時間：2022-08-20 12:35:52
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關鍵詞：電子設備電磁兼容性干擾源有效抑制
1引言
隨著電子技術的迅速發展，現代的電子設備已廣泛地應用于人類生活的各個領域。當前，電子設備已處速發展的時期，并且這個發展過程仍以日益增長的速度持續著。電子設備的廣泛應用和發展，必然導致它們在其周圍空間產生的電磁場電平的不斷增加。也就是說，電子設備不可避免地在電磁環境（EME）中工作。因此，必須解決電子設備在電磁環境中的適應能力。電磁兼容性（EMC）是一門關于抗電磁干擾（EMI）影響的科學。目前，就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經形成一門新的學科。電磁兼容的中心課題是研究控制和消除電磁干擾，使電子設備或系統與其它設備聯系在一起工作時，不引起設備或系統的任何部分的工作性能的惡化或降低。一個設計理想的電子設備或系統應該既不輻射任何不希望的能量，又應該不受任何不希望有的能量的影響。
2電磁干擾源的分類
各種形式的電磁干擾是影響電子設備電磁兼容性的主要因素，因此，它是電磁兼容性設計中需要研究的重要內容。
2－1內部干擾
內部干擾是指電子設備內部各元部件之間的相互干擾，包括以下幾種。
（1）工作電源通過線路的分布電容和絕緣電阻產生漏電造成的干擾；(與工作頻率有關)
（2）信號通過地線、電源和傳輸導線的阻抗互相耦合，或導線之間的互感造成的干擾；
（3）設備或系統內部某些元件發熱，影響元件本身或其它元件的穩定性造成的干擾；
（4）大功率和高電壓部件產生的磁場、電場通過耦合影響其它部件造成的干擾。
2－2外部干擾
外部干擾是指電子設備或系統以外的因素對線路、設備或系統的干擾，包括以下幾種。
（1）外部的高電壓、電源通過絕緣漏電而干擾電子線路、設備或系統；
（2）外部大功率的設備在空間產生很強的磁場，通過互感耦合干擾電子線路、設備或系統；
（3）空間電磁波對電子線路或系統產生的干擾；
（4）工作環境溫度不穩定，引起電子線路、設備或系統內部元器件參數改變造成的干擾；
（5）由工業電網供電的設備和由電網電壓通過電源變壓器所產生的干擾。
3干擾的傳遞途徑
當干擾源的頻率較高、干擾信號的波長又比擾的對象結構尺寸小，或者干擾源與擾者之間的距離r>>λ／2π時，則干擾信號可以認為是輻射場，它以平面電磁波形式向外副射電磁場能量進入擾對象的通路。
（2）干擾信號以漏電和耦合形式，通過絕緣支承物等（包括空氣）為媒介，經公共阻抗的耦合進入擾的線路、設備或系統。
如果干擾源的頻率較低，干擾信號的波長λ比擾對象的結構尺寸長，或者干擾源與干擾對象之間的距離r<<λ／2π，則干擾源可以認為是似穩場，它以感應場形式進入擾對象的通路。
（3）干擾信號可以通過直接傳導方式引入線路、設備或系統。
4電磁兼容性設計的基本原理
4－1接地
接地是電子設備的一個很重要問題。接地目的有三個：
（1）接地使整個電路系統中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位，保證電路系統能穩定地干作。
（2）防止外界電磁場的干擾。機殼接地可以使得由于靜電感應而積累在機殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設備內部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。
（3）保證安全工作。當發生直接雷電的電磁感應時，可避免電子設備的毀壞；當工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機殼相通時，可避免操作人員的觸電事故發生。此外，很多醫療設備都與病人的人體直接相連，當機殼帶有110V或220V電壓時，將發生致命危險。
因此，接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個等電位點或等電位面，是電路或系統的基準電位，但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設備的機殼和機房的金屬構件等，必須與大地相連接，而且接地電阻一般要很小，不能超過規定值。
電路的接地方式基本上有三類，即單點接地、多點接地和混合接地。單點接地是指在一個線路中，只有一個物理點被定義為接地參考點。其它各個需要接地的點都直接接到這一點上。多點接地是指某一個系統中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。接地平面，可以是設備的底板，也可以是貫通整個系統的地導線，在比較大的系統中，還可以是設備的結構框架等等。混合接地是將那些只需高頻接地點，利用旁路電容和接地平面連接起來。但應盡量防止出現旁路電容和引線電感構成的諧振現象。
4－2屏面
屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。
因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
屏蔽體材料選擇的原則是：
（1）當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率（高電導率）的金屬材料中產生的渦流（P=I2R，電阻率越低（電導率越高），消耗的功率越大），形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果。
（2）當干擾電磁波的頻率較低時，要采用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間去。
（3）在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。
4－3其它抑制干擾方法
（1）濾波
濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導干擾的電平，因為干擾頻譜成份不等于有用信號的頻率，濾波器對于這些與有用信號頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網絡無論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強接收設備的抗干擾能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦網絡能把電路與電源隔離開，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號進入電路。對高頻電路可采用兩個電容器和一個電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當的濾波器能消除不希望的耦合。
（2）正確選用無源元件
實用的無源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時也可以利用元件具有的特性進行抑制和防止干擾。
（3）電路技術
有時候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結合屏蔽，采取平衡措施等電路技術。平衡電路是指雙線電路中的兩根導線與連接到這兩根導線的所有電路，對地或對其它導線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導線所檢拾到的干擾信號相等。這時的干擾噪聲是一個共態信號，可在負載上自行消失。另外，還可采用其它一些電路技術，例如接點網絡，整形電路，積分電路和選通電路等等。總之，采用電路技術也是抑制和防止干擾的重要措施。
5電磁兼容性問題的規范和標準
干擾特別委員會（CISPR），主要研究無線電系統中干擾噪聲的測量。1976年，CISPR開始制訂電磁干擾的EMI標準。1900年10月在幾經修訂基礎上公布再版標準，隨后該委員會還與國際無線通信資詢委員會一起審議，為電子產品電磁兼容性的檢測制訂數據要求及具體方法。制訂了以信息技術裝置噪聲為對象的“工業、科學及醫療用無線電儀器的干擾特性允許值及其測量方法”（標準11號）；“車輛、機動船和火花點火發動驅動裝置無線電干擾特性的測量方法及允許值”（標準12號）；“無線電和電視接收機的無線電干擾特性的測量方法及允許值”（標準13號）等。直至1992年中期，國際EMI標準才最終完善起來。CISPR推薦的容限已為世界上許多國家所采納，并作為其國家條例的基礎。
無線電發射機功率電平是影響周圍無線電電子設備，產生干擾電平的一個重要因素。因此無線電發射機功率電平應該受到限制。例如，根據無線電通信咨詢委員會357-1號建議，在衛星通信系統和地面微波中繼通信線路共同使用的（5800～8100MHz）頻段上，當給到天線上的功率不超過13dBW時，應該限制微波中繼通信線路的發射機有效輻射功率（即發射機功率和天線增益的乘積）數值為55dBW。建議同時限制衛星通信的地面站的功率及通信衛星輻射功率通量密度。許多其它的無線電業務，例如業余無線電愛好者的，移動通信系統等的發射機功率的最大值也應該受到限制。
頻率規劃在全國和全世界范圍內已被廣泛采用，是提高射頻資源利用率的一種途徑，也是保證無線電電子設備電磁兼容性的重要措施之一。因此應嚴格按照國際協議（無線電頻率分配表）和全國文件，實行國家、地區的頻帶劃分和業務之間的頻帶分配。根據頻率—空間分配的原理進行無線頻道分配。頻率規劃必須保證每個無線電電子設備干擾電平最小，或消除干擾，由國家無線電管理委員會負責協調。
近年來，我國許多部門都在開展電磁兼容性的試驗研究和有關技術標準的制定工作，制定了一系列標準和規范。例如，國家標準GB3907-83為工業無線電干擾基本測量方法；GB4824.1-84為工業、科學和醫療射頻設備無線電干擾允許值；GB6279-86為車輛、機動船和火花點火發動機驅動裝置無線電特性測量方法及允許值等。國家無線電管理委員會對工、科、醫等電子設備的使用頻率、帶寬和最大輻射場強都作出了具體規定。這對保證電子設備的正常工作和人民的正常生活以及促進現代科學技術更迅速發展，都起了重要的作用。
