中压开关柜内元件在操作时的EMC特性分析
高压低压配电柜的电磁兼容性问题分析
高压低压配电柜的电磁兼容性问题分析电磁兼容性问题是在现代工业和生活中普遍存在的重要问题之一。
在高压低压配电柜的设计和应用中，电磁兼容性问题尤为关键。
本文将对高压低压配电柜的电磁兼容性问题进行深入分析，并探讨其解决方法。
一、电磁兼容性的基本概念电磁兼容性，简称EMC，是指不同电气设备或系统在同一电磁环境下相互协同工作时，不产生相互干扰、互不影响的能力。
在高压低压配电柜中，各种电气设备和线路共同工作，其电磁辐射和敏感性会相互影响，导致电气设备的工作稳定性下降，甚至引起设备损坏。
二、高压低压配电柜的电磁辐射问题高压低压配电柜中的各种电器设备在工作时产生电磁辐射，包括电器设备本身的辐射和设备之间的辐射相互干扰。
这些辐射可能会干扰到其他电子设备的正常工作，甚至对人体健康造成威胁。
因此，减少高压低压配电柜的电磁辐射是提高电磁兼容性的关键。
在设计高压低压配电柜时，可以采取以下措施来降低电磁辐射的强度：1.合理布置电器设备：在高压低压配电柜内部，将电器设备布置得井然有序，避免设备之间的过近距离，减少因电磁场互相干扰而产生的辐射。
2.优化电器设备的结构：通过合理选择和设计电气元器件，提高设备本身的电磁兼容性，减少辐射源。
3.合理选择电缆和线路：采用屏蔽电缆和线路，降低电磁场辐射，减少电缆和线路之间的干扰。
三、高压低压配电柜的电磁敏感问题高压低压配电柜中的电器设备还可能受到来自外界电磁场的干扰，导致电气设备的工作不稳定。
在电磁兼容性设计中，需要考虑对电磁敏感性的防护。
具体措施如下：1.屏蔽外界电磁场：通过在高压低压配电柜外部增加屏蔽材料，减少外界电磁场对设备的干扰。
2.合理布置电缆和线路：减少电缆和线路之间的交叉和平行布置，避免干扰。
3.使用抗电磁干扰性能好的电气元器件：选择具有较好抗干扰性能的电气元器件，提高设备的抗干扰能力。
4.合理设置接地系统：建立良好的接地系统，降低设备对电磁干扰的敏感性。
四、降低高压低压配电柜电磁辐射和敏感的综合措施除了针对具体问题进行改进，还需从整体上考虑提高高压低压配电柜的电磁兼容性。
开关电源前端EMC概述
05
开关电源前端EMC案例分析
案例一：某企业开关电源前端EMC整改
总结词：成功案例
详细描述：某企业由于开关电源前端EMC问题导致产品在电磁环境下性能不稳定 ，经过EMC整改，包括优化电路设计、添加滤波器、加强屏蔽等措施，产品性能 得到显著提升，顺利通过了相关电磁兼容性测试。
案例二：某品牌手机充电器EMC设计
测试设备与环境
测试设备
包括电磁干扰测试接收机、信号ห้องสมุดไป่ตู้生 器、功率分析仪、阻抗稳定网络等。
测试环境
需要满足电磁兼容性测试的场地，包 括开阔场地、屏蔽室等，以确保测试 结果的准确性和可靠性。
测试方法与流程
测试方法
包括传导发射测试、辐射发射测试、抗扰度测试等，每种测试方法都有相应的测试标准 和规范。
测试流程
制。
以上内容仅供参考，如需获取更 准确的信息，建议查阅相关的国 际、国内标准以及企业内部的
EMC标准和规范。
03
开关电源前端EMC设计技术
滤波技术
滤波器类型
滤波器性能测试
包括无源滤波器和有源滤波器，用于 抑制开关电源产生的谐波电流，减小 对电网的干扰。
需要使用专业的测试设备和方法，对 滤波器的性能进行测试和评估，确保 其满足EMC标准要求。
组成
开关电源前端EMC主要由输入滤波器、共模电感和电容组成，用于抑制电磁干扰 ，提高设备的电磁兼容性。
发展趋势与挑战
发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，开关电源前端 EMC技术也在不断发展。未来，开关电源前端EMC将朝着更 高效、更环保、更智能的方向发展。
挑战
