摘要：伴随着自动化控制技术的迅速发展，由工业计算机IPC跟可编程序控制器plc共同组成的集数据采集，过程控制以及信息传送于一体的监控体系在自来水的供水生产过程中应用广泛。主要就是把无线通信网络技术当做是基础，把对个RTU跟调度中心服务器有效连接在一起，进而达到调度中心高质量，高速度，高适应性的生产以及管理功能。
关键词：防雷电及抗干扰技术；自来水厂自动化监控系统；有效的应用
引言：系统的硬件设备基本上都是通过高度集成化的CMOS电路跟CPU单元结合而成的，其对瞬间通过电压的承受力度有所减低，本身的抗强电磁场，雷电等因素影响的能力不是很强，导致供水生产自动监控系统在整个运行的过程之中受到干扰的可能性大幅度上涨，在数据采集以及传输的这一个过程中时常都会出现畸变的情况发生。数据产生波动，测量数据跟实际出现的数据有一定的偏差。为了有效提升其运行的安全和可靠性能，必须要针对不同的干扰源，制定出有效的，有针对性的防雷电，抗干扰方案。
1.瞬间通过电压的成因和危害
1.1瞬间通过电压的产生以及途径
瞬间通过电压就是说的是在微秒或者是毫秒时间单位上，所产生的一种尖峰冲击电压，而不是一般电源上面的过压，瞬间过电压一般有两种产生的方式：雷击或者是电气开关触头的通断过程。一般结构的建筑物只要使用避雷防护就可以保护好自身不受到雷击的威胁，但是没有办法有效避免雷击对建筑物内部电气，电子设备造成损害。
感应雷的侵入方式一般有两种：第一种就是直击电源的输入线，经过电源线然后进入其中，威胁设备的正常运行。第二种就是感应方式耦合到电源、信号线上，最后损害设备。当电流在导体上面进行传输的时候，会产生一种电磁场，磁场储存能力的具体大小跟电流的具体大小以及导线的长度都是正比关系，如果遇到大负荷电气设备的控制开关在闭合的时候，会突然产生瞬间的过电压而给设备带来严重的影响。
1.2瞬间过电压对自动化控制系统电子设备的危害
瞬间过电压会严重干扰电子的设备信号，数据的传输以及保存工作，严重的还会导致重要数据丢失的情况发生，使得电子设备产生误动作或者是发生扭动，这无疑是严重影响了电子设备的使用年限，严重一点的还会烧毁元器件和设备，导致自动化系统陷入瘫痪的一种状态。
自来水厂自动化系统的监控点一般都是设置在构筑物里面。网络、电源以及信号用线都是埋放在电缆沟里面，构筑物基本上都有避雷网保护，所以受到雷电直接打击的可能性不是很大。为此，自动化控制系统重点的防范对象就应当是感应雷带来的危害。
根据国外的相关的调查资料显示，在计算机等电子设备受到了雷击损坏的事故里面，雷电波侵入导致事故发生的几率要高于85%，依照某市区自来水厂自动化监控系统运行以来，事故统计的资料显示，基本上所有的数据成因都是因为雷电波的成功侵入而导致的。雷电波主要就是顺着接入的电源线，天线以及信号线等有效侵入，进而对自动控制装置的电源，通信等模板造成直接损坏。除此之外，也可以自信号采集线跟接地网引入有害的信号电流跟接地电流，损坏自动化系统或者是影响正常的工作运行。
2.电磁干扰的成因和危害
2.1电磁干扰的来源
影响调度监控系统运行的电磁干扰可以大概分成两个部分：外部、内部。外部的干扰主要就是说的是低压开关合闸操作、雷电、短路故障跟高电压大电流导线等发生的干扰，用电设备向周边辐射出电磁波，高频载波，对讲机等电磁辐射产生出来的干扰，跟自动化监控系统站点旁边一些电台，通信设备等产生出来的电磁干扰等等。内部的干扰就是说的是通过自动化系统的结构，元件布置和工艺等共同决定的。其大概就是包含了杂散电感，电容引起的不同信号感应，长线传输导致的波反射，寄生震荡跟尖峰信号导致的干扰等等。
2.2电磁干扰的传输途径
电磁干扰的传输途径可以大概分成两个方面：传导干扰跟辐射干扰。传导干扰就是说通过干扰源跟被干扰设备两者之间的公共阻抗去进行传播的；辐射干扰就是指经过电磁波展开传播工作的。这两者相互可以进行转换工作，辐射干扰通过导向能够转换成传导干扰，传导干扰能够形成辐射干扰。