6一些典型電磁兼容性問題的解決
由于電子技術在各行各業中的廣泛應用，在人類活動的空間無處不充斥著電磁波，因此，電子設備不解決電磁波干擾問題，就不能兼容工作。在實際應用中，人們在研究抗干擾技術方面也積累了大量的經驗，不斷地研究出許多實用的方法來消除電磁干擾。
實驗發現汽車工作時，電磁干擾相當突出，嚴重時會損壞電子元器件。因此，汽車電子設備的電磁環境最為惡劣，汽車電子設備的電磁兼容性問題也特別受到人們的重視。汽車點火所產生的高頻輻射最為突出。日本和美國等先進國家的環保部門為防止汽車電氣噪聲對環境的污染，規定只能使用帶阻尼（如碳芯）的屏蔽線作為點火線，實踐表明這是很有效的措施。
為了解決微電技術，尤其是計算機在汽車上的應用和推廣，根據需要和實際要求，可以設計出效果良好的濾波電路，置于前級可使大多數因傳導而進入系統的干擾噪聲消除在電路系統的入口處；可以設置隔離電路，如變壓器隔離和光電隔離等解決通過電源線、信號線和地線進入電路的傳導干擾，同時阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的干擾；也可以設置能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；或通過選擇元器件和合理安排電路系統，使干擾的影響減小。
微機設備的軟件抗干擾主要是穩定內存數據和保證程序指針。微機是一個可編程控制裝置，軟件可以支持和加強硬件的抗干擾能力。如果微機系統中隨機內存RAM主要用于測量和控制時數據的暫時存放，內存空間較小，對存放的數據而言，若將采集到的幾組數據求平均值作為采樣結果，可避免在采集時因干擾而破壞了數據的真實性；如果存放在隨機內存中的數據因干擾而丟失或者數據發生變化，可以在隨機內存區設置檢驗標志；為了減少干擾對隨機內存區的破壞，可在隨機存儲器芯片的寫信號線上加觸發裝置，只有在CPU寫數據時才發。軟件抗干擾的措施也很多，如數字濾波程序、抗窄脈沖的延時程序、邏輯狀態的真偽判別等。有時候，必須采用軟件和硬件相結合的辦法才能抑制干擾，常用的辦法是設置一個定時器，從而保護程序正常運行。
近年來，電子儀器向著“輕、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向發展。塑料機箱、塑料部件或面板廣泛地應用于電子儀器上，于是外界電磁波很容易穿透外殼或面板，對儀器的正常工作產生有害的干擾，而儀器所產生的電磁波，也非常容易輻射到周圍空間，影響其它電子儀器的正常工作。為了使這種電子儀器能滿足電磁兼容性要求，人們在實踐中，研究出塑料金屬化處理的工藝方法，如濺射鍍鋅、真空鍍（AL）、電鍍或化學鍍銅、粘貼金屬箔（Cu或AL）和涂覆導電涂料等。經過金屬化處理之后，使完全絕緣的塑料表面或塑料本身（導電塑料）具有金屬那樣反射（如手機）。吸收、傳導和衰減電磁波的特性，從而起到屏蔽電磁波干擾的作用。實際應用中，采用導電涂料作屏蔽涂層，性能優良而且價格適宜。在需要屏蔽的地方，做成一個封閉的導電殼體并接地，把內外兩種不同的電磁波隔離開。實踐表明，若屏蔽材料能達到（30～40）dB以上衰減量的屏蔽效果時，就是實用、可行的。
由于電子技術應用廣泛，而且各種干擾設備的輻射很復雜，要完全消除電磁干擾是不可能的。但是，根據電磁兼容性原理，可以采取許多技術措施減小電磁干擾，使電磁干擾控制到一定范圍內，從而保證系統或設備的兼容性，例如，通信系統最初設計時，就應該嚴格進行現場電波測試，有針對性地選擇頻率及極化方式，避開雷達、移動通信等雜波干擾；高壓線選擇路徑時，應盡量繞開無線電臺（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收設備與工業干擾源設備適當配置，使接收設備與各種工業干擾源離開一定距離；在微波通信電路設計中，為了減少干擾，可采用天線高低站方式調整微波電路反射點，并利用山頭阻擋反射波，使之不能對直射波形成干擾。另外，微波鐵塔是獨立的高大建筑物，應采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。
關鍵詞：雷擊雷電波形SPD
近年來，電子信息設備和計算機系統已深入各行各業，由于這類設備的工作電壓和耐沖擊電壓水平低，極易受到雷電電磁脈沖的危害，從而使雷電災害由電力和建筑物這兩個傳統領域擴展到幾乎所有行業，特別是通訊、信息技術數據中心，計算機中心以及微電子生產行業等由于雷電造成的危害尤為重要。另一方面，因為雷擊是機率事件，這種影響尚未引起人們的注意，很多人認為只要按照國家的建筑物防雷設計規范做好避雷針(帶)、引下線和接地裝置等建筑物內外的防雷工作就“萬事大吉”了。但實際上，當雷擊現象發生時，建筑物的外部防雷裝置確實有效地抵御了雷擊對建筑物的破壞，同時均勻的避雷引下線與建筑物接地的均壓環也起到法拉第網籠的作用，保證建筑物內的人員不致因跨步電壓升高而導致觸電事故。
但這時當雷電擊中建筑物防雷裝置或擊中附近其他建筑物的避雷針(帶)并由引下線導人大地時，瞬間內在引下線自上而下的產生一個很強的變化磁場。處在這個電磁場作用下的導體，便會感應產生電壓，其數值也可達數十千伏，處在這個磁場作用范圍的電氣、信號、電源及它們的傳輸線路都因相對地切割了這個變化的磁場磁力線而產生出感應高壓，從而將用電設備擊壞。如圖1所示，如果導體的形狀是開口環形感應電壓，便會把幾厘米長的空氣間隙a、b擊穿發生火花放電。如果導體是一個閉合回路，感應電壓會造成一個電流通過，假如回路上有接觸不良的接點，這些地方就會局部發熱。再有，由于雷電沖擊波的能量集中在工頻附近幾十赫茲到幾百赫茲的低端，雷電沖擊波能量就容易與工頻回路發生耦合、諧振，于是雷電沖擊波從電源線路進入電子設備的機率要比從信號線中進入的機率要高很多，據統計，約有8％的雷擊損壞電子設備的事故是由電源引入的，因此應特別加強系統中設備電源的防雷措施。
l雷擊電子設備的途徑及損壞機理
雷擊過電壓損壞設備可分為兩種情況，一種是受雷電直擊，另一種受感應雷影響所致。據統計電子設備受雷電直擊而損壞的機率很小，而絕大多數損壞為感應雷造成，雷電行波通過傳輸信息的電路線傳至電子設備使其某些電子元件受損。
還有一種情況值得重視的是電子設備附近的大地或其他設備的接地體，因受直擊雷引起的電位升高，會使電子設備造成反擊，使之對地絕緣擊穿。根據傳統經驗電子設備的地線與電源設備的地線分開設置是減少這種雷電侵入途徑的有效措施之一。所以凡聯結有輸人或輸出線路的電子設備應考慮以上三條侵入途徑。不論那種途徑侵入的雷擊過電壓加在電子設備上沖擊引起兩種過電壓，一種是：使平衡電路某點出現超過允許的對地過電壓，稱為縱向過電壓，地電位上升引起的反擊也屬于從地系統侵入的縱向過電壓；另一種是平衡電路線間或不平衡電路線對地出現的過電壓稱為橫向過電壓。使用對稱傳輸線的設備，橫向過電壓是因線路兩線間存在不同的縱向過電壓；或因縱向防護元件放電性能的分散性(如動作時間有快慢的差別)是造成橫向過電壓的原因，如果在平衡線路上的兩個縱向防護元件，其中一路故障或失效這就造成了橫向過電壓的極限情況。對不平衡電路如對連接同軸電纜的電子設備其縱向過電壓即橫向過電壓。雷電沖擊過電壓可導致絕緣擊穿，也可產生過電流。進行縱向雷擊試驗的目的，在于檢驗設備在縱向過電壓下元器件對地的絕緣。橫向雷擊試驗則是檢驗兩線間出現沖擊過電壓時設備耐受沖擊的能力。
在電子設備中，易受雷擊過電壓損壞的元部件，大多數是靠近設備的入口端，如縱向過電壓會擊穿線路和設備間起匹配作用的變壓器匝間、層間、或線對地絕緣等。橫向過電壓可隨信息同時傳至設備內部，損壞設備內的阻容元件及固體元件。設備中元器件受損的程度，取決于元器件絕緣水平，即耐受沖擊的強度，對具有白復能力的絕緣，擊穿只是暫時的，一旦過壓消失，即可恢復。有些非自復性的絕緣介質，沖擊時只有小電流流過，一次沖擊不會立即中斷設備，但經過多次沖擊，隨著多次沖擊的累積可能會使元件逐漸受損最終導致毀壞，這就是為什么在試驗時要試驗沖擊次數，極性和間隔的原因所在。
電子元件受雷擊損壞的情況，概括起來不外下列三種：(1)受過電壓損壞的，如電容器、變壓器及電子元件的反向耐壓。(2)受過電壓沖擊能量損壞的，如二極管PN結正向損壞，沖擊危險程度在于流過元器件的過電流大小和持續時間，即能量大小。(3)易受沖擊功率損壞的，對元件的危害決定于沖擊電壓峰值和由此而產生的過電流。
2雷電波形
有關雷電沖擊波的描述是用波形參數說明，它有峰值波前時間和下降半峰值時間。如圖2所示。觀測的數據和波形均具有統計特．硅，服從某種分布規律，從而統計出雷電流幅值，波頭、波尾、陡度、能量等概率分布。多年來，國內外在對線路結構上或進人電子設備的雷電沖擊波形進行了很多觀測工作，獲得了大量的觀測資料。
一些國家通過現場觀測發表了很多測試結果。因觀測的地理環境和條件的不同。即使在同樣條件下，觀測得到的數據也不盡相同。早先，有些國家觀測得到的幾百個波形中，對主放電波形的敘述，當不區另別第一次放電或隨后各次閃電時，一般認為雷電流在1—4微秒上升到幅值，然后在40一50微秒內下降到幅值的一半。這就是所謂傳統的雷電流波形。正極性閃電的電流波形一般較負極性閃電的波形平坦一些，持續時間較長，上升到幅值的時間約數十微秒，下降到半值時間約為數百微秒。
圖2雷擊參數定義
在對雷電的研究中，需要在千千萬萬的實波形中找出典型波形并轉化為用數學式表示曲線。比較流行的代表曲線有兩種：
1．波頭部分用兩個指數曲線之差表示，其公式為：
用這公式表示的波形如圖3a，當i=0時，電流上升速度di/dt最大；而當電流逐漸增大時，di/dt逐漸減小；到了i=Im時，di/dt變為零。
2．波頭部分用余弦曲線表示其公式為：
用這公式表示的波形如圖3b，當i=0時，di/dt=0；隨著電流上升，di/dt也上升；當I=Im/2時，di/dt到達最大值；然后di/dt減小；當i=Im時，di/dt降為零。
