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摘要：本文通過對電力通信設(shè)備電磁兼容性的分析，提出了對電磁兼容性進(jìn)行不同等級(jí)、不同判據(jù)和不同項(xiàng)目的對待方式。并結(jié)合*公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電網(wǎng)通信設(shè)備電磁兼容性能規(guī)范》的編寫，提出了對電力通信設(shè)備電磁兼容性能的一般性規(guī)范要求。本文提出的論點(diǎn)對我國電力通信設(shè)備電磁兼容性能的設(shè)計(jì)、檢測和運(yùn)行要求具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電磁兼容 電力通信 規(guī)范

目前，我國電力通信事業(yè)伴隨著電力工業(yè)的蓬勃發(fā)展而快速成長，電力通信領(lǐng)域在*公司努力打造“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司的宏偉目標(biāo)下，正在逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)上數(shù)字化，應(yīng)用上網(wǎng)絡(luò)化和運(yùn)行上規(guī)范化。針對《電力通信專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)導(dǎo)則》，*公司已下達(dá)了《電網(wǎng)通信設(shè)備電磁兼容性能規(guī)范》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制任務(wù)，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定將規(guī)范電力通信設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要求，為保證電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

電力通信設(shè)備的電磁兼容問題由來已久，以前曾經(jīng)出現(xiàn)過電力通信設(shè)備開關(guān)電源在生產(chǎn)調(diào)試過程中產(chǎn)品技術(shù)性能正常，一旦安裝到電力系統(tǒng)的變電站投入運(yùn)行后，經(jīng)常出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài)，如開關(guān)電源發(fā)生保護(hù)、自行切斷供電的情況。更為嚴(yán)重的是某省電網(wǎng)在500kV雙回線系統(tǒng)中一路出現(xiàn)接地短路故障時(shí)，另一回路上工作的國外高頻保護(hù)通信設(shè)備收到干擾信號(hào)，錯(cuò)發(fā)繼電保護(hù)跳閘信號(hào)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障的擴(kuò)大。以上的現(xiàn)象都是由于設(shè)備的電磁兼容性不符合要求所致。要求我們應(yīng)盡早規(guī)范電力通信設(shè)備電磁兼容性的技術(shù)要求。

所謂電磁兼容性－EMC（Electromagnetic compatibility）包括兩個(gè)方面的含義，即設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁發(fā)射，不致影響其它設(shè)備或系統(tǒng)的功能；而本設(shè)備或系統(tǒng)的抗*力，又足以使本設(shè)備或系統(tǒng)的功能不受其它干擾的影響<1>。我們對任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象稱為電磁騷擾（Electromagnetic disturbance），而對電磁騷擾引起的設(shè)備，傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降稱為電磁干擾（Electromagnetic interference）。減少電磁干擾的方法則是針對干擾的三要素，從抑制干擾源，切斷干擾傳播途徑，提高干擾受體的抗擾度水平出發(fā)來采取各種措施，如屏蔽、濾波和接地等方法。

上主要的相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)是電工委員會(huì)，其下屬的無線電干擾特別委員會(huì)（法文簡寫CISPR）負(fù)責(zé)9kHz頻率以上電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，主要是電磁發(fā)射部分，而IEC TC77技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)9kHz以下的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，主要是抗擾度部分。但是由于CISPR組織成立較早，實(shí)際上標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容有所交叉。電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)有IEC/CISPR 16無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范和測量方法和IEC 61000－4電磁兼容（EMC）試驗(yàn)與測量技術(shù)兩個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)，該兩個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)已成為制定各種電氣產(chǎn)品電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

