正常運(yùn)轉(zhuǎn),可見這些措施都是有效的,能夠在實(shí)踐中大力推廣使用。
參考文獻(xiàn)
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推薦期刊:智能建筑電氣技術(shù)(雙月刊)創(chuàng)刊于2002年,是由中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院主管、亞太建設(shè)科技信息研究院主辦、入選《中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)》的綜合性專業(yè)國(guó)家級(jí)正式技術(shù)刊物。
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