尽管开关电源前端EMC技术取得了一定的进展，但仍面临诸 多挑战。如何提高电磁兼容性的同时降低能耗和成本，以及 如何应对复杂多变的电磁环境等，都是亟待解决的问题。
开关柜内局部放电电磁波特性分析
(1)
2φ+
·
A
ρ =-
tε
其中，A 为动态向量位，单位为 Wb/m；φ为动态 标量位，单位为 V；δc 为电流密度，单位为 A/m2；ρ为 辐射源，单位为 C/m3；ε为介电常数；μ为磁导率。
φ 在式 (1) 中引入洛伦兹公式 ·A +με =0，v =
t
1/ με即可简化为：
作者简介：霍天 (1992- )，男，助理工程师，硕士，从事变电站电气设备绝缘状态检测工作。
感应的电场强度为 E (x，t )，由函数表示可知 E 为 时间 t、空间 x 的函数 [6]。要计算感应电压首先需
要推导电流密度：
J =σE (x ，t )
开关柜作为电网中给用户供电的直接设备，由 于运行设备封闭在柜体内，在平时运维巡视中不易 发现它的安全隐患。据统计，有 35% 的开关柜事故 是由内部绝缘故障引起，如果在绝缘故障前期能有 效地检测到局部放电，将会避免电网停电事故 [1]。 因此，如何能更准确地开展局部放电检测，本文从 开关柜局部放电电磁波传播原理及感应电压分布特 性进行仿真分析，对实际检测提供了理论依据。
22
开关柜内局部放电电磁波特性分析
电工电气 (2019 No.12)
2A
1
v
2·
2A t2
=
-μεc
1
2φv
2·
2φ t2
=
ρ ε
(2)
式 (2) 为达朗贝尔方程，本文考虑到计算区域 V 放电电荷作用 [4]，可进一步得到该方程的解：
r
1 φ(x ，y ，z ，t )=
ρ(x＇，y＇，z＇，t- ) v dV
电工电气 (2019 No.12)
开关柜内局部放电电磁波特性分析
高压开关柜母线室的电磁干扰与屏蔽研究
高压开关柜母线室的电磁干扰与屏蔽研究高压开关柜母线室是电力系统中重要的设备，承担着输电、配电和开关控制等任务。
在其运行过程中，常常会出现电磁干扰现象，对设备和系统的正常运行造成不利影响。
研究高压开关柜母线室的电磁干扰与屏蔽是很有必要的。
高压开关柜母线室中存在的电磁干扰主要来源于高压设备的电磁辐射和电磁传导。
高压设备在运行过程中会产生较强的电磁辐射，如高压电缆和开关设备的电弧放电等。
这些电磁辐射会通过电磁传导途径传播到母线室内，引起其他设备的电磁干扰。
电磁干扰会对高压开关柜母线室内的设备和系统造成多种不利影响。
电磁干扰会使设备的电磁兼容性降低，导致故障率增加。
电磁干扰还会引起设备的误动作和误报警，影响到设备的正常运行。
电磁干扰还会对母线室内的传输信号造成干扰，导致通信质量下降。
针对高压开关柜母线室电磁干扰的问题，可以通过屏蔽措施来减少干扰的传播和影响。
可以采用金属屏蔽箱或屏蔽墙体等设备和结构，来隔离电磁辐射的传播。
可以对高压设备进行电磁辐射的控制，如采用合适的屏蔽材料和结构设计，减少电磁辐射的产生。
还可以采用滤波器和阻抗匹配器等设备，来抑制电磁干扰。
应该进行相关的研究和测试工作，验证屏蔽措施的有效性。
可以通过场强测量、能谱分析和电磁兼容性测试等方法，评估屏蔽效果，并对屏蔽措施进行优化和改进。
高压开关柜母线室的电磁干扰与屏蔽是一个复杂而重要的研究课题。
通过合理的屏蔽设计和措施，可以减少电磁干扰的发生，提高设备和系统的正常运行。
这对于保障电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
中压开关柜内组件温度场分析及监测系统分析
中压开关柜内组件温度场分析及监测系统分析摘要：信息技术的发展推动了配电网的自动化、集成化发展，中压开关柜的组件数量增多，器件散热效果较差，易引发热故障。
基于此，本文首先对中压开关柜内组件温度场进行分析，明确其热量传输规律，设计组件温度监测系统，实现中压开关柜内组件温度的有效控制，降低热故障出现概率。