一般習慣于用兩個指數曲線之差的形式來表示雷電流波形，并且認為這種表示方式和大多數實際測得的波形比較相似。但是經過近年的觀測得到大多數的第一次主放電電流波形在其上升到幅值之前時比較緩慢，然后再轉入陡的部分，其波頭接近于用余弦來表示的波形。用余弦曲線表示時，因為雷電流最大陡度出現在Im/2處，以此進行雷擊的電位計算時可以得到較高的結果而偏于可靠。但是，余弦曲線計算較為繁瑣，因而往往簡化為直線，也就是用斜角波來表示，通過最大陡度和平均陡度的轉化，可以使采用斜角波的計算結果和采用余弦波的計算結果基本一致。
對于雷電流波形的各個量的標志方法各國也不是統一的。典型的雷電流波形是以IEC規定的如圖4所示，在幅值Im以前叫波頭部分，幅值Im以后叫波尾部分。早先規定由O點到幅值的時間叫波頭長度，由0點到波尾半幅值的時間叫全部波長。但是在實際測量中發現，0點及幅值這兩點的時間很難精確測定的。為了避免測量中出現的含混，IEC建議測量脈沖電流的實測值按下列方法定義：實效波頭時間T1：脈沖電流的實效波頭時間，是指脈沖電流在10％幅值及90~／6幅值兩個瞬間之間的間隔時間再乘以1．25倍(兩個瞬間點A和B見圖4（a)。實效半幅值時間T2：脈沖電流的實效半幅值時間T2，是指實效原點O-與波形下降到半幅值的瞬間之間的間隔時間。
測量脈沖電壓的方法與脈沖電流相似，所不同的只是選擇參考點A的方法不一樣。脈沖電壓的實效波頭時間T1是指從脈沖電壓在30~／6幅值及90~／6幅值兩瞬間之間的間隔時間乘以1．67倍。實效原點O。是指A點之前0.3T1的一點，如圖4b。一般以分式符號表示波頭時間及半值時間(又稱波尾)，例如1．5／40便是指波頭時間為1．5微秒，半值時間為40微秒的波形。通常將雷電流由零增長到幅值這一部分稱為波頭，只有幾個微秒；電流值下降的部分稱為波尾，長達數十微秒到幾百微秒。
在1995年的EIC61312—1中的典型10／350us和8720us雷電流波形。10／35us波是直接雷的電流波形，其能量遠大于8／20us波，用這種波型來確定接閃器的大小尺寸。8／20us波是感應雷和傳導雷電的電流波形，用這種波形來檢驗防雷器件耐雷擊能力的一種通用標準。它代表雷電電流經過分流、衰減的電流波，又是線路靜電感應電壓波和防雷導體通過雷電流時對其附近電氣導線的電磁感應過電壓波。例如防雷的引下線，建筑物LPZI區及其內部計算雷電流的波。
由于雷電參數值隨地理環境不同，傳輸線的結構不同，關于國際標準所規定的波形只是推薦，容許各國根據本國實際情況加以引用或制訂。由于我國尚無這方面的資料，故直接引用了IEC和ITU的推薦波形。對于架空明線的波形采用了我國郵電部門的觀測資料制訂。
建筑物防雷設計規范(GB50057-94)規定了防雷保護區的概念，便于設計者利用系統的層次分析各防雷保護區界面處的金屬導體等電位聯接和裝設過電壓保護器去分流和限壓的措施，使侵入波干擾信號不斷減少。這同我們過去的多道防雷的保護是一致的，在不同防雷保護區的界面上有不同層次的結合，就是要求注意各個介面處內外系統的相互關系與相互作用，即要根據流過電壓保護器的電流波形，殘壓特性和大小，過電壓保護器的伏秒特性以及雷電流通過后產生的工頻續流大小等選擇過電壓保護器才是合理的。
3防雷元件性能
防雷元件的沖擊特性與試驗方法的關系甚為密切，它是規定防雷元件技術參數標準的基礎之一。但試驗方法又與雷電波形有聯系。因為電子設備大都在一定的頻率范圍內工作，不同頻率范圍的通路，對沖擊波有著不同的響應。因此，對雷電沖擊波形進行頻譜分析，無論對電子設備的防雷設計和試驗都是有意義的。
防雷元件種類繁多，概括起來可分間隙式的(如放電間隙、閥型避雷器、放電管等)和非間隙式的(如壓繁電阻、齊納二極管)，再推廣一下像扼流線圈、電阻、電容……也可歸人這一類，從動作時間來說有快慢的區別。
使用在電涌保護器(sPD)中幾類元件的有關參數，雖然有廠家產品說明，但在選用時有的參數還須注意了解。例如放電管的伏秒特性：表征放電管點火電壓與時間的關系。它反映了各種不同上升速度的電壓波作用在放電管上其點火電壓和延遲時間的關系。由伏秒特性曲線可以判斷放電管的防護能力。放電管屬間隙式，有空氣間隙、氣體放電管等。再如氧化鋅壓敏電阻，是一種對電壓敏感的元件，是一種陶瓷非線性電阻器，有氧化鋅、氧化硅。這種元件，其電壓非線性系數高、容量大、殘壓低、漏電流小、無續流、伏安特性對稱、電壓范圍寬、響應速度快、電壓溫度系數小等特點。并且有結構簡單，成本低等優點，是目前廣泛應用的過電壓保護器件。適用于交流電壓浪涌吸收和各種線圈，接點間過電壓的吸收和滅弧，在電子器件過電壓保護中廣為應用。在選用時關注的是通流容量；按規定的電流波形，在一定的試驗條件下施加的沖擊電流值，壓敏電阻所能承受沖擊電流的能力。我國對壓敏電阻的考核一般以8／20us波形，在室溫條件下，間隔5分鐘單方向沖擊兩次后，5分鐘內測試壓敏電阻的起始動作電壓Vlma值的變化率在百分之十以內時，沖擊電流的最大幅值定為通流容量。壓敏電阻的殘壓(LJres)：壓敏電阻通過電流時，在其兩端的電壓降謂之殘壓。通常均以規定的波形，通過不同的電流幅值進行殘壓測試。目前采用8／20us電流波形，以100A、1000A、3000A、5000A及該元件的滿通容量進行殘壓
試驗。另外還有半導體浪涌抑制器件：如瞬間二極管，它是一種過箝壓器件，簡單TKS，利用大面積硅園錐P-N結的雪崩效應實現過箝位，TRS響應速度快、漏電流小，是極佳的過電壓吸收器件。齊納二極管較為常用，其無極性，正反向具有相同的保護特性，但器件的工作電壓至少要為聯端的工作電壓三倍。其適用于交直流回路，常應用于自動化控制裝置的輸出回路，即繼電器線圈或電磁間線圈兩端并聯應用。
以上各類間隙式，非間隙式和抑制式器件都是通過浪涌電壓產生非線性元件瞬時短路的方式實現防雷保護。
4對電子系統及電子設備的防雷看法
由于電子信息設備是集電腦技術與集成微電子技術的產品，它的信號電壓只有5~10伏，這種產品的電磁兼容能力較差，很容易感受脈沖過電壓的襲擊，它受雷擊的概率又比較高，受雷電損壞的可能性就大。但是，電子信息系統是由信號采集、傳輸、存儲、檢索等多環節組成。鑒于系統環節多、接口多、線路長等原因，給雷電的耦合提供了條件。系統的電源進線接口，信號輸入輸出接口，接口的線路較長等是感應脈沖過電壓容易侵人的原因，也是過電壓波侵入的主要通道。
基于以上原因。電子系統及電子設備的防雷保護重點是感應雷。防雷的方法和措施，是按照現行的防雷規范規定的各個防雷分區的交界處安裝SPD設備。將整個系統的雷電防護看成是一個系統工程，綜合考慮，全方位保護，力求將雷擊災害降低到最低。為此，規范里闡述了三級網絡防雷概念。在線路上三級網絡防護是逐步減少瞬態浪涌電流幅值的。最后一級將浪涌過電壓限制在設備能安全承受的范圍內。一般元件可承受兩倍其額定電壓以上之瞬間電壓，約700V左右的峰值過電壓。700V的耐壓值在歐洲防雷方面被廣泛引用。當然，浪涌電壓被限制得越低，則設備越安全。因此，我們在工程設計時分別將第一級SPD盡量靠近建筑物的電源進線處，第二、三級SPD盡量靠近被保護設備。第一級過電壓限制在1．5-1．8kV，第二級將殘壓限制在0．9~1．2kV，第三級將殘壓限制在0．4~0．TkV。通過這三級限壓和對浪涌電流的泄放，最后加載到設備上的過電壓通常都不會對設備和系統產生影響。現在防雷防電磁脈沖的保護器件還比較貴，技術性能都有差別，有些防雷產品通過保險只是為了促銷，設計者不能盲目地認為是可靠的產品，而應按防雷規范的要求進行設計。
參考文獻：
1維修性設計準則的提出
維修性設計準則是為了將產品的維修性要求、使用約束和保障約束轉化為具體的設計而確定的通用或專用設計準則。技術人員在設計產品時應遵循和采納相應維修性設計準則的條款。制定維修性設計準則是維修性工程中一項非常重要的工作，也是維修性設計與分析過程的主要內容。維修性設計準則的作用體現在:1)指導設計人員進行產品設計;2)便于在設計階段進行設計評價;3)便于分析人員進行維修性分析和預計。維修性設計準則的主要內容包括［1，6］:簡化設計，可達性和可操作性設計，模塊化、標準化和互換性設計、防差錯和標示設計、維修安全性設計、維修性人機工程設計和測試診斷設計等。不同類別和不同層次的產品，其維修性設計準則差別較大，制定某類產品的維修性設計準則可參照的有:1)產品的維修性要求;2)相似產品的維修性設計準則和已有的經驗教訓;3)適用的標準、設計手冊。主要流程見圖1。經過以上流程，一方面選取了已有各種標準、規范、手冊中適合的內容，另一方面結合電子類產品的功能、結構類型以及使用維修條件等特點，可得符合電子設備自身特點的維修性設計準則通用條款:1)設計要簡化。在滿足功能和使用要求的前提下，盡可能采用最簡單的組成、結構和外形，減少零部件的品種和數量，另外還要注意簡化、合并產品功能;2)符合可達性和可操作性要求。可達性是指在維修產品時，接近維修部位的難易程度，主要指視覺可達和操作可達。可達性設計是從維修空間和布局方面提高維修性。可操作性指產品在結構上應便于拆缷、組裝，維修時應滿足簡單、省時、省力的要求;3)標準化和模塊化設計。標準化指在滿足要求的前提下，限制產品可行的變化到最小范圍的設計特性，包括元器件、工具的種類以及術語、軟件、材料工藝等。模塊化設計是實現部件互換通用、快速更換維修的有效途徑;4)保證測試診斷快速和準確。性能測試和故障診斷的難易程度，直接影響產品的修復時間，產品設計時應充分考慮故障檢測診斷的方便性。5)維修工具通用化。產品在維修時對工具及設備的要求應盡量簡單，并且應盡量減少專用工具、專用設備的使用。除了通用條款，對于部分特殊設備還可制定專用條款，如戰場搶修設計和維修作業環境設計等。上述維修性設計準則可作為評價指標，對電子設備的設計方案進行維修性分析與評價，并根據評價的結果指導產品設計。
2實例分析
2．1定性分析
