控制工程中的电磁兼容

绪论 / 001

1.1控制工程中的电磁兼容 / 001

1.2电磁噪声和干扰 / 002

1.3电磁噪声的分类 / 003

1.4构成电磁干扰问题的三要素 / 004

1.5电磁干扰的耦合途径 / 007

1.6电缆的屏蔽 / 008

1.7接地系统 / 008

1.8解决抗干扰问题的基本理论和必要的工具 / 010

1.9区分工艺参数发生异常的两种可能性 / 010

2干扰的电容性耦合和电缆的静电屏蔽 / 013

2.1电容性耦合的模型 / 013

2.2工程上估算感应噪声电压Un大小的方法 / 015

2.3雷击中的电容性耦合 / 016

2.4抑制电容性耦合的措施 / 018

2.5电缆的静电屏蔽 / 019

2.6主动屏蔽与被动屏蔽 / 020

2.7静电屏蔽和拉开电缆间距效果的比较 / 021

2.8不同屏蔽材料的屏蔽效能 / 022

2.9某核电站反应堆停堆事故的分析与解决方案 / 022

2.9.1事故的描述 / 022

2.9.2事故原因的理论分析 / 023

2.9.3现场试验 / 024

2.9.4解决方案 / 025

3干扰的电感性耦合和电缆的电磁屏蔽 / 027

3.1电感性耦合的模型 / 027

3.2同轴电缆的主动电磁屏蔽 / 029

3.3同轴电缆的被动电磁屏蔽 / 031

3.4双绞线的电磁屏蔽原理及其应用 / 032

3.4.1主动电磁屏蔽 / 032

3.4.2被动电磁屏蔽 / 033

3.5同轴电缆和屏蔽双绞线的应用 / 034

3.6电容性耦合与电感性耦合的区分 / 035

3.7金属管线对雷电磁场的屏蔽作用 / 035

3.7.1概述 / 035

3.7.2理论分析 / 037

3.7.3金属屏蔽管两端接地的地电位差带来的影响 / 038

4干扰的辐射耦合和电缆的辐射屏蔽 / 040

4.1近场和远场（感应场和辐射场） / 041

4.2波阻抗 / 042

4.3电磁场耦合的感应噪声 / 043

4.4抑制辐射耦合的主要方法——辐射屏蔽 / 044

4.5电缆屏蔽的综述 / 047

5控制室的网格屏蔽 / 051

5.1从一个引例看控制室的屏蔽 / 051

5.2计算步骤 / 053

5.3脉冲磁场抗扰度Ha的取值 / 056

5.4计算实例 / 058

5.4.1例1 / 058

5.4.2例2 / 059

5.5关于屏蔽导体截面积的影响 / 060

5.6屏蔽网格尺寸的工程用查表 / 0616接地系统的接地体 / 064

6.1接地系统的基本概念 / 064

6.1.1概述 / 064

6.1.2接地体的结构 / 066

6.1.3控制系统设置保护地的原则 / 067

6.1.4接地系统产生的电磁干扰 / 068

6.2接地电阻 / 069

6.2.1接地电阻的定义 / 069

6.2.2接地电阻的计算值 / 071

6.2.3不同接地体的接地电阻的理论计算式 / 073

6.2.4降阻剂 / 077

6.2.5离子接地体 / 079

6.3独立接地和共用接地网的比较 / 080

6.3.1接地方式的形态 / 081

6.3.2独立接地 / 081

6.3.3共用接地网 / 084

6.4工频接地电阻和冲击接地电阻 / 087

6.5共用接地网接地电阻的测量 / 090

6.6土壤电阻率的测量 / 0907接地系统的连接 / 092

7.1接地连接的总体要求 / 092

7.2接地连接的耦合 / 093

7.2.1串联接地 / 093

7.2.2并联接地 / 094

7.3机柜内接地汇流排的设置和分类汇总 / 096

7.4低压交流供电系统的接地制式 / 097

7.5控制系统接地连接的相关问题 / 100

7.5.1现场仪表的接地连接 / 100

7.5.2接地的搭接 / 101

7.5.3关于控制系统机柜的对地浮空 / 103

7.5.4接地干线的屏蔽 / 104

7.5.5浮地 / 105

7.6运动系统的接地技术 / 105

7.6.1船舶接地系统 / 105

7.6.2悬浮接地系统 / 107

7.7控制系统对接地电阻值要求的讨论 / 107

7.7.1我国涉及电气装置接地电阻值要求的相关标准 / 108

7.7.2控制机柜的接触电位差和对保护地接地电阻值的要求 / 109

7.7.3控制系统对工作地接地电阻值的要求 / 110

7.7.4控制系统对接地电阻值要求的结论 / 1118隔离与滤波 / 113

8.1交流低压电源的隔离 / 113

8.1.1控制系统对交流低压电源的一般要求 / 114

8.1.2交流电源中产生干扰的主要原因 / 114

8.1.3隔离变压器 / 115

8.1.4交流低压系统的零地电压对控制系统的影响 / 117

8.2信号的隔离 / 119