关键词：中压开关柜；温度场；真空断路器前言：在智能电网中，电气设备故障更为多样、复杂。
针对中压开关柜内组件热故障，电气设备制造企业可引入自动化技术，设计组件温度监测系统，实现组件温度的实时管控，及时发现组件存在的异常状况或故障隐患，进行故障预警，保障电网的安全可靠运行。
1.中压开关柜内组件温度场分析1.1电缆终端接头的温度场分析电缆终端接头的结构特点，其温度场分析是指对焦耳热在电缆终端接头的固体热传导、电缆终端接头表面热辐射和中压配电柜内部空气对流换热。
由于传统偏微分方程对这两项热变化的描述具备非线性特征，所有本文选用有限元分析方法。
首先，根据COMSOL软件构建的几何模型，设定边界条件，分别为：然后，应用网格划分条目，将电缆终端接头的几何模型剖分为多个网格，“细化”几何尺寸，使计算结果的准确性更高。
其次，通过瞬态求解器开展全耦合计算，明确不同时刻电缆终端接头的温度场分布。
1.2真空断路器的温度分析按照设定物理环境、划分网格、稳态求解器的流程进行温度场分析。
其中，物理环境的设定内容包括温度初始值293.15K、电势初始值0V、传热系数0.5、外部温度239.15K、电阻5μΩ、表面发射率等；稳态求解器的终止条件设置为相对容差低于0.001，最终获得的真空断路器灭弧室温度场分布。
2.中压开关柜内组件温度监测系统观察中压开关柜的电缆终端接头及真空断路器灭弧室温度场分布图可知，这两类组件的散热效果偏低，需配置温度监测系统，实时监测其温度数值，进行热故障预警，保障中压开关柜的安全可靠运行。
2.1监测系统设计方法本文以上海广电电气（集团）股份有限公司（下文简称“上海电气”）开发的组件温度监测系统为例，阐述监测系统的设计要点，为其他单位提供经验参考。
EMC具体分析
开关电源EMI的特点作为工作于开关状态的能量转换装置，开关电源的电压、电流变化率很高，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器和高平变压器，相对于数字电路干扰源的位置较为清楚；开关频率不高（从几十千赫和数兆赫兹），主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰；而印刷线路板 (PCB)走线通常采用手工布线，具有更大的随意性，这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。
1MHZ以内----以差模干扰为主,增大X电容就可解决1MHZ---5MHZ---差模共模混合,采用输入端并一系列X电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并解决;5M---以上以共摸干扰为主,采用抑制共摸的方法.对于外壳接地的,在地线上用一个磁环绕2圈会对10MHZ以上干扰有较大的衰减(diudiu2006);对于25--30MHZ不过可以采用加大对地Y电容、在变压器外面包铜皮、改变PCB LAYOUT、输出线前面接一个双线并绕的小磁环,最少绕10圈、在输出整流管两端并RC滤波器.30---50MHZ 普遍是MOS管高速开通关断引起,可以用增大MOS驱动电阻,RCD缓冲电路采用1N4007慢管,VCC供电电压用1N4007慢管来解决.100---200MHZ 普遍是输出整流管反向恢复电流引起,可以在整流管上串磁珠100MHz-200MHz之间大部分出于PFC MOSFET及PFC 二极管,现在MOSFET及PFC二极管串磁珠有效果,水平方向基本可以解决问题,但垂直方向就很无奈了开关电源的辐射一般只会影响到100M 以下的频段.也可以在MOS,二极管上加相应吸收回路,但效率会有所降低。
1MHZ 以内----以差模干扰为主1.增大X 电容量；2.添加差模电感；3.小功率电源可采用PI 型滤波器处理(建议靠近变压器的电解电容可选用较大些)。