圖2和3分別是某設備在模樣階段和初樣階段的2種設計方法，其變化之處是圖2中印制板1、印制板2和安裝板合并成圖3中印制板3，箱內其它結構不變。其好處有3點:1)把具有相同或相似功能的結構進行合并，符合簡化設計的要求，同時也減少了零部件的品種和數量;2)兩圖對比看出，圖3方案的結構設計使箱體內空間更寬裕，便于工作人員進行觀察和操作，大幅度提高了可達性和可操作性;3)在維修工具方面，圖3方案的優勢是對工具的要求簡單，只需要普通工具就能完成設備的拆卸和裝配。但是圖2方案在測試診斷設計方面做得更好，通過對功能單元的合理劃分，使得性能測試和故障診斷的難易程度大大降低，在一定程度上減少了設備的修復時間。由此可見，2種方案各有優劣，通過實際使用過程中的對比發現，整體上，圖3方案的設計方法維修性能更優。圖2模樣階段箱體內部布局圖3初樣階段箱體內部布局
2．2定量分析
陳璐等［7］給出了一種定量評價產品維修性能的方法，本文以此為依據，并結合第1節中闡述的維修性評價指標，提出了一種適用于電子設備的維修性評價模型。美國軍事標準MIL－HDBK－472Maintainabili－tyPrediction中定義了維修性評價指標的打分標準，以4，2，0三個等級分別表示每個評價指標的優、中、劣，該標準還定義了打分依據。需指出的是，各項評價指標之間并非相互獨立，而是具有一定關聯度，且任意兩評價指標的關聯度都具有矢量性。假定用4，2，0分值來表示兩兩之間的關聯度強弱，結合電子設備的維修性設計準則(即評價指標)可得到表1.維修性評價模型綜合考慮了各評價指標及其關聯度，定義為WP=Ai(i=j)Tij(i≠j{)(1)式中，i和j分別為不同的維修性評價指標;Ai為各項維修性指標的打分值;Tij為維修性指標i相對于維修性指標j的關聯度。積和式是矩陣的一個重要函數，其計算結果涉及了矩陣的每一項，能對矩陣進行準確的定量描述，設B為n階方陣，B=(bij)，積和式定義如下:per(B)=∑k1，k2，…，kn∈Pnnb1k1·b2k2．．．bnkn(3)式中，Pnn表示所有n元排列的集合。將維修性評價模型用矩陣積和式表示出來就是維修性綜合指數，因此，維修性綜合指數同樣考慮了各種維修性指標及其關聯度，定量地描述了設備維修性能的狀況。綜合指數越大，設備的維修性能越好，反之越差。為了簡化形式，結合表1將部分關聯度數值代入式(2)，得到:WP=A1T12T13T14T150A20T24T250T32A30T35000A4T450T5200A5(4)上述矩陣用積和式表示如下:per(WP)=A1A2A3A4A5+T25T52A1A3A4+T24T45T52A1A3(5)現在用維修性評價模型對前面的實例進行分析。參照MIL－HDBK－472標準，對圖2和3兩種方案的維修性能進行打分，見表2。表2維修性指標打分值評價指標圖2方案圖3方案124224322442524結合表1各指標的關聯度，可以得到2種不同設計方案的維修性評價矩陣:WP1=242440202202204000404002，WP2=4424404022022040002204004。代入式(5)可以計算出維修性綜合指數，per(WP1)=256，per(WP2)=512，由此結果可以看出，圖3方案的維修性綜合指數大，維修性能好，應予以優先采納，這與實際維修過程中得到的結論是一致的。上述方法非常簡便、快捷，在對電子設備進行維修性評價時可以使用。
3結論
關鍵詞：電子設備；安全試驗；試驗規范
引言
就電子設備的質量和可靠性而言，我們的設備在電磁兼容等方面取得了較全面、深入的進步；然而在安全試驗和設計方面差距仍較大。只有先深刻理解了關于安全試驗的標準與要求，才可能有針對性地做出設計和改進。
1電子產品安規試驗的一般原則要求
試驗之前應理解如下一些原則要求。
1）產品安全測試前，應首先確認設備的移動性、設備對電擊的保護類型、與電源連接的方式、以及污染的等級等；
2）列出所有經過認證或未經認證的安規元器件的清單，確定是否應作為設備的一個組成部分，承受規范規定的有關試驗；
3）除另有說明外均為型式試驗，應在一個樣品上進行，該樣品應承受全部有關試驗；
4）如果設備的設計和結構已清楚地表明某一試驗對設備不適用，則該試驗就不應進行；
5）當元器件未由公認的試驗機構認證，該元器件應作為設備的一個組成部分，承受本規范規定的有關試驗；當元器件已由公認的試驗機構認證，符合與有關的國家標準或IEC元器件標準相協調的某一標準時，不承受有關的國家標準或IEC元器件標準中規定的那部分試驗；
6）跨接在危險電路和安全電路間的封閉和密封的零部件、及灌封零部件，應承受相應的溫度循環試驗和潮濕處理試驗，然后再進行抗電強度試驗，檢驗其是否能提供足夠的絕緣；
7）MOS器件和IGBT器件的封裝材料屬于已認證的材料，不進行耐熱、防火及抗電強度的試驗。
2電子產品安全試驗項目與要求
2.1溫度循環和潮濕處理試驗
對跨接在危險電路和安全電路間封閉的、密封的、和灌封的零部件，應承受相應的溫度循環試驗和潮溫處理試驗，然后再進行抗電強度試驗，檢驗其是否能提供足夠的絕緣（吸濕材料的判定，必要時可通過潮濕試驗處理后進行抗電強度試驗來確定）。
該試驗不做任何判定，僅用于抗電強度測試前對器件的處理。
2.2介電強度試驗
檢驗設備中元器件使用的絕緣材料是否具有足夠的抗電強度。在進行抗電強度試驗前須進行模擬發熱試驗，使這些元器件和部件處于充分發熱狀態。
試驗期間，絕緣不應擊穿。當由于加上試驗電壓而引起的電流，以失控的方式迅速增大時（即絕緣無法限制電流），則認為已發生絕緣擊穿。電暈放電或單次瞬間閃絡不應算是絕緣擊穿。
2.3機械結構試驗
2.3.1機架穩定性試驗
試驗分下列4項，每項單獨進行。
1）當使設備相對于其正常垂直位置傾斜10°時，該設備不應翻倒；
2）對落地設備，在距離地面不超過2m的最不利的高度上，沿任意方向施加大小等于設備重20％的力（但不大于250N），該落地設備不應翻倒；
3）對高度≥1m，質量≥25kg的設備，在距離地面不超過2m的最不利高度上，沿任意方向對設備施加大小等于設備重量20％的力（但不大于250N），該落?設備不應翻倒；
4）對落地設備，當將800N恒定向下的力，在最大力矩點處施加到任何水平工作表面上，或施加到距離地面高度不超過1m，具有明顯支點的表面上，該落地設備不應翻倒。
如果各裝置設計成固定一起、且不作單獨使用的情況，則不須考慮單個裝置的穩定性。
2.3.2部件恒定作用力試驗
本試用來驗檢驗設備的各部件是否具有足夠的機械強度。
具體方法是，用試驗探頭對操作人員接觸區內的整臺設備、或內部的零部件施加30±3N的恒定力，持續5s。
對手柄、操作桿、旋鈕、液晶的屏面不進行該試驗。
2.3.3外殼的恒定作用力試驗
本試驗用來檢驗設備防護外殼的機械強度。
試驗應使用能在直徑為30mm圓形平面上，進行接觸的適用試驗工具，對固定在設備上的防護外殼施加250±10N的恒定力，持續5s。
2.3.4鋼球試驗
可取樣品的完整外殼、或能代表其未加強的面積最大部分進行試驗。
1）垂直沖擊力試驗樣品以其正常的位置支撐好，用一個光滑的實心鋼球，使其自由落到樣品上進行試驗；
2）水平沖擊力試驗將該鋼球用線繩懸吊起來，并使其象鐘擺一樣，從垂直距離為1.3m處擺落下來進行試驗；如果擺落試驗不方便，則可以將樣品相對于其正常位置轉90°安裝，進行垂直沖擊試驗，模擬對垂直或傾斜表面的水平沖擊試驗，以此來代替擺落試驗；
必須注意鋼球試驗不應施加到設備的液晶顯示屏和壓板玻璃上。
2.3.5跌落試驗
本試驗僅適用于檢驗手持式設備和直接插入式設備的機械強度。
將完整試驗樣品從1m高度處，以其最不利結果的位置自由跌落到硬木表面上，樣品應可承受3次跌落沖擊。
2.3.6應力消除試驗
由整臺設備構成的一個樣品（或由外殼、連同任何支撐框架一起構成一個樣品），放入氣流循環的烘箱內承受高溫試驗，烘箱溫度要比溫升試驗時在外殼上測得的最高溫度高10K（但不低于70℃），試驗時間為7h，試驗后使樣品冷卻到室溫。
2.3.7把手及旋鈕松動試驗
如果把手、旋鈕、夾具、操縱桿松動會引起危險時，則應以可靠的方式固定，以便使在正常使用時不會松動。不應使用封口膠和類似的化合物來防止轉動；如果把手、旋鈕等是用來指示開關或類似無轉換位置的、而且它們置于錯誤位置時易引起危險時，則設計應保證不能被置于錯誤的位置上。
對把手、旋鈕、夾具或操縱桿等元件，在軸向施加作用力1min，試驗抗拉脫能力；試驗中，把手、旋鈕、夾具、操縱桿應不會松動、或不能被置于錯誤的位置上。
2.4耐熱和防火試驗
應注意，在進行耐熱和防火試驗時可能會冒出有毒的煙霧；所以在適當的情況下，試驗可以在通風柜中進行，或者在通風良好的房間內進行，但是不能出現可能會使試驗結果無效的氣流。
2.4.1防火外殼的可燃性試驗
對于總質量超過18kg的移動式設備和駐立式設備按如下要求進行試驗。
1）應用3個樣品進行試驗，每一個樣品由一個完整的防火防護外殼組成（或由防火防護外殼上代表壁厚最薄部分、而且要含有通風孔在內的切樣組成）。
2）樣品應按其實際使用的情況進行安裝。在試驗火焰施加點以下300mm處鋪上一層未經處理的脫脂棉。試驗火焰應加在樣品的內表面，位于被判定為靠近引燃源，而有可能被引燃的部位。
對防火外殼的內材料也要進行如上的可燃性試驗。
2.4.2大電流起弧引燃試驗
本試驗用來檢驗樣品在大電流起弧條件下的可燃性。
用一對試驗電極以及可變電感性阻抗負載，與交流220～240V，0～60Hz的電源串聯進行該試驗。引燃受試樣品的飛弧平均數量對于V0級材料不應少于15，對于其他材料不應少于30。
2.4.3灼熱絲引燃試驗
檢驗樣品的可燃性。試驗開始時，電路被通電以使電流通過熱絲產生0.26（1±4％）W/mm的線性功率密度，試驗將繼續到試驗樣品引燃120s止。當引燃發生或已經通過了120s時，中斷試驗并記錄試驗時間。
對于繞線部分已經熔融但仍未引燃的樣品，則當樣品不再和所有熱絲緊密接觸時，試驗應中斷。
2.4.4灼熱燃油試驗
也是檢驗樣品的可燃性。
將一個有完整防火防護外殼底部的樣品，牢固地支撐在水平位置上。在該樣品的下面約50mm處放一淺平底盤，盤上鋪上一層大約為40g/m2的漂白紗布。
