电梯检验中电磁干扰的分析及预防措施

摘要：

随着电梯的不断应用，其安全性能也成为社会所关注的焦点，而作为影响电梯安全性能因素之一的电磁干扰，是—个不可忽视的问题，本文详细阐述了电梯所受到的电磁干扰以及预防对策。

1.引言

电梯作为高层建筑物里的垂直交通运输工具，其安全性能直接影响到电梯乘客、电梯维修和保养人员的生命安全，以及承载电梯的建筑物的质量和使用寿命等。影响电梯安全性能的因素很多，电磁干扰就是其中之一，所以必须要对电梯所处的工作环境、电气控制系统、动力系统等进行电磁兼容性处理。

当前主流电梯的调整系统一般是采用由电力电子器件组成的变频器来实现的，尤其是高频开关器件的应用，这些电力电子装置在工作时，因为其电压和电流的波形都是在非常短的时间内上升和下降的，这些具有陡变沿的脉冲信号会产生很强的电磁干扰。电力电子装置的高频化和容量化不仅导致器件所承受的的电应力的增加和开关损耗的增加，而且产生难以抑制的宽带电磁干扰，对电网和环境造成严重的电梯污染，甚至威胁到其本身乃至与其相关的其他电子设备的正常工作。因此，这了保证电梯能够安全可靠的运行，必须要对电梯所存在的电磁干扰源进行预防及抑制。

2.电梯中存在的电磁干扰

一般说来电磁干扰源分为两大类：自然干扰源与和人为干扰源。

自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。他们既是地球电磁环境的基本要素组成部分，同时又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰，也会对弹道导弹运载火箭的发射产生干扰。

人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰，其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置，如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备，称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等等，因此这部分又成为无意发射干扰源。当前电梯控制系统的干扰源一般都为人为干扰源。

当前的电梯控制一般都是利用PLC变频器来实现的调压调频控制，具有调速性能好、运行稳定、节约能源等优点。但是这也给电梯的安全运行提出了新的课题一电磁兼容。综合电梯的各方面，归纳起来一般有以下4种情况的电磁干扰：

（1）谐波干扰。变频器的功能是将工频电流通过整流电路转换成直流电流，然后通过逆变电路，把整流后的直流电逆变为频率和电压可调的交流电。由于变频器中大量使用了二极管、三极管、智能模块等电力电子器件，变频器以离散的脉冲方式从电网吸收连续的正统波能量。这种脉冲电流在电网阻抗上形成了脉动的压降叠加在工频电压上，造成了电网电压产生畸变。对于同一供电系统的其他用电设备，特别是对电梯的控制系统来说是很强的干扰源。

（2）射频性质的电磁干扰。变频器的输出部分通过高速晶体管开关来产生一系列宽度不同和极性一定的PWM矩形电压波，这种具有陡峭边沿的脉冲信号会产生很强的电磁干扰。

（3）漏电流干扰。系统中变频器的输出动力线与大地之间的分布电容，使对地泄漏电流通过接地线流入变频器与外部设备，可使剩余电流断路器、剩余电流继电器产生误动作。变频器输出动力线之间的分布电容，使得高频泄漏电流通过，可使变频器外接热继电器误动作，变频器过流跳闸。

3.抑制电磁干扰的措施

预防和抑制电磁干扰的措施主要有三项：即屏蔽、滤波和接地。按抑制电磁干扰工作的类型，可把预防措施总结为以下三个方面：

（1）设置滤波器与电抗器。主要是抑制高次谐波干扰，在靠近变频器的输入端和输出端分别安装滤波器，输入滤波器能最大限度地减少电源产生的高次谐波电压；输出滤波器则能最大限度地减少变频器产生的高次谐波电压。

在电源与输入滤波器之间安装输入交流电抗器，能限制电源电压突变与操作过电压而引起的电流冲击，抑制变频器输入电网的谐波电流。在输出滤波器与电动机之间安装输出交流电抗器，抑制变频器输出的谐波电流。

（2）处理好各类连接导线。主要是抑制电磁噪声干扰。电机的动力线缆要单独放入金属管内，且金属管通过金属机架接地，起屏蔽干扰的作用。动力线要尽量短，通常情况下不要超过50m，大功率电梯也不能超过lOOm。使用4芯电缆的动力线时，其地线两端分别接变频器的PE端与电动机的接地端。

电梯系统的信号线要使用带屏蔽层的双绞线，各路信号分别各自绞合，绞合节距不大于15cm；信号线长度不应大于20m，且尽量缩短；信号线与动力线及外部设备的控制线分开成束，各自屏蔽，屏蔽层良好接地，信号线与动力线、控制线不要平行布置，并且信号线与动力线的距离最好不小于20cm以上，相交时应成直角。

（3）做接地防护。该接地主要包括直流地、安全地与防雷地。直流地的作用是抑制电磁噪声干扰，安全地的作用是抑制泄漏电流干扰。

直流地是针对电梯控制系统的控制部件（PLC或PC）系统的接地，实际上是为各处理部件而建立的等电位点，通常被称为信号地或逻辑地，目的是消除或掏耦合性干扰。

PE线只是在电气设备发生绝缘损坏、搭壳等故障时，提供一个阻抗较小的故障回路，要切断故障电源还必须靠自动切断装置。一般是利用电路的短路保护装置，即熔断器或自动空气断路器，在故障电流的作用下切断故障电源。

4.总结

笔者在本文详细阐述了电梯控制系统可能受到的电磁干扰的各类，以及对这些电磁干扰的预防措施，并且通过实践证明，这些措施是非常有效的。

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