1MHZ---5MHZ---差模共模混合，采用输入端并联一系列X 电容来滤除差摸干扰并分析出是哪种干扰超标并以解决，1.对于差模干扰超标可调整X 电容量,添加差模电感器，调差模电感量;2.对于共模干扰超标可添加共模电感,选用合理的电感量来抑制；3.也可改变整流二极管特性来处理一对快速二极管如FR107 一对普通整流二极管1N4007。
电器设备的电磁兼容性分析
电器设备的电磁兼容性分析电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是电子与电气工程中的一个重要概念，它涉及到电器设备在电磁环境中的正常运行和相互干扰问题。
在现代社会中，电子设备的广泛应用使得电磁兼容性成为了一个不可忽视的问题。
本文将探讨电器设备的电磁兼容性分析方法和相关技术。
一、电磁兼容性的概念和重要性电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中不受干扰，同时也不对其他设备造成干扰的能力。
在现代社会中，电子设备的使用越来越广泛，各种设备之间的电磁干扰问题也日益突出。
电磁干扰可能导致设备性能下降、数据传输错误、系统崩溃等问题，甚至对人身安全造成威胁。
因此，保证电器设备的电磁兼容性至关重要。
二、电磁兼容性分析的基本原理电磁兼容性分析主要涉及两个方面：电磁干扰源分析和受干扰设备分析。
电磁干扰源分析是指对电器设备产生的电磁辐射进行评估和分析，以确定其辐射强度和频谱特性。
受干扰设备分析是指对电器设备的抗干扰能力进行评估和分析，以确定其对外界电磁干扰的敏感程度。
在电磁干扰源分析中，常用的方法包括电磁场测量、电磁辐射模型计算和电磁辐射测试等。
通过对电器设备周围的电磁场进行测量，可以获取到电磁辐射源的辐射强度和频谱特性，从而评估其对周围设备的干扰程度。
同时，利用电磁辐射模型进行计算，可以预测电器设备在不同工作状态下的电磁辐射情况。
此外，还可以通过电磁辐射测试来验证模型计算的准确性。
在受干扰设备分析中，常用的方法包括电磁兼容性测试和抗干扰设计等。
电磁兼容性测试通过将受干扰设备暴露在不同的电磁干扰环境下，评估其对外界干扰的敏感程度。
根据测试结果，可以对受干扰设备进行相应的抗干扰设计，提高其电磁兼容性。
三、电磁兼容性分析的应用电磁兼容性分析在电子与电气工程中有着广泛的应用。
首先，在电器设备的设计和制造过程中，电磁兼容性分析可以帮助设计人员评估和改进设备的电磁兼容性，确保设备在投入使用前就具备较好的抗干扰能力。
开关电源EMC需要掌握的几个概念
开关电源EMC需要掌握的几个概念第一篇：开关电源EMC需要掌握的几个概念开关电源EMC需要掌握的几个概念1.电磁干扰的产生与传输电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种则是辐射传输方式。
传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接，干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。
辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传播的干扰形式。
常见的辐射耦合有三种：1）一个天线发射的电磁波被另一个天线意外地接收，称为天线对天线的耦合；2）空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合。
3）两根平等导线之间的高频信号相互感应而形成的耦合，称为线对线的感应耦合。
2.电磁干扰的产生机理从被干扰的敏感设备角度来说，干扰耦合又可分为传导耦合和辐射耦合两类。