取一個帶有澆注嘴和長勺把的金屬小勺，在試樣上的開孔上方約100mm處，以大約1mL/s的流量，將勺中的灼熱油全部平穩地倒入該圖形開孔的中央。
在這兩次試驗期間紗布不應被引燃。
2.4.5材料的可燃性試驗
按如下項目分別進行。
2.4.5.1V0，V1或V2級材料的可燃性試驗
先檢驗樣品的可燃性級別，然后選取該材料或組件的10個樣品，放至試驗火焰上，任一樣品上火焰燃燒的持續時間，對V0級不應超過10s，對V1級或V2級不應超過30s。
2.4.5.2HF1，HF2或HBF級泡沫材料的可燃性試驗
先檢驗樣品的可燃性級別，然后將一個樣品平放在鋼絲網上，樣品的一端與鋼絲網的上彎端相接觸（對組合材料的樣品，應將其泡沫塑料的一面朝上放置）。將樣品放至試驗火焰上，燈焰應移到樣品的下方停留60s，然后將燈焰移開。
此后，應在另外9個樣品上重復進行本試驗。
2.4.5.3HB級材料的可燃性試驗
先檢驗樣品的可燃性級別，然后先用夾子將樣品夾住，并使樣品的縱軸線成水平方向，橫軸線與水平方向成45°。將一塊平整的鋼絲網水平支撐在距樣品最低緣以下，并使樣品懸空端正好直接位于鋼絲網邊緣的正上方。
再將燈焰移到樣品懸空端的規定位置停留30s，或者燒到25mm標記線為止，然后移去燈焰記錄時間。燃燒或灼熱燃燒從樣品較低緣的25mm標記線燃延至100mm標記線為止，然后計算燃燒速度。
2.4.5.45V級材料的可燃性試驗
先檢驗樣品的可燃性級別，然后用安裝在環形架上的夾子，將每一根條樣從其上端夾住，而且應使試驗條樣的縱軸線成垂直方向。本生燈支撐在安裝件的斜面上，使該本生燈的燈管相對于垂直方向處于20°的位置。試驗條樣的窄邊應面對本生燈，在火焰施加點的下方300mm處鋪上一層未經處理的脫脂棉。
火焰應與垂直方向成20°角施加到條樣底部兩個棱角中的一個棱角上，使藍色錐焰的頂端能接觸到試驗條樣。火焰應施加5s，然后移開火焰停燒5s。該操作應重復進行，直到每一根條樣全都燒了5次為止。
2.5外形結構防觸及試驗
可通過本試驗檢驗設備的防觸及性(電擊及能量危險)對外形結構的防觸及性，在目測無法判定的情況下，可利用試驗指和試驗針進行試驗判定。
2.5.1用試驗指進行試驗
試驗時，首先將可拆卸零部件(包括熔斷器座)卸掉，并使操作人員可觸及的門、蓋等打開，然后將試驗指外殼上的開孔時，不應觸及規定的危險零部件。
2.5.2用試驗針進行試驗
試驗時，當試驗針插到外部電氣防護外殼的開孔中時，試驗針不應觸及帶危險電壓的零部件。試驗時，可拆卸的零部件，包括熔斷器座和燈應保持就位，操作人員可接觸的門和蓋罩是關閉的。
2.6接地電阻測量試驗
接地電阻測量試驗主要檢驗接地保護的可靠性。
測量時可利用專用測量儀表，或用測量接地點的電壓和電流的方法經計算得到電阻值。
應測量保護接地端子或接地接觸件與接地零部件之間的電壓降，然后根據試驗電流和該電壓降計算電阻值。電源軟線中保護接地導線的電阻值不應計入該電阻測量值內。
接地端子或接地接觸件，與需要接地的零部件之間的連接電阻不應超過0.1Ω。保護接地導線不應串接開關或熔斷器。
2.7電氣間隙和爬電距離的測量試驗
檢驗電氣間隙和爬電距離是否滿足要求。
2.7.1爬電距離測試方法
沿絕緣表面測得的兩個導電零部件之間、或導電零部件與設備界面之間的最短距離。
2.7.2電氣間隙測試方法
兩個導電零部件之間或導電零部件與設備界面之間的最短空間距離。
2.8電源軟線的拉力試驗及通流量的測試
電源軟線應承受規定的穩定拉力25次，拉力沿最不利的方向施加，每次施加時間為1s。
試驗期間，軟線不應受到損傷，可通過外觀檢查以及在電源軟線導體和可觸及的導電零部件之間的抗電強度試驗來檢驗，試驗電壓為3000V。
試驗后，軟線的縱向位移量不應超過2mm，該軟線的連接處也不應有明顯的形變。
2.9接線端子導線安裝試驗
檢驗接線端子與導線連接的可靠性。
從具有適當標稱截面積的軟導線的端部，剝去約8mm長的絕緣層，使該多股導線中的一根線懸空，然后將其余線束完全嵌入并夾緊在接線端子內。
在不向后撕裂絕緣層的條件下，這根懸空的線應沿每一個可能的方向彎曲，但不要圍繞隔離保護物銳彎。
2.10電源接口穩態輸入電流測量
設備應在正常負載的條件下，以及在額定電壓或額定電壓范圍中的最低電壓的條件下，待輸入電流達到穩定時進行測量。
預定直接由電網供電的設備，其電路的最小電源容差應按額定電壓的10％來進行設計。
2.11溫升試驗
在正常使用時，設備及其零部件不應產生過高的溫度。
一般應采用熱電偶法來進行測定，而測量繞組的溫度時可采用電阻法。
規定的最大溫升限值是基于設備工作時室內溫度為25℃的假設作出的。試驗期間，室內環境溫度不要求保持在某一規定值上，但須記錄。
試驗應在樣品正常負載條件下進行，首先記錄試驗開始時的室內環境溫度，然后打開電源，使樣品工作在正常負載的狀態，保持狀態觀察溫度變化，當溫度達到穩定時，記錄此時零部件的溫度以及環境溫度。
2.12對地漏電流測量試驗
檢驗設備電源部分對地漏電流是否符合要求。
對無保護接地的II類設備，應對操作人員接觸區內的導電零部件，以及對貼在可觸及的非導電零部件上、面積不超過10cm×20cm的金屬箔進行試驗。金屬箔在被試表面上應占有最大可能的面積，但不超過規定的尺寸。如果金屬箔的面積小于被試表面，則應移動金屬箔，以便能對被試表面的所有部分進行試驗，應注意避免該金屬箔影響設備的散熱。
2.13異常工作和故障試驗
2.13.1元器件的異常工作試驗
檢驗當部分元器件工作異常時，或者誤操作后，對操作人員和維護人員的危害程度。
試驗時應使設備在額定電壓或額定電壓范圍的上限電壓下工作，并在設備上或模擬電路上，一次施加一個下列規定的條件進行試驗。
1）當該機電元件正常通電時，應將其機械動作鎖定在最不利的位置上；
2）如果某個機電元件通常是間斷通電的，則應在驅動電路上模擬故障，使該機電元件連續通電。對出現故障時不易作人員察覺到的設備或機電元件，連續通電時間持續到建立起穩定狀態或引起其他后果為止，對其他設備或機電元件，持續5min或引起其他后果為止。
2.13.2元器件故障試驗
本試驗適用于除電動機、變壓器和機電元件外的元器件和電路。
首先通過檢查設備、電路圖和元器件規范，以此來確定出可以合理預計到會發生的那些故障條件。
如果設備有多個插座連有同一個內部電路，則只須對一個樣品插座進行試驗。與電源輸入有關的一次電路的元器件（如電源線、設備耦合器、EMC濾波元件、開關等），它們互連一個故障條件。
2.14安全電壓試驗（ELV）
小于42.4V的交流電壓或是小于60V的直流電壓叫安全電壓；安全電壓電路僅指在正常工作條件下，在導體與導體之間或任一導體與地之間的交流峰值不超過42.4V或直流值不超過60V的二次電路，一般僅靠基本絕緣而沒有接地，所以不允許操作人員觸摸。
2.15SELV可信性試驗
對于SELV（即安全特低電壓電路），應進行下面的破壞性試驗：
1）在正常工作條件下，模擬基本絕緣擊穿或單一元器件損壞，測試SELV電路的電壓；
2）在一個或幾個互連的SELV電路內，在正常工作條件下，測量其任何兩個可觸及的電路零部件之間的電壓或與保護接地端子之間的電壓；
3）模擬單一基本絕緣失效、單一附加絕緣失效或某一個元器件失效時，用示波器測量SELV電路可觸及的零部件上的電壓。
2.16標牌耐久性試驗
可利用本試驗對標牌的耐久性進行檢驗。
首先，用一塊蘸有水的棉布用手擦拭15s，然后，再用一塊蘸有汽油的棉布用手擦拭15s，試驗完成后標記仍應清析，標記銘牌應不可能輕易被揭掉，而且不應該出現卷邊。
2.17安全標志的檢查
通過目測觀察，標識的原則要求是：
1）設備上必須有能保持長久、清晰易辨的標志或標牌，應給出安全使用設備所必需的主要特征，如額定參數、接線方式、接地標記、危險標記等；
2）由于設備本身的條件所限，不能在其上標出時，必須以其他方式清楚、可靠和有效地將應注意的事項告訴使用人員（例如用操作說明書或安裝說明書的形式），在此情況下，這種文件應視為設備的組成部分；
3）設備上應該清楚地標出制造公司、牌號或商標，如不好實現，則可印在包裝箱上；
4）附上指示燈和按鈕等顏色，在運用中所表示的含義。
1.1醫療器械電子設備維修的必要性
對醫療器械中的電子設備進行維修保養,是這些設備的客觀要求,尤其對于大型的設備而言具有重要的意義。大型設備在引進的同時,要培養維修人員,確保設備處于最佳的運行狀態,提高完好率。維修的目的在于促使設備更好的工作,發揮資金投入的效益,從而提高醫療服務的質量,繼而保證醫院的可持續發展,實現經濟效益和社會效益。
1.2醫療器械電子設備維修的一般步驟
第一步,了解情況。向相關操作人員了解設備發生故障前后的具體情況,包括時間、電壓、氣味、聲響等,詢問故障是突發性還是漸進性的,從而掌握第一手資料。第二步,故障分析。熟悉設備的工作原理和系統組成,根據故障的實際情況和自身經驗,初步判斷故障形成的原因。第三步,故障檢查。使用不同的方法,由外到內、從簡到難進行檢查、測量等工作,從而最終確定故障原因。第四步,故障修復。清除電路板上的灰塵,更換保險絲等易損件,檢查、替換、加固元器件,然后進行測試。第五步,復檢測試。維修工作完成后,開動設備進行測試,看故障是否完全解決,并和之前的運行情況進行對比,一方面確定設備是否恢復正常,另一方面看有沒有出現新的故障。
2醫療器械電子設備常見故障
2.1供電故障
第一,電源的保護開關跳開,插座上無電壓。應該檢查設備是否短路,然后合并漏電保護開關。第二,如果在電源線兩側出現插座與插頭接觸不良,就要更換電源線,確保線徑和設備能耗相適應。
2.2設備電源故障
如果供電不穩定,設備的保險絲座接觸不良,一旦溫度升高就會導致保險絲熔斷。對于保險絲而言,分為慢熔、速熔兩種類型,一般情況下不可互換使用。另外,設備內部出現短路,也會導致保險絲熔斷。對此,應該斷電檢查,首先檢查電源是否出現短路,會造成變壓器燒焦、元器件損壞等明顯的痕跡。然后,還要檢查電源負載是否短路。
2.3干擾故障