我國電力行業(yè)中遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)備采用的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)主要是GB/T 17626系列標(biāo)準(zhǔn)，其中繼電保護(hù)設(shè)備主要采用GB/T 14598系列標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的部分。對于通信設(shè)備，現(xiàn)階段執(zhí)行的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 17626系列標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)和*的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)有：

l           GB/T 17626.2 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.3 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.4 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.5 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.6 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度

l           GB/T 17626.8 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 工頻磁場抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.9 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 脈沖磁場抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.10 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.11 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)

l           GB/T 17626.12 電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù) 振蕩波抗擾度試驗(yàn)

l           GB 19286-2003電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電磁兼容性要求及測量方法

l           YD/T 968-2002 電信終端設(shè)備電磁兼容性要求和測量方法

l           YD/T 993-2006 電信終端設(shè)備防雷技術(shù)要求及試驗(yàn)方法

l           YD/T 983-1998 通信電源設(shè)備電磁兼容性限值及測量方法

l           GB 9254-1998 信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法

l           GB/T 17618-1998 信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測量方法

此外，還有一些電力通信相關(guān)的產(chǎn)品或產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)中包含了電磁兼容的測試內(nèi)容，如：

l           GB/T 7255-1998 單邊帶電力線載波機(jī)

l           GB/T 15153.1-1998 遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng) 第2部分:工作條件 第1篇:電源和電磁兼容性

l           DL/T 698-1999 低壓電力用戶集中抄表系統(tǒng)技術(shù)條件

由以上標(biāo)準(zhǔn)列表可見，電力通信行業(yè)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)還處于缺乏統(tǒng)一規(guī)范的狀態(tài)，在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的電磁兼容內(nèi)容中可能還存在測試項(xiàng)目的選擇不合理，試驗(yàn)級(jí)別和結(jié)果判定方法未定義或者不適用等問題。因此，這次*公司關(guān)于《電網(wǎng)通信設(shè)備電磁兼容性能規(guī)范》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制任務(wù)就是要解決上述問題。

電磁兼容性能試驗(yàn)包括電磁發(fā)射和抗擾度試驗(yàn)兩部分。

抗擾度試驗(yàn)根據(jù)電磁兼容的GB/T 17626系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，電磁兼容不同的測試項(xiàng)目針對不同類型的電磁騷擾形式。我們可按照騷擾源作用的時(shí)間分為瞬態(tài)波騷擾源和連續(xù)波騷擾源兩種。下面將一些常用的試驗(yàn)項(xiàng)目分別做一簡述<4>。

（1）    抗瞬態(tài)波騷擾源的試驗(yàn)項(xiàng)目有：

l           靜電放電抗擾度：檢查人或物體在接觸設(shè)備時(shí)所引起的放電（直接放電），以及人或物體對設(shè)備鄰近物體的放電（間接放電）時(shí)對設(shè)備工作造成的影響。

l           電快速瞬變脈沖群抗擾度：模擬電網(wǎng)中眾多的機(jī)械開關(guān)在切換電感性負(fù)載時(shí)或繼電器觸點(diǎn)彈跳時(shí)所產(chǎn)生的干擾。

l           浪涌（沖擊）抗擾度：模擬自然界里的雷擊（間接雷）以及供電線路中因大型開關(guān)切換所引起的單極性浪涌沖擊對設(shè)備的影響。

l           脈沖磁場抗擾度：雷擊在金屬結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的浪涌電流或電力系統(tǒng)故障的起始暫態(tài)所引發(fā)的磁場，這類磁場與其產(chǎn)生源一樣是脈沖型的。

l           阻尼振蕩磁場抗擾度：阻尼振蕩磁場是由高壓變電站的隔離刀閘切合高壓母線產(chǎn)生的，設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下接受此項(xiàng)試驗(yàn)。本項(xiàng)不包括電纜或現(xiàn)場其它設(shè)備通過感性或容性耦合而引起的騷擾。

l           電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度：電壓暫降、短時(shí)中斷是由電網(wǎng)、電力設(shè)施的故障突然出現(xiàn)大的變化引起的，在某些情況下，會(huì)出現(xiàn)兩次或更多次連續(xù)的暫降或中斷。電壓變化是由連接到電網(wǎng)的負(fù)荷連續(xù)變化引起的。