● 传导耦合模型传导耦合按其原理可分为电阻性耦合、电容性耦合和电感性耦合三种基本耦合方式。
● 辐射耦合模型辐射耦合是干扰耦合的另一种方式，除了从干扰源发出的有意辐射外，还有大量的无意辐射。
同时，PCB板上的走线无论是电源线、信号线、时钟线、数据线或者控制线等，都能起到天线的效果，即可辐射出干扰波，又可起到接收作用。
3.电磁干扰控制技术①传输通道抑制● 滤波：在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。
滤波器的安装正确与否对其插入损耗特性影响很大，只有安装位置恰当，安装方法正确，才能对干扰起到预期的滤波作用。
在安装滤波器时应考虑安装位置，输入输出侧的配线必须屏蔽隔离，以及高频接地和搭接方法。
● 屏蔽：电磁屏蔽按原理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。
电场屏蔽包含静电屏蔽和交变电场屏蔽；磁场屏蔽包含低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。
不同类型的电磁屏蔽对屏蔽体的要求不同。
在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依赖于屏蔽体的结构，即导电的连续性。
实际的屏蔽体由于制造、装配、维修、散热、观察及接口连接要求，其上面一般都开有形状各异、尺寸不同的孔缝，这些孔缝对于屏蔽体的屏蔽效能起着重要的影响作用，因此必须采取措施来抑制孔缝的电磁泄漏。
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１ １
１ 对开关柜内—些常规操作的试验探讨 析 盼
１ １ 中压开 关柜 内各 类感 性元件在 操作 时的Ｅ ． ＭＣ
Ｗ ＝１ Ｌ － １ ２＋ Ｃ
ｏ
２
（） １
一
８ 一
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中 以磁 能一
电能 的往 复转换方 式逐渐 消耗在 回路
电阻上 。在这一 过程 中出现 的高频 、高幅值 的暂态 电压通过 电磁感 应或直 接传导 的途径 ，影响二 次系 统的正 常工作 ，因而这 些感性元 件成 为电磁干扰 源
之一。
无论 是 高压 或 是低 压 感性 元 件 ，它们 在 截 流 后 的电压 、电流 和能量 的变化都 可用下 述公式来 描 述 ，即在截 流瞬 间 ，元件 电感 Ｌ的磁能 与其并联 的
摘 要 ：为 中压开关 柜 内数字 式继 电保护 系统 可靠 的工作 ，对 一些元 件在 操作 时产生 的 电磁干扰 现象 进
行 了调查 与试验 分析 ，旨在今 后进 一步 改进 、提 高有关 的Ｅ ＭＣ特性做 好技 术 准备工 作 。
关键 词 ：中压 开关装 置 电磁 兼容 特性
典 型操 作 电磁 干扰
ｔｃ ｎ ｃ ｌ ａ ｉ ｏ ｕｔ ｅ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｆＥ Ｃ ｈ ｒｃｅｉｔ ｒ ｐ ｒ ． ｅ ｈ ｉａ ｓｓｆｒｆｒｈ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｎ Ｍ ｃ ａａ ｔｒｓｉ ｐ ｏ ｅｔ ｂ ｉ ｏ ｃ ｙ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｍｅ ｉ ｍ ｏｔｇ ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｒ － ｇ ｅｉ ｏ ａ ｉｉ ｔ ｔｐ ｃ ｌ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅｔ ｎ ｎ ｌｓｓ ｙ ｒｓ ｄ ｕ ｖ ｌ ｅ ｗｉ ｇ ａ ｌ ｔ ｏｍａ ｎ ｔ ｃ ｍｐ ｔ ｌ ｙ ｙ ｉａ ｅ ａｉ ｔｓ ａ ｄａ ａｙ ｉ ａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｂｉ ｏ ｏ
