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摘要：本文通過對電力通信設備電磁兼容性的分析，提出了對電磁兼容性進行不同等級、不同判據和不同項目的對待方式。并結合*公司企業標準《電網通信設備電磁兼容性能規范》的編寫，提出了對電力通信設備電磁兼容性能的一般性規范要求。本文提出的論點對我國電力通信設備電磁兼容性能的設計、檢測和運行要求具有一定的參考價值。

關鍵詞：電磁兼容 電力通信 規范

目前，我國電力通信事業伴隨著電力工業的蓬勃發展而快速成長，電力通信領域在*公司努力打造“一強三優”現代公司的宏偉目標下，正在逐步實現技術上數字化，應用上網絡化和運行上規范化。針對《電力通信專業標準體系架構導則》，*公司已下達了《電網通信設備電磁兼容性能規范》企業標準的編制任務，該項標準的制定將規范電力通信設備的電磁兼容技術要求，為保證電力系統安全、可靠運行奠定基礎。

電力通信設備的電磁兼容問題由來已久，以前曾經出現過電力通信設備開關電源在生產調試過程中產品技術性能正常，一旦安裝到電力系統的變電站投入運行后，經常出現不正常的工作狀態，如開關電源發生保護、自行切斷供電的情況。更為嚴重的是某省電網在500kV雙回線系統中一路出現接地短路故障時，另一回路上工作的國外高頻保護通信設備收到干擾信號，錯發繼電保護跳閘信號，導致電力系統故障的擴大。以上的現象都是由于設備的電磁兼容性不符合要求所致。要求我們應盡早規范電力通信設備電磁兼容性的技術要求。

所謂電磁兼容性－EMC（Electromagnetic compatibility）包括兩個方面的含義，即設備或系統產生的電磁發射，不致影響其它設備或系統的功能；而本設備或系統的抗*力，又足以使本設備或系統的功能不受其它干擾的影響<1>。我們對任何可能引起裝置、設備或系統性能降低或者對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象稱為電磁騷擾（Electromagnetic disturbance），而對電磁騷擾引起的設備，傳輸通道或系統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來采取各種措施，如屏蔽、濾波和接地等方法。

上主要的相關電磁兼容標準機構是電工委員會，其下屬的無線電干擾特別委員會（法文簡寫CISPR）負責9kHz頻率以上電磁兼容標準，主要是電磁發射部分，而IEC TC77技術委員會負責9kHz以下的電磁兼容標準，主要是抗擾度部分。但是由于CISPR組織成立較早，實際上標準內容有所交叉。電工委員會IEC標準發布的電磁兼容標準體系中的基礎標準有IEC/CISPR 16無線電騷擾和抗擾度測量設備規范和測量方法和IEC 61000－4電磁兼容（EMC）試驗與測量技術兩個系列標準，該兩個系列標準已成為制定各種電氣產品電磁兼容標準的依據。

我國電力行業中遠動系統及設備采用的電磁兼容標準主要是GB/T 17626系列標準，其中繼電保護設備主要采用GB/T 14598系列標準中有關電磁兼容標準的部分。對于通信設備，現階段執行的電磁兼容標準有GB/T 17626系列標準國家標準和*的有關標準，這些標準有：

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

l           GB/T 17626.3 電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗

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

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

l           GB/T 17626.6 電磁兼容試驗和測量技術 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度

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

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

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

l           GB/T 17626.11 電磁兼容試驗和測量技術電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗

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

l           GB 19286-2003電信網絡設備的電磁兼容性要求及測量方法

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

l           YD/T 993-2006 電信終端設備防雷技術要求及試驗方法

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

l           GB 9254-1998 信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法

l           GB/T 17618-1998 信息技術設備抗擾度限值和測量方法

此外，還有一些電力通信相關的產品或產品類標準中包含了電磁兼容的測試內容，如：

l           GB/T 7255-1998 單邊帶電力線載波機

l           GB/T 15153.1-1998 遠動設備及系統 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技術條件

由以上標準列表可見，電力通信行業電磁兼容標準還處于缺乏統一規范的狀態，在產品標準的電磁兼容內容中可能還存在測試項目的選擇不合理，試驗級別和結果判定方法未定義或者不適用等問題。因此，這次*公司關于《電網通信設備電磁兼容性能規范》企業標準的編制任務就是要解決上述問題。

電磁兼容性能試驗包括電磁發射和抗擾度試驗兩部分。

抗擾度試驗根據電磁兼容的GB/T 17626系列基礎標準，電磁兼容不同的測試項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間分為瞬態波騷擾源和連續波騷擾源兩種。下面將一些常用的試驗項目分別做一簡述<4>。

（1）    抗瞬態波騷擾源的試驗項目有：

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

l           電快速瞬變脈沖群抗擾度：模擬電網中眾多的機械開關在切換電感性負載時或繼電器觸點彈跳時所產生的干擾。

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切換所引起的單極性浪涌沖擊對設備的影響。

l           脈沖磁場抗擾度：雷擊在金屬結構中產生的浪涌電流或電力系統故障的起始暫態所引發的磁場，這類磁場與其產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生的，設備在運行狀態下接受此項試驗。本項不包括電纜或現場其它設備通過感性或容性耦合而引起的騷擾。

l           電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度：電壓暫降、短時中斷是由電網、電力設施的故障突然出現大的變化引起的，在某些情況下，會出現兩次或更多次連續的暫降或中斷。電壓變化是由連接到電網的負荷連續變化引起的。