l           振蕩波抗擾度：由隔離刀閘操作可引起振蕩波，振蕩波分單次（振鈴波）和阻尼振蕩的脈沖群（阻尼振蕩波）兩種。

（2）    抗連續(xù)波騷擾源的試驗(yàn)項(xiàng)目有：

l           射頻電磁場輻射抗擾度：考核80MHz～1000MHz頻率范圍的輻射電磁場對運(yùn)行設(shè)備的影響。

l           射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度：考核0.15MHz～80MHz頻率范圍的輻射電磁場產(chǎn)生的傳導(dǎo)騷擾對設(shè)備的影響。

l           諧波和諧間波：諧波是處于基波頻率整數(shù)倍處的電磁騷擾，而諧間波是出現(xiàn)在非基波頻率整數(shù)倍處的連續(xù)的信號(hào)成分，對設(shè)備的影響。

l           工頻磁場抗擾度：用于模擬在輸電線或母線附近由于流過大電流所產(chǎn)生的工頻強(qiáng)磁場對電子設(shè)備（尤其是帶有磁敏元件的設(shè)備）產(chǎn)生的影響。

l           射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度：考核產(chǎn)品或設(shè)備通過電纜線耦合外界9kHz～80MHz電磁騷擾后能否保持正常工作狀態(tài)的能力。

電磁發(fā)射試驗(yàn)是測量設(shè)備在150kHz～1GHz范圍內(nèi)對向外界輻射的無線電騷擾電平的限值。

以上各不同測試項(xiàng)目分別針對不同的電磁騷擾類別，對于不同的電力通信設(shè)備應(yīng)合理地選擇相應(yīng)的測試項(xiàng)目。

電力通信設(shè)備種類繁多，但其共性均為通過不同的端口實(shí)現(xiàn)通信及其功能。為此，有必要對電力通信設(shè)備的端口進(jìn)行定義，并按照其端口的類別提出電磁兼容測試項(xiàng)目及指標(biāo)要求。電力通信設(shè)備的端口示意圖見圖2所示。EUT為受試電力通信設(shè)備。

圖2 電力通信設(shè)備的端口

Fig. 2 The port of electric power ecommunication equipment

電源端口：電力通信設(shè)備的交流或直流電源的輸入口。

外殼端口：電磁場可能輻射或沖擊通過的電力通信設(shè)備的物理邊界。

功能地端口：電力通信設(shè)備上的除了以電氣安全為目的之外的與大地連接的端口。

輸入端口：用于與其它電力通信設(shè)備連接輸入信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)其功能的端口。

輸出端口：用于電力通信設(shè)備輸出所產(chǎn)生的信息的端口。

我們建議對電力通信設(shè)備各個(gè)端口按照如下試驗(yàn)項(xiàng)目提出電磁兼容性的參數(shù)指標(biāo)要求：

對于電源端口和輸入輸出端口，建議做射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度、電快速瞬變脈沖群、振蕩波抗擾度、浪涌（沖擊）抗擾度。

對于有功率輸出的輸出端口，建議加做無線電騷擾限值。

對于功能地端口，建議做射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度、電快速瞬變脈沖群。

對于外殼端口，建議做射頻電磁場輻射抗擾度、靜電放電抗擾度、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)發(fā)射，有磁敏元件時(shí)加做工頻磁場抗擾度。

電力通信設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境大致可分為兩種情況。

A類環(huán)境指嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境，具有以下特點(diǎn)：

（1）     由繼電器和接觸器控制的電源、控制和功率回路中對電快速瞬變/脈沖群沒有抑制。

（2）     工業(yè)線路與其它處于嚴(yán)酷等級(jí)更高的環(huán)境中的線路之間沒有隔離。

（3）     電源、控制、信號(hào)和通信電纜之間沒有隔離。

（4）     控制線和信號(hào)線使用同一個(gè)公共的多芯電纜。

電力系統(tǒng)中的戶外設(shè)備如沒有采取特別措施的發(fā)電廠、戶外高壓變電站的配電廠地和運(yùn)行電壓達(dá)500kV的氣體絕緣開關(guān),都屬于此類環(huán)境的典型例子。