2.3电磁干扰的信号模式
可以分为两种形式：差模干扰、共模干扰。差模干扰就是用串联的形式出现在信号源回路之中的干扰信号。共模干扰就是通过网络对地电位发生改变引发的干扰。
3.自动化控制系统防雷以及抗干扰的有效举措
3.1采取接地与屏蔽举措
为了有效减少雷电以及电磁干扰，自动化控制系统监控中心的机房里面必须要有均压带，围绕机房设置环形接地母线跟电子设备外壳当做是等电位联结，然后跟防雷接地网连接在一起，监控中心所在的建筑钢筋等金属导体，地板都必须要相互进行焊接，对电子设备施展屏蔽工作就是预防干扰的一种有效举措。在机房里面必须设有6面形的金属类屏蔽网，把这一个屏蔽网跟机房里面的环形接地母线进行多点连接。对微机数据传输线，自动化控制系统的通信信号线使用带有屏蔽层的双绞屏蔽电缆。在敷设的整个过程中，信号线，控制线必须要跟强电导线分开进行敷设工作，并且要确保电缆的屏蔽层采用单独的接地系统，其根本原因就是供水自动化监控系统组成不但有模拟电路，而且还有数字电路。数字地和模拟地不可以在一起，最后也只能够有一个点相连接。不然二者就会互相干扰，给设备造成损害。
3.2加装浪涌保护器
瞬间过电压的产生对加快设备的老化。对瞬间电压的防护办法主要就是通过加装浪涌保护器的形式。浪涌保护器是采用等地位的基本原理，提前把浪涌电流放入到地下。
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当过电压出现的时候，瞬变电压压制二极管（VS）作为速度最快的元件，第一个开始对电流进行泄放工作，并且把输出钳位在其截止电压上面，有效的预防了过电压给设备带来的危害。当在VS上的放电电流伴随着幅度值的增长而是充气式放电器两边的电压超过点火电压的时候，GDT动作，也就开始协方电流。这个时候GDT呈现出的是一个低阻状态，两边只有10到30V的电弧电压，所以能够防止因为过电压持续时间过于长而把VS烧毁的情况发生。
浪涌保护器除了使用气体放电管（GDT）、瞬变电压抑制二极管（VS）构成之外，有的时候还会用到压敏电阻（MOV），齐纳二极管跟金属间隙这一些元器件。这一些元器件各自的优点都非常明显，为了能够将其有效发挥出来，可以通过对这一些元件相互进行搭配去构建出对应的保护电路。可靠而有效的防雷方法是使用四级保护。第一级就是用三级气体放电管，把大一些的雷电限制到后面保护系统能够承受的力度；第二级就是使用限流模块，第三级就是使用压敏电阻，第四季级就是使用VS管。让输出钳位电压达到一个规定的要求范围。
3.3加装光电隔离器
针对RS232、RS485和CAN总线等数据通信接口的预防雷和抗干扰等，加装一个光电隔离器也是非常不错的办法。能够把自动化系统和各种传感器，开关等从电气上面隔离出来，能够有效阻挡很大一部分干扰。
结束语：本篇文章主要就是针对防雷电及抗干扰技术在自来水厂自动化监控系统中的应用，展开了研究与分析。旨在促进此项技术在更好的应用于自来水厂自动化监控系统过程中。
参考文献：
[1]周建敏.弱电设备防雷电技术与抗干扰探讨[J].无线互联科技，2014（01）：231.
[2]刘小军.论自来水厂中的防雷电及抗干扰技术[J].建筑知识，2010，30（S1）：50-52.
[3]王欣，田峰.防雷电及抗干扰技术在自来水厂自动化监控系统中的应用[J].电气时代，2007（12）：133-135.
论文作者:汪浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：干扰论文; 过电压论文; 雷电论文; 电压论文; 抗干扰论文; 自来水厂论文; 电流论文; 《基层建设》2019年第30期论文;