化工装置电气仪表设备安装抗干扰的问题及处理

化工装置电气仪表设备安装抗干扰的问题及处理

刘广波 崔世涛

莘县华祥盐化有限公司 山东 莘县 252429

摘要：本文将从当前化工装置电气仪表的概况出发，阐述安装电气仪表设备中存在的主要干扰问题，对抗干扰处理电气仪表设备的有效路径进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，及时找出安装电气仪表设备的干扰问题并采取相应的抗干扰处理举措，从而使化工装置仪表免受干扰，保证其正常稳定运行。

关键词：抗干扰；电气仪表；化工装置

引言：近些年，化工企业得到了空前发展，特别是在化工自动化方面，更多的化工装置设备开始使用集成电路、半导体器件。然而，工作人员使用化工装置仪表过程中，经常会遇到电磁干扰、电气噪声，化工装置仪表对其表现出一定的敏感性。从这个角度来看，有必要研究抗干扰处理电气仪表设备的有效路径。

一、当前化工装置电气仪表的概况

化工装置电气仪表是化工企业常用的工具，在长期发展中，化工装置仪表广泛运用了电子监控系统、集成电路与半导体器件等，但其会因受到较大的电磁干扰影响而无法得出准确数据，导致化工装置仪表出现读数不精确、信号畸变、设备损坏等多种问题。在这一背景下，更多的化工企业开始重视化工装置仪表的抗干扰处理。

二、安装电气仪表设备中存在的主要干扰问题

在化工企业中，安装电气仪表设备存在的主要干扰问题就是电磁干扰问题。从干扰源来看，外部干扰问题最主要的来源是输电线路、电气设备在空间中形成的电磁场，这种干扰源属于外部干扰源，也就是电气干扰，包括感应干扰、射频干扰、工频干扰三种主要类型^[1]。从输入干扰途径来看，仪表电路和多种干扰信号之间会通过电感耦合、电阻耦合、电容耦合等途径耦合。

三、抗干扰处理电气仪表设备的有效路径

（一）运用干扰抑制技术

化工装置仪表受到干扰后，其自身的正常运行和使用便会遭受影响，给工作人员各项化工工作的开展带来一定阻碍。伴随科学技术的进步、发展和更新换代，尤其是化工领域的科学技术发展与进步，出现了多种实用的干扰抑制技术，运用这些技术后，化工装置仪表的抗干扰水平将会得到极大的提升。

1.平衡抑制技术

该技术主要借助化工装置仪表电路中存在的平衡关系，使信号相同的两根导线产生的干扰电压保持一致，这样能够自行抵消两个导线上的干扰电压负载。运用该技术后，化工装置仪表外电路受到的各种电磁干扰可以被明显抑制。工作人员可将双绞线运用于化工装置仪表，作为一种有效的平衡电路结构，双绞线可以使电路的平衡得以实现，从而对外电路电磁干扰进行抑制。

2.接地抑制技术

接地抑制技术的核心是和地面拥有相同电位。客观来讲，地电位具有明显的复杂性，地面自身往往存在多个电位，不同电位有着不同的差异，即便是接地走线、接地排、系统测试线、电子设备线，也会因多个接地电流流通而导致相同接地系统的多个电位无法保持一致，进而让化工装置仪表受到干扰。要想使干扰被尽可能地减弱，工作人员应积极运用接地抑制技术，确保多个电位能够一点接地。

3.物理抑制技术

化工装置仪表可运用物理抑制技术进行抗干扰处理。首先，为了降低噪声，工作人员应适当增加动力线和干扰源、信号导线和电子装置间的距离。对于部分化工装置仪表来讲，其自身存在着布线空间和组装设备等方面的局限性，因此工作人员在实际中应尽力而为。

其次，化工装置仪表中存在诸多强信号导线、弱信号导线，工作人员在正常情况下应防止二者的铺土为平行状态，严禁在相同线束里同时捆扎二者，更不可对二者使用相同电缆。

再次，若某一信号电路存在两根导线，那么这两根导线应在相同电缆里铺设。同一接地线不可由强电系统、弱信号电路共同使用，铺设测量电路导线和弱信号电路地线的工作应同时进行，严禁将大地当成通用的传输信号导体。