對于一些重要的設備如腦電設備、心電設備而言,很容易受到220V電壓和電磁場的干擾,致使設備運行不正常。對此,應該觀察設備是否良好接地,同時使用三插頭線,確保供電線路短而可靠。2.4安全故障設備的外殼如果接地不良,一旦火線和機殼之間發生絕緣故障,就會產生電位差,導致出現電擊事故。因此,一定要做好接地工作,同時使用漏電保護器。2.5水汽供給故障部分設備在工作中要使用到水或汽,一旦供給不正常,就會導致設備故障。這時就需要檢查流量和壓力,使其恢復正常。
3醫療器械電子設備維修的類型和方法
3.1維修的類型
（1)跟蹤維修。一些大型的、精度高的設備,從購入的時候跟蹤維修就開始了,通常是和供貨方簽訂合同,一段時間內進行跟蹤服務。具體來說,合同中應該包括培訓維修人員、提供零配件、交付維修技術文件、確定免費維修時間等。跟蹤維修的關鍵在于,得到更多的技術文件尤其是電路和零配件供給。
(2）定時維修。設備一般都有固定的檢查維修期,要求做好科學的、完整的維修計劃,做到一邊檢查、一邊維修,降低突發故障的發生概率,保證設備處于正常的工作運行中。
（3）即時維修。即時維修屬于沒有計劃的臨時維修,通常出現在設備突發故障以后。即時維修是維修工作中最為常見的一種,要求維修部門時刻做好維修準備,提高技術水平。同時做好維修記錄和檔案,標注維修時間和所用方法。
3.2維修的方法
（1）直接觀察法。對于簡單的設備而言,發生故障后應用直接觀察法、測量法就能夠找到原因。從外部裝置到內部的電路板,故障一般表現為以下幾種:第一,磨損和錯位;第二,常動開關或繼電器損壞;第三,電阻、電容、換能器損壞;第四,連接線路和操作手柄線路損壞。直接觀察法的應用最常見,是經驗和技術的積累。
（2）電路分析法。該方法通常適用于大型的設備,指的是根據電路原理圖、工作框圖進行逐級檢查。應用電路分析法,要求人員具備電路知識功底,以及部分外語知識(進口設備),同時熟練使用外用表、示波器等工具。如果故障確定在板級,與廠家聯系換板即可;如果故障確定在元件級,也需要更換原件。
（3）逆程分析法。逆程分析法也就是反方向分析,相當于在數學問題中,根據問題找條件,根據條件找已知。該方法一般用于中小型設備,這些設備往往只有工作原理和專用器件的簡介,沒有電路圖。對此,在維修時就要從設備的運行目的入手,找出工作所需條件,向前逐層找出需要,從而找到故障點。
（4)其他方法。除以上幾種常見的維修方式以外,還有排除法、替代法、比較法等。所謂排除法,就是首先列出設備故障出現的所有可能原因,然后從易到難逐個排除,最終將真正原因確定。替代法指的是先假設故障出現在某些元器件上,然后使用性能正常的元器件進行替換,如果設備正常運行,就說明該元器件出現故障。比較法則是將故障設備和正常設備進行對比分析,在運行的過程中比較兩者的特征、電壓、波形等,從而找出不一致的地方。綜上來說,應該根據不同的設備、不同的故障類型,來選擇合適的維修方法。可以單獨使用一種,也可以兩種或兩種以上結合使用。
4結語
關鍵詞：電子設備電磁兼容性干擾源有效抑制
1引言
隨著電子技術的迅速發展，現代的電子設備已廣泛地應用于人類生活的各個領域。當前，電子設備已處速發展的時期，并且這個發展過程仍以日益增長的速度持續著。電子設備的廣泛應用和發展，必然導致它們在其周圍空間產生的電磁場電平的不斷增加。也就是說，電子設備不可避免地在電磁環境（EME）中工作。因此，必須解決電子設備在電磁環境中的適應能力。電磁兼容性（EMC）是一門關于抗電磁干擾（EMI）影響的科學。目前，就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經形成一門新的學科。電磁兼容的中心課題是研究控制和消除電磁干擾，使電子設備或系統與其它設備聯系在一起工作時，不引起設備或系統的任何部分的工作性能的惡化或降低。一個設計理想的電子設備或系統應該既不輻射任何不希望的能量，又應該不受任何不希望有的能量的影響。
2電磁干擾源的分類
各種形式的電磁干擾是影響電子設備電磁兼容性的主要因素，因此，它是電磁兼容性設計中需要研究的重要內容。
2－1內部干擾
內部干擾是指電子設備內部各元部件之間的相互干擾，包括以下幾種。
（1）工作電源通過線路的分布電容和絕緣電阻產生漏電造成的干擾；(與工作頻率有關)
（2）信號通過地線、電源和傳輸導線的阻抗互相耦合，或導線之間的互感造成的干擾；
（3）設備或系統內部某些元件發熱，影響元件本身或其它元件的穩定性造成的干擾；
（4）大功率和高電壓部件產生的磁場、電場通過耦合影響其它部件造成的干擾。
2－2外部干擾
外部干擾是指電子設備或系統以外的因素對線路、設備或系統的干擾，包括以下幾種。
（1）外部的高電壓、電源通過絕緣漏電而干擾電子線路、設備或系統；
（2）外部大功率的設備在空間產生很強的磁場，通過互感耦合干擾電子線路、設備或系統；
（3）空間電磁波對電子線路或系統產生的干擾；
（4）工作環境溫度不穩定，引起電子線路、設備或系統內部元器件參數改變造成的干擾；
（5）由工業電網供電的設備和由電網電壓通過電源變壓器所產生的干擾。
3干擾的傳遞途徑
當干擾源的頻率較高、干擾信號的波長又比擾的對象結構尺寸小，或者干擾源與擾者之間的距離r>>λ／2π時，則干擾信號可以認為是輻射場，它以平面電磁波形式向外副射電磁場能量進入擾對象的通路。
（2）干擾信號以漏電和耦合形式，通過絕緣支承物等（包括空氣）為媒介，經公共阻抗的耦合進入擾的線路、設備或系統。
如果干擾源的頻率較低，干擾信號的波長λ比擾對象的結構尺寸長，或者干擾源與干擾對象之間的距離r<<λ／2π，則干擾源可以認為是似穩場，它以感應場形式進入擾對象的通路。
（3）干擾信號可以通過直接傳導方式引入線路、設備或系統。
4電磁兼容性設計的基本原理
4－1接地
接地是電子設備的一個很重要問題。接地目的有三個：
（1）接地使整個電路系統中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位，保證電路系統能穩定地干作。
（2）防止外界電磁場的干擾。機殼接地可以使得由于靜電感應而積累在機殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設備內部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。
（3）保證安全工作。當發生直接雷電的電磁感應時，可避免電子設備的毀壞；當工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機殼相通時，可避免操作人員的觸電事故發生。此外，很多醫療設備都與病人的人體直接相連，當機殼帶有110V或220V電壓時，將發生致命危險。
因此，接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個等電位點或等電位面，是電路或系統的基準電位，但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設備的機殼和機房的金屬構件等，必須與大地相連接，而且接地電阻一般要很小，不能超過規定值。
電路的接地方式基本上有三類，即單點接地、多點接地和混合接地。單點接地是指在一個線路中，只有一個物理點被定義為接地參考點。其它各個需要接地的點都直接接到這一點上。多點接地是指某一個系統中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。接地平面，可以是設備的底板，也可以是貫通整個系統的地導線，在比較大的系統中，還可以是設備的結構框架等等。混合接地是將那些只需高頻接地點，利用旁路電容和接地平面連接起來。但應盡量防止出現旁路電容和引線電感構成的諧振現象。
4－2屏面
屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。
因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
屏蔽體材料選擇的原則是：
（1）當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率（高電導率）的金屬材料中產生的渦流（P=I2R，電阻率越低（電導率越高），消耗的功率越大），形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果。
（2）當干擾電磁波的頻率較低時，要采用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間去。
（3）在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。
4－3其它抑制干擾方法
（1）濾波
濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導干擾的電平，因為干擾頻譜成份不等于有用信號的頻率，濾波器對于這些與有用信號頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網絡無論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強接收設備的抗干擾能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦網絡能把電路與電源隔離開，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號進入電路。對高頻電路可采用兩個電容器和一個電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當的濾波器能消除不希望的耦合。
（2）正確選用無源元件
實用的無源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時也可以利用元件具有的特性進行抑制和防止干擾。
（3）電路技術
