控制工程中的電磁兼容

內容簡介

本書重點介紹控制工程中電磁兼容的基礎知識和工程實踐。

圖書目錄

緒論 / 001

1.1控制工程中的電磁兼容 / 001

1.2電磁噪聲和干擾 / 002

1.3電磁噪聲酷循拳的分類 / 003

1.4構成電磁干擾問題的三要素 / 004

1.5電磁干擾的耦合途徑 / 007

1.6電纜的海犁腳禁止 / 008

1.7接地系統 / 008

1.8解決抗干擾問題的基本理論和必要的工具 / 010

1.9區分工藝參數發生異常的兩種可能去槳府性 / 010

2干擾的電嚷少祝容性耦合和電纜的靜電禁止 / 013

2.1電容性耦合的模型 / 013

2.2工程上估算感應噪聲電壓Un大小的方法 / 015

2.3雷擊中的電容性耦合 / 016

2.4抑制電容性耦合的措施 / 018

2.5電纜的靜電禁止 / 019

2.6主動禁止與被動禁止 / 020

2.7靜電禁止和拉開電纜間距效果的比較 / 021

2.8不同禁止材料的禁止效能 / 022

2.9某核電站反應堆停堆事故的分析與解決方案 / 022

2.9.1事故的描述 / 022

2.9.2事故原因的理論分析 / 023

2.9.3現場試驗 / 024

2.9.4解決方案 / 025

3干擾的電感性耦合和電纜的電磁禁止 / 027

3.1電感性耦合的模型 / 027

3.2同軸電纜的主動電磁禁止 / 029

3.3同軸電纜的被動電磁禁止 / 031

3.4雙絞線的電磁禁止原理及其套用 / 032

3.4.1主動電磁禁止 / 032

3.4.2被動電磁禁止 / 033

3.5同軸電纜和禁止雙絞線的套用 / 034

3.6電容性耦合與電感性耦合的區分 / 035

3.7金屬管線對雷電磁場的禁止作用 / 035

3.7.1概述 / 035

3.7.2理論分析 / 037

3.7.3金屬白循禁止管兩端接地的地電位差帶來的影響 / 038

4干擾的輻射耦合和電纜的輻射禁止 / 040

4.1近場和遠場（感應場和輻射場） / 041

4.2波阻抗 / 042

4.3電磁場耦合的感應噪聲 / 043

4.4抑制輻射耦合的主要方法——輻射禁止 / 044

4.5電纜禁止的綜述 / 047

5控制室的格線禁止 / 051

5.1從一個引例看控制室的禁止 / 051

5.2計算步驟 / 053

5.3脈衝磁場抗擾度Ha的取值 / 056

5.4計算實例 / 058

5.4.1例1 / 058

5.4.2例2 / 059

5.5關於禁止導體截面積的影響 / 060

5.6禁止格線尺寸的工程用查表 / 0616接地系統的接地體 / 064

6.1接地系統的基本概念 / 064

6.1.1概述 / 064

6.1.2接地體的結構 / 066

6.1.3控制系統設定保護地的原則 / 067

6.1.4接地系統產生的電磁干擾 / 068

6.2接地電阻 / 069

6.2.1接地電阻的定義 / 069

6.2.2接地電阻的計算值 / 071

6.2.3不同接地體的接地電阻的理論計算式 / 073

6.2.4降阻劑 / 077

6.2.5離子接地體 / 079

6.3獨立接地和共用接地網的比較 / 080

6.3.1接地方式的形態 / 081

6.3.2獨立接地 / 081

6.3.3共用接地網 / 084

6.4工頻仔估糠去接地電阻和衝擊接地電阻 / 087

6.5共用接地網接地電阻的測量 / 090

6.6土壤電阻率的測量 / 0907接地系統的連線 / 092

7.1接地連線的總體要求 / 092

7.2接地連線的耦合 / 093

7.2.1串聯接地達影乘炒 / 093

7.2.2並聯接地 / 094

7.3機櫃內接地匯流排的設定和分類匯總 / 096

7.4低壓交流供電系統的接地制式 / 097

7.5控制系統接地連線的相關問題 / 100

7.5.1現場儀表的接地連線 / 100

7.5.2接地的搭接 / 101

7.5.3關於控制系統機櫃的對地浮空 / 103

7.5.4接地幹線的禁止 / 104

7.5.5浮地 / 105

7.6運動系統的接地技術 / 105

7.6.1船舶接地系統 / 105

7.6.2懸浮接地系統 / 107

7.7控制系統對接地電阻值要求的討論 / 107

7.7.1我國涉及電氣裝置接地電阻值要求的相關標準 / 108

7.7.2控制機櫃的接觸電位差和對保護地接地電阻值的要求 / 109

7.7.3控制系統對工作地接地電阻值的要求 / 110

7.7.4控制系統對接地電阻值要求的結論 / 1118隔離與濾波 / 113

8.1交流低壓電源的隔離 / 113

8.1.1控制系統對交流低壓電源的一般要求 / 114

8.1.2交流電源中產生干擾的主要原因 / 114

8.1.3隔離變壓器 / 115

8.1.4交流低壓系統的零地電壓對控制系統的影響 / 117

8.2信號的隔離 / 119

8.2.1信號的傳輸隔離 / 120

8.2.2信號的轉換隔離 / 120

8.2.3信號的分配隔離 / 121

8.2.4信號的安全隔離 / 121

8.2.5電源隔離 / 122

8.2.6隔離精度 / 122

8.2.7無源隔離器和信號的驅動能力 / 123