最后，如果化工装置仪表的导线、元件具有性能差异，那么需要划分其类型，划分标准包括抗干扰水平、功率噪音大小、电平噪音大小等。与此同时，工作人员应集中放置具有相同性能或同一类型的化工装置仪表导线、元件，使其端子排和端子箱各自独立，尽可能和其它类型导线、元件之间留有一段空间距离，从而达到物理隔离抑制干扰的目的。

4.屏蔽抑制技术

该技术主要是对化工装置仪表的磁力线、电力线进行限制，使用金属物件将二者局限于特定范围中，也可对磁力线、电力线进行阻止，避免其进入到特定范围中，通过隔开、屏蔽化工装置仪表和外界干扰源，让外界电磁场不会影响和干扰到化工装置仪表的测量信号。

5.浮接抑制技术

一般来说，浮接也叫作浮空、浮置，让化工装置仪表放大信号器公共线无需与地面相接或与外壳相接，这种抗干扰处理技术具有显著的应用优势。如果化工装置仪表要求机柜、控制装置不连接电气接地网，那么二者的外壳需要绝缘于底座，通过浮空来抑制化工装置仪表受到的各种干扰。

（二）采用干扰抑制举措

化工装置能够受干扰信号所影响的条件主要有三点，第一，存在能够形成干扰信号的干扰源，第二，存在能够接收干扰信号的电路且较为敏感，第三，存在耦合通道介于电路与干扰源间^[2]。以上三个条件只要缺少一项便无法干扰到化工装置。对干扰问题进行处理的过程中，应先确定干扰源、接收干扰源的电路、耦合电路和干扰源的通道，随后再针对性地制定有效举措，对干扰带来的不利影响进行控制。为了做到这一点，工作人员应从以下几方面入手。

首先，对干扰源进行抑制或将其完全消除，比如使信号线远离电力线、隔离信号线和电力线。其次，将干扰源破坏。通过“路”的途径实现的干扰，应将化工装置仪表自身当作切入点，让各个干扰渠道被有效切断，比如使用光电耦合器或隔离变压器等。而通过“场”的途径实现的干扰，一般需要使用常规屏蔽方法。最后，减弱受到干扰下的接收电路敏感程度。由于接收电路敏感性高，因此极易受到干扰源的影响，在这种情况下，减弱其敏感性是达到抗干扰目的的有效举措。比如，低阻抗电路与高阻抗电路相比，受到干扰的程度较轻，而数字电路与模拟电路相比，抗干扰能力更强，由此可以得出，采用降低电路自身的输入阻抗、选用数字电路等举措能够充分实现化工装置仪表抗干扰的目的。

从安装电气仪表设备的角度来看，抗干扰效果最好、见效最快的举措就是其它网络受到来自干扰源的干扰得到有效抑制，然而，受资金投入、客观因素等多种条件所限，该方法难以充分实现，此时，为了抑制干扰，工作人员可针对电子控制装置、电路、弱信号等受干扰部位实施防护举措，提升这些部位的抗干扰水平。

结语：总而言之，研究抗干扰处理电气仪表设备的有效路径具有重要的意义。相关人员应对当前化工装置电气仪表的概况有一个全面了解，充分把握安装电气仪表设备中存在的主要干扰问题，能够通过平衡抑制技术、接地抑制技术、物理抑制技术、屏蔽抑制技术、浮接抑制技术等干扰抑制技术和干扰抑制举措对化工装置仪表进行抗干扰处理，从而使化工装置仪表免受干扰，保证其正常稳定运行。

参考文献：

[1]常鹏瑞.南方临海石油化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施[J].中国设备工程,2020，(19):55-56.

[2]梁法辉.电气自动化控制中变频调速技术运用分析——评《化工电气和化工仪表》[J].化学工程,2020,48(07):3.