有時候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結合屏蔽，采取平衡措施等電路技術。平衡電路是指雙線電路中的兩根導線與連接到這兩根導線的所有電路，對地或對其它導線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導線所檢拾到的干擾信號相等。這時的干擾噪聲是一個共態信號，可在負載上自行消失。另外，還可采用其它一些電路技術，例如接點網絡，整形電路，積分電路和選通電路等等。總之，采用電路技術也是抑制和防止干擾的重要措施。
5電磁兼容性問題的規范和標準
干擾特別委員會（CISPR），主要研究無線電系統中干擾噪聲的測量。1976年，CISPR開始制訂電磁干擾的EMI標準。1900年10月在幾經修訂基礎上公布再版標準，隨后該委員會還與國際無線通信資詢委員會一起審議，為電子產品電磁兼容性的檢測制訂數據要求及具體方法。制訂了以信息技術裝置噪聲為對象的“工業、科學及醫療用無線電儀器的干擾特性允許值及其測量方法”（標準11號）；“車輛、機動船和火花點火發動驅動裝置無線電干擾特性的測量方法及允許值”（標準12號）；“無線電和電視接收機的無線電干擾特性的測量方法及允許值”（標準13號）等。直至1992年中期，國際EMI標準才最終完善起來。CISPR推薦的容限已為世界上許多國家所采納，并作為其國家條例的基礎。
無線電發射機功率電平是影響周圍無線電電子設備，產生干擾電平的一個重要因素。因此無線電發射機功率電平應該受到限制。例如，根據無線電通信咨詢委員會357-1號建議，在衛星通信系統和地面微波中繼通信線路共同使用的（5800～8100MHz）頻段上，當給到天線上的功率不超過13dBW時，應該限制微波中繼通信線路的發射機有效輻射功率（即發射機功率和天線增益的乘積）數值為55dBW。建議同時限制衛星通信的地面站的功率及通信衛星輻射功率通量密度。許多其它的無線電業務，例如業余無線電愛好者的，移動通信系統等的發射機功率的最大值也應該受到限制。
頻率規劃在全國和全世界范圍內已被廣泛采用，是提高射頻資源利用率的一種途徑，也是保證無線電電子設備電磁兼容性的重要措施之一。因此應嚴格按照國際協議（無線電頻率分配表）和全國文件，實行國家、地區的頻帶劃分和業務之間的頻帶分配。根據頻率—空間分配的原理進行無線頻道分配。頻率規劃必須保證每個無線電電子設備干擾電平最小，或消除干擾，由國家無線電管理委員會負責協調。
近年來，我國許多部門都在開展電磁兼容性的試驗研究和有關技術標準的制定工作，制定了一系列標準和規范。例如，國家標準GB3907-83為工業無線電干擾基本測量方法；GB4824.1-84為工業、科學和醫療射頻設備無線電干擾允許值；GB6279-86為車輛、機動船和火花點火發動機驅動裝置無線電特性測量方法及允許值等。國家無線電管理委員會對工、科、醫等電子設備的使用頻率、帶寬和最大輻射場強都作出了具體規定。這對保證電子設備的正常工作和人民的正常生活以及促進現代科學技術更迅速發展，都起了重要的作用。
6一些典型電磁兼容性問題的解決
由于電子技術在各行各業中的廣泛應用，在人類活動的空間無處不充斥著電磁波，因此，電子設備不解決電磁波干擾問題，就不能兼容工作。在實際應用中，人們在研究抗干擾技術方面也積累了大量的經驗，不斷地研究出許多實用的方法來消除電磁干擾。
實驗發現汽車工作時，電磁干擾相當突出，嚴重時會損壞電子元器件。因此，汽車電子設備的電磁環境最為惡劣，汽車電子設備的電磁兼容性問題也特別受到人們的重視。汽車點火所產生的高頻輻射最為突出。日本和美國等先進國家的環保部門為防止汽車電氣噪聲對環境的污染，規定只能使用帶阻尼（如碳芯）的屏蔽線作為點火線，實踐表明這是很有效的措施。
為了解決微電技術，尤其是計算機在汽車上的應用和推廣，根據需要和實際要求，可以設計出效果良好的濾波電路，置于前級可使大多數因傳導而進入系統的干擾噪聲消除在電路系統的入口處；可以設置隔離電路，如變壓器隔離和光電隔離等解決通過電源線、信號線和地線進入電路的傳導干擾，同時阻止因公共阻抗、長線傳輸而引起的干擾；也可以設置能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量；或通過選擇元器件和合理安排電路系統，使干擾的影響減小。
微機設備的軟件抗干擾主要是穩定內存數據和保證程序指針。微機是一個可編程控制裝置，軟件可以支持和加強硬件的抗干擾能力。如果微機系統中隨機內存RAM主要用于測量和控制時數據的暫時存放，內存空間較小，對存放的數據而言，若將采集到的幾組數據求平均值作為采樣結果，可避免在采集時因干擾而破壞了數據的真實性；如果存放在隨機內存中的數據因干擾而丟失或者數據發生變化，可以在隨機內存區設置檢驗標志；為了減少干擾對隨機內存區的破壞，可在隨機存儲器芯片的寫信號線上加觸發裝置，只有在CPU寫數據時才發。軟件抗干擾的措施也很多，如數字濾波程序、抗窄脈沖的延時程序、邏輯狀態的真偽判別等。有時候，必須采用軟件和硬件相結合的辦法才能抑制干擾，常用的辦法是設置一個定時器，從而保護程序正常運行。
近年來，電子儀器向著“輕、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向發展。塑料機箱、塑料部件或面板廣泛地應用于電子儀器上，于是外界電磁波很容易穿透外殼或面板，對儀器的正常工作產生有害的干擾，而儀器所產生的電磁波，也非常容易輻射到周圍空間，影響其它電子儀器的正常工作。為了使這種電子儀器能滿足電磁兼容性要求，人們在實踐中，研究出塑料金屬化處理的工藝方法，如濺射鍍鋅、真空鍍（AL）、電鍍或化學鍍銅、粘貼金屬箔（Cu或AL）和涂覆導電涂料等。經過金屬化處理之后，使完全絕緣的塑料表面或塑料本身（導電塑料）具有金屬那樣反射（如手機）。吸收、傳導和衰減電磁波的特性，從而起到屏蔽電磁波干擾的作用。實際應用中，采用導電涂料作屏蔽涂層，性能優良而且價格適宜。在需要屏蔽的地方，做成一個封閉的導電殼體并接地，把內外兩種不同的電磁波隔離開。實踐表明，若屏蔽材料能達到（30～40）dB以上衰減量的屏蔽效果時，就是實用、可行的。
由于電子技術應用廣泛，而且各種干擾設備的輻射很復雜，要完全消除電磁干擾是不可能的。但是，根據電磁兼容性原理，可以采取許多技術措施減小電磁干擾，使電磁干擾控制到一定范圍內，從而保證系統或設備的兼容性，例如，通信系統最初設計時，就應該嚴格進行現場電波測試，有針對性地選擇頻率及極化方式，避開雷達、移動通信等雜波干擾；高壓線選擇路徑時，應盡量繞開無線電臺（站）或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽；接收設備與工業干擾源設備適當配置，使接收設備與各種工業干擾源離開一定距離；在微波通信電路設計中，為了減少干擾，可采用天線高低站方式調整微波電路反射點，并利用山頭阻擋反射波，使之不能對直射波形成干擾。另外，微波鐵塔是獨立的高大建筑物，應采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。
我國煤炭機械電子設備軟啟動技術，近年來得到了廣泛應用，根據軟啟動的工作原理可以將其技術形式分成幾個常見種類：一是機械電子設備的軟啟動，主要是根據設備本身的工作規律來保證；二是機電結構的軟啟動，就是將機械和電機兩種條件相結合的軟啟動；電機電子的軟啟動，這種軟啟動能夠在一定程度上改變電機或電源特點，以此實現整體軟啟動。
（一）采取液力耦合器采用液力耦合器運用軟啟動技術，但是若輸入或輸出的轉速值無法滿足達到相關標準，那么該液力耦合器與軟啟動技術不能同步運行，這樣就會造成功率損失，增加發熱量，時間長了還會造成資源浪費。如果運用調速型液力耦合器，就會造成電機啟動電流超過額定電流的5-8倍，所以要對電機的啟動次數嚴格控制。由于電機自身結構的限制，只能在小范圍內進行調速，另外系統自身較為復雜，體積較大，尤其是直徑較大的轉動部分，需要利用很大面積進行轉動，所以一些空間狹小的位置，無法得到很好的運用。
（二）大功率變頻調速現階段，變頻器得到了較好發展，功能不斷優化，性能也有所改進，不斷縮小占地空間，所以這種特性在煤礦企業中得到了普遍應用。數字化和信息化的不斷發展與成熟，使大功率變頻調速器也朝著這個方向發展。
（三）利用液體黏性制動器液體黏性制動氣作為一種新興的轉動技術，出現于上世紀70年代，利用主動摩擦裝置和從動摩擦裝置，形成的里能夠促進轉動，然后能夠同步主動軸和從動軸，并保護轉動系統，避免過載現象發生。與液力耦合器相比，該裝置體積更小、效率更高，但也存在一些缺點：一是，這種裝置要有效控制自身體積，嚴格限制兩個摩擦片之間的距離，使黏性轉動次數受到限制。另外，啟動轉動系統也會被電動機轉動影響；二是，開啟液體黏性軟啟動設備，通過摩擦力，兩個摩擦片能夠持續轉動，轉動效率受阻，還會增加發熱量。在工作運行中，可以持續供應摩擦片的能量，減少摩擦片之間的阻力，確定兩個摩擦片的相對摩擦力始終存在，但是這種方法容易出現能源損耗，增加企業的生產成本；三是，需要采用多點驅動應用煤礦機械電子設備，并在電動機運行中，保證均衡的輸出功率。
二、軟啟動轉動技術的發展趨勢
近幾年，在分析功率大的軟啟動技術過程中，得出一種全新的機電自動化轉動設備，從采用技術來看，這種設備與國內外現有軟啟動傳動裝置有明顯區別，這種設備在一定時間內被稱為雙向電機差速軟啟動設備，這種裝置能夠對軟啟動技術中的很多問題進行處理，確保功率大的機械電子設備能夠實現軟啟動和停止，速度能夠大范圍調整，并進行自我超載維護，平衡驅動功率。通過這種軟啟動技術，功率大的電動設備在理論上電流為零，是一種真正的空載啟動，能夠對節省電能消耗，周圍電氣和其他設備的使用時間得到相應延長，一些開關和變壓器的選王曉東通化礦業（集團）有限責任公司134300擇標準有所降低，還能將用戶的初期投資節省一部分。軟啟動傳動系統的重要構成有功率較大的主電機和功率較小的副電動機。從結構上分析，減速設備的輸入軸和主要電動機的輸出軸能夠用聯軸器產生聯系，特定結構的太陽輪通過輸入一段進行連接，行星輪和內齒輪圈是太陽輪的主要驅動設備，可以用來輸出動力。軟啟動技術的特征是在內部圈輪差動基礎上固定蝸輪，運用機械運轉模式，連接蝸桿和副電動機，運行軟啟動技術設備后，通過小型變型設備和數字電機控制設備，這些沒有極點的速度調控器能夠輔助電動機運行，令電動機能夠經過主電動機轉動，并確保其空載轉動，連接主電動機電源。所以電動機與預期轉速一致，連上電源之后，電動機的啟動電流不大。工作人員應首先明確輸出軸的軟啟動技術速度，然后將輔助電動機的速度和內圈齒輪速度降低，保證主電動機的動力能夠想輸出軸相接的機械負載上逐漸轉移，以此實現機械電子設備的軟啟動技術。與此同時，采用主電動機和輔助電動機的速度相結合，保證滿足機械電子設備的軟停車應用條件，運用多點驅動模式，比較設備中各主電動機輸出的功率大小，對相應的副電動機的運行速度進行嚴格控制，確保多臺電動設備能夠勻速運轉，并且安全可靠運行，然后有效解決電動機特性不相符的轉動矛盾。這種軟啟動裝置還有以下優勢:傳動效率高、發熱量小、維護成本低等。