8.2.8隔離器的回響時間 / 124

8.2.9開關量的隔離 / 124

8.3I／O信號的數字濾波 / 127

8.3.1模擬信號的數字濾波 / 127

8.3.2開關量信號的採樣濾波 / 130

8.4鐵氧體磁環濾波器 / 132

8.5長線傳輸干擾的抑制 / 135

8.5.1數位訊號傳輸過程中的波反射 / 136

8.5.2終端開路時的波反射 / 136

8.5.3終端短路時的波反射 / 137

8.5.4終端電阻的匹配 / 138

8.5.5抑制波反射的幾種匹配措施 / 1389控制系統的靜電防護 / 140

9.1靜電放電的特點 / 141

9.2人體的靜電模型（HBM） / 144

9.3靜電防護的軟接地 / 147

9.4防靜電工作區的理念 / 150

9.4.1概述 / 150

9.4.2EPA等級的劃分 / 151

9.4.3EPA要素 / 151

9.4.4EPA靜電泄漏電阻的取值 / 153

9.5控制室靜電防護的基本措施 / 153

9.6防靜電地面和其接地 / 156

附1物體帶電順序表和人體、器件帶電電壓值 / 157

附2防靜電工作區的環境條件要求 / 15810控制系統的雷電防護 / 160

10.1雷電概述 / 160

10.1.1雷雲結構和放電原理 / 160

10.1.2直擊雷（雲對地）的選擇性 / 162

10.1.3雷電流威脅控制系統的危險半徑 / 163

10.2外部防雷裝置的基本原理 / 165

10.3雷電對控制系統的侵害途徑 / 167

10.3.1靜電感應（電容性耦合） / 168

10.3.2電磁感應（電感性耦合） / 168

10.3.3反擊（電阻性耦合） / 169

10.3.4電磁場輻射（電磁耦合） / 170

10.4控制系統雷電防護的基本措施 / 171

10.4.1接地／等電位連線 / 171

10.4.2電纜的禁止 / 173

10.4.3合理布線 / 175

10.4.4使用浪涌保護器（SPD） / 177

10.5交流低壓電源系統SPD的套用 / 181

10.5.1控制系統用電設備的浪涌抗擾度 / 181

10.5.2TNS制配電系統中的SPD的配置方式 / 182

10.5.3控制室供電箱內SPD的參數選擇 / 183

10.5.4多級SPD之間的能量配合和動作配合 / 185

10.6信號、通信線路的SPD / 187

10.6.1SPD配置的參考原則 / 187

10.6.2I／O信號SPD的參數值 / 188

10.6.3通信連線埠上的SPD的主要參數 / 188

10.7SPD安裝中的一個問題 / 188

10.8幾個案例分析所帶來的思考 / 191

10.8.1控制系統的雷電防護是否一定要使用SPD / 191

10.8.2因反擊造成的雷擊事故 / 194

10.8.3安全柵能否替代SPD / 195

10.8.4某燃氣公司混配站的雷擊案例分析 / 196

10.8.5某石化公司加氫裂化裝置DCS的雷害隱患 / 198

10.9浪涌保護器（SPD）的隔爆論證和本安論證 / 199

10.9.1概述 / 199

10.9.2關於爆炸危險場所的劃分 / 202

10.9.3適用於SPD的防爆機制 / 203

10.9.4本安型系統的認證 / 20411控制系統的抗擾度與發射 / 209

11.1抑制串模干擾和共模干擾的能力 / 209

11.1.1共模干擾抑制比CMRR和串模干擾抑制比SMRR / 211

11.1.2關於CMRR指標值和SMRR指標值的計算方法 / 214

11.1.3建議 / 215

11.2儀表、控制系統的抗擾度 / 216

11.2.1電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度 / 218

11.2.2電快速瞬變脈衝群抗擾度 / 220

11.2.3浪涌（衝擊）抗擾度 / 221

11.2.4靜電抗擾度 / 223

11.2.5工頻磁場抗擾度 / 223

11.2.6脈衝磁場抗擾度 / 224

11.2.7射頻電磁場輻射抗擾度 / 224

11.2.8射頻場感應的傳導騷擾抗擾度 / 226

11.2.9評定抗擾度試驗結果的通用原則（性能判據） / 227

11.3儀表、控制系統的發射 / 227

11.3.1電磁輻射發射（RE） / 228

11.3.2傳導發射（CE） / 229

11.4電磁兼容設計 / 230參考文獻 / 232

跋——真實的感悟 / 237

作者簡介

徐義亨，1940年生，1962年畢業於浙江大學化工自動化專業。先後於原化學工業部瀋陽化工研究院、原冶金工業部鞍山焦化耐火材料設計研究院、浙江中控集團等單位從事過程控制系統的工程設計和研究開發工作。現為中國儀表和自動化發展60年史料《飛鴻踏雪泥》編委會學術編委。

近十多年來的工作重點是控制系統的電磁兼容，特別是在控制系統雷電防護方面所做的調查與研究，以及國家、行業等標準的編制和評審。

作者曾發表論文或技術類文章約80餘篇，內容包括精餾過程控制的模型、模糊控制、推斷控制、可程式控制器（PLC）以及控制系統的電磁兼容（EMC）等，曾出版專著兩本。

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