B類環(huán)境指典型的工業(yè)環(huán)境，具有以下特點(diǎn)：

（1）     在用繼電器（無接觸器）開斷的電源和控制回路中對電快速瞬變/脈沖群沒有抑制。

（2）     工業(yè)線路與其它處于嚴(yán)酷等級(jí)更高的環(huán)境中的線路之間有不完善的隔離。

（3）     電源、控制、信號(hào)和通信有的電纜。

（4）     電源、控制、信號(hào)和通信電纜之間有不完善的隔離。

（5）     主要由（連結(jié)到保護(hù)接地系統(tǒng)的）電纜支架中的導(dǎo)電管、接地導(dǎo)體，以及接地網(wǎng)組成的接地系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)中的戶內(nèi)設(shè)備、發(fā)電廠及露天高壓變電站的繼電保護(hù)室都屬于此類環(huán)境的典型例子。

根據(jù)電力通信設(shè)備所處的運(yùn)行環(huán)境，應(yīng)考慮提出不同的電磁兼容試驗(yàn)級(jí)別。例如，靜電放電抗擾度、電快速瞬變抗擾度、射頻電磁場輻射抗擾度等。一般在B類環(huán)境下需要滿足3級(jí)嚴(yán)酷等級(jí)要求，而在A類環(huán)境下需要滿足4級(jí)嚴(yán)酷等級(jí)要求。

電磁兼容試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定條件分為四類：

（1）     A類：在技術(shù)要求限值內(nèi)性能正常；

（2）     B類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但能自行恢復(fù)；

（3）     C類：功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但需操作者干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位；

（4）     D類：因設(shè)備（元件）或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能自行恢復(fù)至正常狀態(tài)的功能降低或喪失。

顯然，上述四種結(jié)果中，A類結(jié)果可判定為合格，D類結(jié)果判定為不合格。B類和C類結(jié)果應(yīng)根據(jù)電力通信設(shè)備傳輸?shù)男畔⒅匾圆煌瑏碛枰源_定。

電力通信設(shè)備由于在通信網(wǎng)絡(luò)中所處的位置不同，傳輸?shù)男畔⒅匾圆煌?，其對于電磁兼容試?yàn)結(jié)果的判定條件也需要區(qū)別對待。建議對于傳輸繼電保護(hù)信號(hào)和有傳輸時(shí)間實(shí)時(shí)性要求的設(shè)備按照A類判據(jù)，工作于電力通信網(wǎng)絡(luò)中心位置的設(shè)備按照A類或者B類判據(jù)，而工作與電力通信網(wǎng)絡(luò)邊緣位置的設(shè)備按照B類或者C類判據(jù)。

電磁兼容概念是近幾年國內(nèi)普遍開始關(guān)注的熱點(diǎn)，電力通信設(shè)備的電磁兼容性更是在電網(wǎng)運(yùn)行中占據(jù)著舉足輕重的重要地位，它的性能優(yōu)劣將直接影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前電力通信技術(shù)領(lǐng)域還沒有一個(gè)有針對性的電網(wǎng)通信設(shè)備電磁兼容性能的通用標(biāo)準(zhǔn)，因此，本文所提出的內(nèi)容將對能要求具有普遍的實(shí)用價(jià)值。下面有幾點(diǎn)需要特別說明，以便于在電力通信設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、檢測和招標(biāo)中注意：

（1）     電磁兼容試驗(yàn)的結(jié)果由于其在試驗(yàn)過程中可能的影響因素比較多，在重復(fù)性試驗(yàn)中，試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)比較困難。

（2）     隨著電磁兼容技術(shù)的發(fā)展，新的標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)對電磁兼容試驗(yàn)的頻率范圍進(jìn)行了擴(kuò)展，并要求在實(shí)際測試的試驗(yàn)級(jí)別之下的級(jí)別也要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）     電力通信設(shè)備種類繁多，相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可在本文基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。如試驗(yàn)級(jí)別和判定方法等。

（4）     對于特殊的電力通信設(shè)備，應(yīng)當(dāng)增加專門的電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目，如增加對外輻射的限值、工頻磁場以及工頻諧波和諧間波等項(xiàng)目。