三、結束語
在設計系統時，首先應確定變頻器的輸出頻率。因為這一參數的選擇關系到整個系統的控制效果，應根據水泵流量。揚程等參數和最大用水量和最小用水量確定。系統中用水量的大小由壓力變送器反映到PLC，再由PLC進行分配給循環泵，隨時調節循環泵的頻率，實現能源合理分配。在此套系統里面，主要的被控變量是管路循環水的壓力，管路循環水的壓力隨著使用點的多少而變化，再由壓力變送器反饋到PLC進行調節。
2可編程序控制器((PLC)的優勢
可編程序控制器是微電子控制機電設備系統的重要組成部分，英語縮寫為PLC。可編程序控制器有很多的功能，比如計數控制、數據處理等。可編程序控制器得到廣泛的運用，不僅是因為它有很多的功能，更是因為它有很多的優勢。接了下來筆者就簡單地概述一下可編程控制器的主要優勢：
第一，可編程序控制器所占的空間小，節能，能夠隨意的進行組合。所占的空間小，這樣就能夠節約廠房的空間資源，可以存放更多的機器設備；節能就是變相的節約成本，減少對整個微電子控制機電設備系統的整體支出；能夠靈活的進行組合，這樣既方便存放和管理，又提高了工作的效率。
第二，可連接工業現場信號。利用可編程控制器的這一優勢，可以隨時掌握工業現場的情況，出現問題，及時地解決，避免了很多不必要的損失。
第三，控制程序靈活多變。這一優勢可以減少很多的麻煩，在設備產品進行更新換代時，不用對可編程控制器的硬件進行改變，只要改變控制程序即可，程序的改變并不會影響其性能的發揮。這樣就省略了很多的環節，減少了麻煩，對可編程控制器的損害也小。
第四，編程易于掌握。因為可編程控制器的編程容易掌握，所以在具體操作時就非常容易，方便對其進行安裝和維修。這是因為可編程控制器自身帶有編程器，操作人員只要懂得梯形語言即可，再加之，可編程控制器有自我診斷的功能，發生故障時，可以非常迅速的查出原因，所以維修時特別方便。
第五，安全性能好。可編程控制器的安全性能特別好，不容易發生故障，有些控制器甚至5年以上都能保持安全的運行，再加之，可編程控制器有很好的環境適應能力，對廠房并沒有特別的要求。所以很多企業都在現場使用可編程控制器。
3變頻調速器的優勢
變頻調速器是微電子控制機電設備另一組成部分，它的優勢主要有以下幾點：
3.1性能優越。
隨著科技水平的提高，變頻器的性能有了很大的提高，不再使用以前傳統的正弦波控制技術，而是采用先進的電壓空間矢量控制，最大的優勢就是能夠對輸出電壓進行自動的調整，非常適合我國現行的電網情況，這樣就提高了運行的安全性能。
3.2在功能上采用鍵量、鍵量電位器、外部端子、多功能端子等操作方式。
多種模擬信號輸人方式如電流、電壓、最大值、和、差等組合輸人頻率水平檢側、頻率等效范圍檢測,S曲線加減速、轉速追蹤等增強功能，擺頻運行、多段速度、程序運行等模式。
3.3在可靠性上它的結構獨特，全系列主元件采用SIEMENS產品。
完善的保護功能，即使短路、過流或過壓等均不會引起本機故障，先進的表面貼裝技術(SM''''T)。低溫升、長壽命。PCB精良。絕緣耐壓性能優越;嚴格的生產過程質量管理。鍵量布局合理、美觀耐用、設定簡潔、操作方便。
4電路的調試
電路調試的方法主要有兩種，一種是整個電路安裝完之后，再進行調試，另一種就是邊安裝邊調試。在對電路進行調試時，首先要做的工作就是確定調試方法。我們現在一般采用的方法就是第二種。它是把復雜的電路按原理框圖上的功能劃分成單元進行安裝和調試。在單元調試的基礎上逐步擴大安裝和調試的范圍，然后完成整機調試。那么用第二種方法具體應該如何調試呢？接下來筆者就詳細地說說。
第一，看。看的目的就是要全面的了解一下電路的整體情況，看看電路面板的線是否準確無誤的連上，有沒有看似接上實際沒有接上的線，或者容易短路的線，有時還會出現兩條或多條線出現混淆的現象。這是看需要完成的工作。
第二，查。在看完之后，就要進行檢查。查主要運用的工具是萬用表。需要注意的是，一定要用萬用表的電阻最小量程檔，主要檢查電路面板，看看開路的地方和閉路的地方是否都進行了正確的開路和閉路，地線有沒有漏接的，電源連線的連接是否都可靠安全，還要測量一下電源到底有沒有短路的情況。值得注意的是，在整個電路安裝完成之后，千萬不能通電，首先要依據電路原理仔細地查看電路連線有沒有準備無誤的連接上，有沒有搭錯的線，有沒有少連接的線或者多連接的線，尤其要注意查看有沒有短路的情況。在進行測量時，最好直接測量元器件的連接點，這樣就可以在查看上述情況的同時查看接觸點是否有不良的地方。
第三，電路調試的過程最為關鍵的是硬件電路的調試。在調試的過程中，一定注意細小的環節，嚴格按照電路功能原理，對各個單元電路進行詳細的調試，然后再進行整體的調試，最后準確無誤地完成整個電路的整體調試。
5結論
【關鍵詞】電氣自動化；控制設備；穩定性；對策
在科技技術發展迅速的今天，電氣自動化控制設備的穩定性將成為衡量我國電子行業發展水平的其中一個關鍵指標。它能夠最大程度的降低人工勞動的強度，減少了安全事故發生及保證生產活動的正常運作。
一、控制設備穩定性的重要意義
隨著電氣自動化程度、智能化程度、復雜度的不斷提高，控制設備穩定性技術逐漸成為了各大企業競爭中獲取市場份額的得力工具。但由于電氣自動化控制設備常需要長時間運行，及經受各種不利自然條件考驗，電氣自動化控制設備必須具有高度的可靠性才能夠保證生產運作的穩定性。
因此，我們需要不斷加強電氣自動化控制設備的穩定性，提高設備正常運行率，才能推動電氣自動化的全面進步和發展。減少在實際操作之中諸多故障的發生，更好地保證產品安全、人身安全以及經濟效益。
二、影響控制設備的穩定性因素
電氣自動化控制設備的快速發展對我國工業領域系統的正常運行有著不容小覷的影響，其穩定性是一切器械正常運行的基礎。但散熱、氣候、電磁波、機械作用力、人為因素都容易導致控制設備出現不穩定現象。除此外，控制設備的元器件質量不符合要求也是都是導致控制設備穩定性指標偏低。只有對控制設備實行科學及時的保養及維護才能夠進一步有效地提高電氣自動化控制設備運行中的可靠性、可靠性使其運行更系統、更準確、更快捷。
三、提高控制設備的穩定性措施
影響電氣自動化控制設備的穩定性因素是復雜多樣的，若想要提高控制設備的穩定性，就必須根據控制設備的特點，采用適當的有效措施，將一切有可能導致控制設備穩定性指標偏低的原因扼殺于搖籃中。
3.1采用相應方案措施加強穩定性
（1）要提高設備使用壽命，在應該在控制設備設計階段，謹慎分析產品的設計參數保證產品性能及使用條件，按照設計要求對設備正確安裝使用，并在運行之后對設備作出定期的檢查，確保設備的穩定性；
（2）按實際情況，根據產量合理地來設定產品的結構形式以及產品類型。生產方式類型、批量的不同對生產經濟性也有不同的影響和差異，故應由產量的大小決定生產批量的規模；
（3）在保證產品穩定性的前提下，運用價值工程理念，以最經濟的方式進行設計零部件產品的生產和維護，控制生產成本同時降低產品的維護使用費用；
（4）在滿足產品技術要求的條件之下，采用最經濟合理的原材料和元器件，以降低產品的生產成本，維護公司利益。
金輝公司在二三期建設中，在設計階段就根據公司實際情況統一變頻器和某些低壓元器件的使用牌子，這大大方便了以后的維護，并且降低了維護所需備件的費用。
3.2正確選擇與使用元器件
在選擇與使用電氣自動化控制設備中的零部件、元器件上，我們應當盡量使用由正規廠家生產的通用零部件或著產品。并避免修配和選配的情況發生，盡量地減少裝配工人的體力消耗，加強自動流水生產。
對同類元器件在品種、型號和制造廠商等參數進行比較并根據電路性能的要求和工作環境的條件優先選用質量穩定、可靠性高的標準元器件，最大限度地壓縮元器件的品種規格和減少生產廠家。
3.3控制設備散熱防護的作用
影響電子設備穩定性因素里，溫度是尤為關鍵。當控制設備產生散熱不良的現象，輕則影響控制設備的穩定性重則損壞控制設備，導致生產停機。影響控制設備散熱的一個原因是環境溫度過高，當控制設備長期在此異常的環境溫度下工作時，就容易出現失效問題，我司的一臺在線測厚儀曾出現環境溫度過高影響而測量的一個問題，當時的情況是，該測厚儀安裝在縱拉區域，縱拉區域在生產時由于加熱溫度特別高，約為50-60oC，測厚儀通信控制板卡的適宜工作溫度為20-40oC，運行時間一長導致工控機無法和測厚儀連接，無法讀取現場數據，后來在該測厚儀機柜內加裝了冷卻空調，降低了控制設備的環境溫度，該測厚儀通信就一直能正常工作了；影響控制設備散熱的另一個原因是控制設備自身產生的熱量散熱不良而積聚，此類問題很好解決，在設計時需注意有足夠的空間供其散熱，必要時加裝散熱風扇或散熱器，這都對控制設備散熱有良好作用，從而提高控制設備的穩定性。
3.4電子設備的氣候防護
氣候條件對電子設備影響是很大的，特別是在低溫高濕條件下，空氣濕度達到飽和時，電子設備容易受到潮濕空氣的侵蝕，使機內元器件、印制電路板上產色和凝露現象，極容易造成絕緣材料表面電導率增加，及零部件電氣短路、漏電等等情況的發生。甚至會導致覆蓋層起泡至脫落，失去其保護功能。
針對于這種情況，一般采用密封、浸漬、灌封等等措施進行維護，而我司就在控制電房安裝了工業除濕機，使控制電房的濕度保持在安全值以內，提高了控制設備的穩定性。