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试验 分析
Ｔ ｅ ａｙ ｉ ｎＥＭ Ｃ ａａ ｔｒｓｉ ｒ ｐ ｒｉｓＣａ ｓ ｄｂ ｈ Ａｎ ｌ ｓｓｏ Ｃｈ ｒ ｃｅｉｔｃＰ ｏ ｅｔ ｕ ｅ ｙ ｅ Ｏｐ ｒｔ ｇＣｏ ｏ ｅ ｔ ｓｄ ｅ ｉｍ ｏ ｔｇ ｗｉ ｈ ｅ ｒ ｅ ａｉ ｍｐ ｎ ｎ ｓｉ ｉｅＭ ｄｕ Ｖ ｌ ｅＳ ｔ ｇ ａ ｎ ｎ ａ ｃ
换 为 Ｃ 的电能 ：
１ Ｌ
：
１ １ ２ 在开 关柜 中推进 、退 出计 量手 车时 的动 、 ．．
工作 ，以确保其 中的灵 敏元 器件 不致在 开关柜这 一
特定 环 境 里 出现 电磁 干 扰 时功 能 下 降 而 发生 误 动
作 ，甚至损 坏等故 障 ，因而分 析一些元件 在操作 时 引起 的高频 干扰 、传播方式 以及适 时地 抑制或 减弱 措 施 ，已成 为 一项必 要 的工作 。 本文是 自 １９ 年在 ８ Ｋ ０ ９５ Ｂ ２ 型开关柜 内使 用了各 类 数字式继 电器 以来 ，对 现场提 出的有关操 作 中电 磁 干扰问题 的调查 与试验分 析小结 ， 目的是 在此基 础 上弄清各种 情况 ，为进一 步改进 有关 的电磁兼 容 特 性做好 充 分技 术准 备 。
Ｏ 前言
数 字 式综 合 继 电保护 在 中压 开关 柜 的 广泛 应 用 ，极 大地促进 了供 电系统高度 智能 化 。为 使上述
保护装 置和相关计 算机控 制 、通 信系 统稳定 可靠地
特性 （ 电磁 兼 容 ）
这里 的感性元 件是指 电压互 感器 、电动机 、变
压器 、控制 电磁铁 以及 电磁 脱扣器 等一类含 铁芯和 线 圈的高 、低 压元件 。在操作 时 ，它们 的励 磁 电流 可能在 非零值 时被遮 断 ，即所 谓 的截 流现象 。 由于 这 一被 截 断 电流 在 铁芯 中产 生 的磁 场 能 量 不会 消 失 ，所 以它 只能在元 件 电感与 分布 电容组成 的 回路
Ａｂ ｔ ａ ｔＴ ｎ ｕ ｅｒｌ ｂｅｓｒ ｉｅｏ ｅｄ ｇｔｌ ｅａ — ｒ ｔｃｉｅｓ ｓｅ ｉｓｄ ｄｕ ｓ ｔｈ ｅ ｒ ｓ ｒ ｅ ｎ ｓ ｓｒ ｃ ：ｏ ｉｓｒ ｅｉ ｌ ｅｖ ｃ ｆｔ ｉ ｉ ｌｙｐ ｏｅ ｔ ｙ ｔｍ ｎ ｉｅｍｅ ｉｍ ｗｉｃ ｇ ａ， ｕ ｙａ ｄｔ ｔ ａ ｈ ａｒ ｖ ｖ ｅ
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上海电器技术 （ ０ ｏ１ ２ ７Ｎ ． ０ ）
中压 开关 柜 内元件 在操作 时的 Ｅ ＭＣ特性分 析 ・ 市营 墨 技
中压 开 关 柜 内元 件 在 操 作 时 的ＥＭ 性 分 析 Ｃ特
熊泰 昌 上海 西门子开 关有限公 司
储 的 电能也 很 小 ，为简 化计 算 ，可 以忽略 。所 以 ，
甚至更 高 的截 流过 电压 ，它在变 压器二 次侧 的感应
电压达 １ ０ ０Ｖ以上。 ０
在感 性元件 与电源断开后 ，认为总 能量 ｗ只是 Ｌ的 磁 能 。它以 高频 电流流 动 的形 式 ，按 下 面的关 系转
技市专题 ・ 中压开关 柜 内元 件在操 作时 的 Ｅ ＭＣ特性分 析
上海 电器技 术 （０ ７Ｎ ． ２ ０ ｏ１ ）
式 中 ，ｉ和 “ 分别是截 流瞬 间被 截断 电流 与分 。 。
有 干扰 。质量差 的真空灭 弧室常发生 的 ４０ ７０ｐ ． ． Ｖ， ～
布 电容上 电压的瞬时值 。一般 因为 Ｃ 都很小 ，它存 ｎ