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）    抗連續波騷擾源的試驗項目有：

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行設備的影響。

l           射頻場感應的傳導騷擾抗擾度：考核0.15MHz～80MHz頻率范圍的輻射電磁場產生的傳導騷擾對設備的影響。

l           諧波和諧間波：諧波是處于基波頻率整數倍處的電磁騷擾，而諧間波是出現在非基波頻率整數倍處的連續的信號成分，對設備的影響。

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生的工頻強磁場對電子設備（尤其是帶有磁敏元件的設備）產生的影響。

l           射頻場感應的傳導騷擾抗擾度：考核產品或設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的能力。

電磁發射試驗是測量設備在150kHz～1GHz范圍內對向外界輻射的無線電騷擾電平的限值。

以上各不同測試項目分別針對不同的電磁騷擾類別，對于不同的電力通信設備應合理地選擇相應的測試項目。

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

圖2 電力通信設備的端口

Fig. 2 The port of electric power ecommunication equipment

電源端口：電力通信設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備的物理邊界。

功能地端口：電力通信設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備連接輸入信號，以實現其功能的端口。

輸出端口：用于電力通信設備輸出所產生的信息的端口。

我們建議對電力通信設備各個端口按照如下試驗項目提出電磁兼容性的參數指標要求：

對于電源端口和輸入輸出端口，建議做射頻場感應的傳導騷擾抗擾度、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，建議做射頻場感應的傳導騷擾抗擾度、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、輻射發射、傳導發射，有磁敏元件時加做工頻磁場抗擾度。

電力通信設備的運行環境大致可分為兩種情況。

A類環境指嚴酷的工業環境，具有以下特點：

（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）     工業線路與其它處于嚴酷等級更高的環境中的線路之間沒有隔離。

（3）     電源、控制、信號和通信電纜之間沒有隔離。

（4）     控制線和信號線使用同一個公共的多芯電纜。

電力系統中的戶外設備如沒有采取特別措施的發電廠、戶外高壓變電站的配電廠地和運行電壓達500kV的氣體絕緣開關,都屬于此類環境的典型例子。

B類環境指典型的工業環境，具有以下特點：

（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）     工業線路與其它處于嚴酷等級更高的環境中的線路之間有不完善的隔離。

（3）     電源、控制、信號和通信有的電纜。

（4）     電源、控制、信號和通信電纜之間有不完善的隔離。

（5）     主要由（連結到保護接地系統的）電纜支架中的導電管、接地導體，以及接地網組成的接地系統。

電力系統中的戶內設備、發電廠及露天高壓變電站的繼電保護室都屬于此類環境的典型例子。

根據電力通信設備所處的運行環境，應考慮提出不同的電磁兼容試驗級別。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類環境下需要滿足3級嚴酷等級要求，而在A類環境下需要滿足4級嚴酷等級要求。

電磁兼容試驗結果的評定條件分為四類：

（1）     A類：在技術要求限值內性能正常；

（2）     B類：功能或性能暫時降低或喪失，但能自行恢復；

（3）     C類：功能或性能暫時降低或喪失，但需操作者干預或系統復位；

（4）     D類：因設備（元件）或軟件損壞，或數據丟失而造成不能自行恢復至正常狀態的功能降低或喪失。

顯然，上述四種結果中，A類結果可判定為合格，D類結果判定為不合格。B類和C類結果應根據電力通信設備傳輸的信息重要性不同，來予以確定。

電力通信設備由于在通信網絡中所處的位置不同，傳輸的信息重要性不同，其對于電磁兼容試驗結果的判定條件也需要區別對待。建議對于傳輸繼電保護信號和有傳輸時間實時性要求的設備按照A類判據，工作于電力通信網絡中心位置的設備按照A類或者B類判據，而工作與電力通信網絡邊緣位置的設備按照B類或者C類判據。

電磁兼容概念是近幾年國內普遍開始關注的熱點，電力通信設備的電磁兼容性更是在電網運行中占據著舉足輕重的重要地位，它的性能優劣將直接影響到電網的安全穩定運行。目前電力通信技術領域還沒有一個有針對性的電網通信設備電磁兼容性能的通用標準，因此，本文所提出的內容將對能要求具有普遍的實用價值。下面有幾點需要特別說明，以便于在電力通信設備研發、生產、檢測和招標中注意：

（1）     電磁兼容試驗的結果由于其在試驗過程中可能的影響因素比較多，在重復性試驗中，試驗結果的再現比較困難。

（2）     隨著電磁兼容技術的發展，新的標準中已經對電磁兼容試驗的頻率范圍進行了擴展，并要求在實際測試的試驗級別之下的級別也要符合相關標準的要求。

（3）     電力通信設備種類繁多，相關的產品標準可在本文基礎上根據實際情況進行修正。如試驗級別和判定方法等。

（4）     對于特殊的電力通信設備，應當增加專門的電磁兼容試驗項目，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目。