8.2.1信号的传输隔离 / 120

8.2.2信号的转换隔离 / 120

8.2.3信号的分配隔离 / 121

8.2.4信号的安全隔离 / 121

8.2.5电源隔离 / 122

8.2.6隔离精度 / 122

8.2.7无源隔离器和信号的驱动能力 / 123

8.2.8隔离器的响应时间 / 124

8.2.9开关量的隔离 / 124

8.3I／O信号的数字滤波 / 127

8.3.1模拟信号的数字滤波 / 127

8.3.2开关量信号的采样滤波 / 130

8.4铁氧体磁环滤波器 / 132

8.5长线传输干扰的抑制 / 135

8.5.1数字信号传输过程中的波反射 / 136

8.5.2终端开路时的波反射 / 136

8.5.3终端短路时的波反射 / 137

8.5.4终端电阻的匹配 / 138

8.5.5抑制波反射的几种匹配措施 / 1389控制系统的静电防护 / 140

9.1静电放电的特点 / 141

9.2人体的静电模型（HBM） / 144

9.3静电防护的软接地 / 147

9.4防静电工作区的理念 / 150

9.4.1概述 / 150

9.4.2EPA等级的划分 / 151

9.4.3EPA要素 / 151

9.4.4EPA静电泄漏电阻的取值 / 153

9.5控制室静电防护的基本措施 / 153

9.6防静电地面和其接地 / 156

附1物体带电顺序表和人体、器件带电电压值 / 157

附2防静电工作区的环境条件要求 / 15810控制系统的雷电防护 / 160

10.1雷电概述 / 160

10.1.1雷云结构和放电原理 / 160

10.1.2直击雷（云对地）的选择性 / 162

10.1.3雷电流威胁控制系统的危险半径 / 163

10.2外部防雷装置的基本原理 / 165

10.3雷电对控制系统的侵害途径 / 167

10.3.1静电感应（电容性耦合） / 168

10.3.2电磁感应（电感性耦合） / 168

10.3.3反击（电阻性耦合） / 169

10.3.4电磁场辐射（电磁耦合） / 170

10.4控制系统雷电防护的基本措施 / 171

10.4.1接地／等电位连接 / 171

10.4.2电缆的屏蔽 / 173

10.4.3合理布线 / 175

10.4.4使用浪涌保护器（SPD） / 177

10.5交流低压电源系统SPD的应用 / 181

10.5.1控制系统用电设备的浪涌抗扰度 / 181

10.5.2TNS制配电系统中的SPD的配置方式 / 182

10.5.3控制室供电箱内SPD的参数选择 / 183

10.5.4多级SPD之间的能量配合和动作配合 / 185

10.6信号、通信线路的SPD / 187

10.6.1SPD配置的参考原则 / 187

10.6.2I／O信号SPD的参数值 / 188

10.6.3通信端口上的SPD的主要参数 / 188

10.7SPD安装中的一个问题 / 188

10.8几个案例分析所带来的思考 / 191

10.8.1控制系统的雷电防护是否一定要使用SPD / 191

10.8.2因反击造成的雷击事故 / 194

10.8.3安全栅能否替代SPD / 195

10.8.4某燃气公司混配站的雷击案例分析 / 196

10.8.5某石化公司加氢裂化装置DCS的雷害隐患 / 198

10.9浪涌保护器（SPD）的隔爆论证和本安论证 / 199

10.9.1概述 / 199

10.9.2关于爆炸危险场所的划分 / 202

10.9.3适用于SPD的防爆机制 / 203

10.9.4本安型系统的认证 / 20411控制系统的抗扰度与发射 / 209

11.1抑制串模干扰和共模干扰的能力 / 209

11.1.1共模干扰抑制比CMRR和串模干扰抑制比SMRR / 211

11.1.2关于CMRR指标值和SMRR指标值的计算方法 / 214

11.1.3建议 / 215

11.2仪表、控制系统的抗扰度 / 216

11.2.1电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度 / 218

11.2.2电快速瞬变脉冲群抗扰度 / 220

11.2.3浪涌（冲击）抗扰度 / 221

11.2.4静电抗扰度 / 223

11.2.5工频磁场抗扰度 / 223

11.2.6脉冲磁场抗扰度 / 224

11.2.7射频电磁场辐射抗扰度 / 224

11.2.8射频场感应的传导骚扰抗扰度 / 226

11.2.9评定抗扰度试验结果的通用原则（性能判据） / 227

11.3仪表、控制系统的发射 / 227

11.3.1电磁辐射发射（RE） / 228

11.3.2传导发射（CE） / 229

11.4电磁兼容设计 / 230参考文献 / 232

跋——真实的感悟 / 237