【摘   要】對于電梯電氣工程行業(yè)來說，電磁干擾和電磁兼容是一個新的課題，在一些民用建筑中也經(jīng)常碰到文章通過對建筑設(shè)備中電磁干擾的分析，提出了解決電梯設(shè)備工程中電磁干擾的對策。
【關(guān)鍵詞】電梯電氣工程；電磁兼容；電磁干擾   

    一、關(guān)于民用建筑中的電磁兼容

    電磁兼容（elec-tromagnetic compatibility—EMC），俗稱抗電磁干擾，是指電氣設(shè)備或系統(tǒng)在其所處電磁環(huán)境中滿意地發(fā)揮功能，并對環(huán)境中其它設(shè)備或系統(tǒng)不產(chǎn)生不允許的干擾。電磁干擾（elec-tromag?鄄netic interference—EMI）是指電磁引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。

　　現(xiàn)代民用建筑房屋常用設(shè)備設(shè)施主要是由房屋建筑衛(wèi)生設(shè)備、房屋建筑電氣工程設(shè)備和智能化技術(shù)設(shè)備三個系統(tǒng)構(gòu)成。而這三個系統(tǒng)都與電氣系統(tǒng)（強電、弱電、信息、綜合部線等等）都存在電磁兼容問題。

　　現(xiàn)代建筑工程在選址階段僅按傳統(tǒng)要求考慮交通、供水、供電條件及防火間距已不夠了，還必須考慮電磁防護間距，以滿足電磁兼容要求。同時還應(yīng)考慮本工程內(nèi)部干擾源對環(huán)境的影響，以及工程內(nèi)部電子電氣設(shè)備間、強電與弱電及控制線路間保持必要的防護間距。若條件所限無法滿足應(yīng)有間距，則應(yīng)采用其他防范與抑制措施。本文著重介紹電梯及其附屬設(shè)備———視頻監(jiān)控在工程中的電磁干擾及處理。

　　二、建筑設(shè)備工程中的電磁干擾可以概括分成三類：

    （一）源干擾：源信號中已經(jīng)包含干擾，來源包括雷電（包括核爆等強電磁脈沖）、靜電及所有電氣的動作（包括正常及非正常的）過程。

    （二）終端干擾：終端設(shè)備，包括設(shè)備電源產(chǎn)生的干擾，它能對輸入的無干擾信號加入新的干擾。

    （三）傳輸干擾：傳輸過程中通過傳輸線纜引入的干擾，主要是電磁波干擾，包括地電位干擾類。

    源干擾和終端干擾，盡管工程中也常遇到，但都屬于設(shè)備本身問題，不屬于工程抗干擾范疇。本文著重介紹的只是第三類———以電梯工程和視頻傳輸工程為例介紹建筑設(shè)備工程中的電磁干擾，尤其是在閉路監(jiān)控工程中，電梯監(jiān)控視頻干擾問題，一直是最常見、最難對付、也是最受關(guān)注的問題之一。

　　三、電梯設(shè)備工程中的電磁干擾及對策

    （一）電梯設(shè)備電磁干擾簡介

　　由于引入了微機、變頻等數(shù)字電路，電梯的電氣控制部分對外界抗干擾能力的要求比繼電器控制高得多。現(xiàn)在電梯的電氣控制部分對外界抗干擾能力對電梯的可靠性有直接的影響。電磁干擾帶來的危害主要表現(xiàn)為：

　　1.故障頻繁，故障率偏高，且無規(guī)律?？刂乒裎C電子板或轎廂等通訊電子板由于受到干擾造成微機瞬間死機而使電梯急停，當微機檢測系統(tǒng)認為故障級別高時一般會采取自保護措施而鎖機，此時電梯不能自行恢復(fù)運行。

　　2.當選轉(zhuǎn)編碼器的信號線受到干擾時，會使平層精度不穩(wěn)定，出現(xiàn)垂直振動，嚴重時會出現(xiàn)滑梯。

　　電梯電氣系統(tǒng)抗干擾能力還包括以下幾個方面：轎廂（頂）和通訊信號的抗干擾能力；微機電子板和通訊信號電子板之間的通訊線的抗干擾能力；微機電子板和通訊信號電源線的抗干擾能力；檢測電梯位置和速度用的旋轉(zhuǎn)編碼器及其敷線的抗干擾能力。

　　要提高電梯的抗干擾能力，主要從兩方面入手，一方面是器件的抗干擾能力，如微機電子板、旋轉(zhuǎn)編碼器等（主要靠在設(shè)計、制造過程中解決，本文不作重點論述）；另一方面是通訊線路和電源線的抗干擾能力，這方面可以在工程中通過安裝、調(diào)試、使用及維護過程加以解決。

　?。ǘ╇娞菰O(shè)備在工程中布線方式的抗干擾措施

　　1.控制柜內(nèi)部的電源和通訊線的走線的距離要盡可能的短，且不應(yīng)和高壓高頻回路動力線一起敷設(shè)。柜內(nèi)的通訊線應(yīng)使用雙絞線或屏蔽線，進入微機板的進線處可適當加設(shè)磁力線套以吸收高頻雜波。

　　2.雖然一般情況下旋轉(zhuǎn)編碼器的信號線都有屏蔽網(wǎng)，但由于其信號線的敷設(shè)離電機動力線很近，變頻器發(fā)出的高次諧波通過電機動力線對旋轉(zhuǎn)編碼器的信號線產(chǎn)生的干擾是非常厲害的，實踐證明旋轉(zhuǎn)編碼器的信號線只有屏蔽網(wǎng)是不夠的，其信號線還應(yīng)敷設(shè)在金屬軟管或金屬線管中，且這些金屬管接地應(yīng)良好，只有這樣抗干擾才是有效的。

　　3.隨行電纜電源線和通訊線的排布應(yīng)遵循以下規(guī)則：（1）只有一條隨行電纜時，轎廂側(cè)（轎頂或轎內(nèi)）通訊板的電源線，及通訊線必須放置在遠離高壓高頻線路。（2）有多條隨行電纜時，轎廂側(cè)通訊板的電源線，及通訊線和高壓高頻線路應(yīng)分開敷設(shè)。

　　4.正確接地是是抗電磁干擾既經(jīng)濟又可靠的方法。有時變頻器會不顯示任何故障突然自動停止運行，重新啟動后繼續(xù)運行，往往是由于系統(tǒng)接地不正確引起的。在施工時要做到正確接地，在日常維護中還要經(jīng)常檢查所有接地點，防止脫落或松動現(xiàn)象發(fā)生。

　　四、電梯視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的抗干擾處理

    （一）電梯視頻干擾產(chǎn)生原理簡介

　　電梯井內(nèi)通常布置了動力、照明、風扇、控制、通訊等線纜，各種電纜都會產(chǎn)生電磁輻射。同軸電纜會“接收”這些干擾。更重要的是這些隨行電纜都是與視頻電纜并行，且近距離捆扎在一起。這就形成了接近“最佳最有效的”干擾耦合關(guān)系。在一般工程中可以采用穿金屬線管或金屬線槽的屏蔽干擾辦法，但在電梯隨動的環(huán)境中，這種方法無能為力。

    （二）電梯視頻監(jiān)控系統(tǒng)布線方式的抗干擾措施

    1.考慮到只有一半電纜是隨行運動的，另一半只是固定延伸連接，不運動，我們把這部分叫做“不動電纜”；這就提供了一種可能：那一半隨行運動電纜只能與其他隨行電纜一起捆綁走線；而另一半不動電纜可以選擇遠離隨行電纜單獨走線的方法，在電梯井內(nèi)把視頻線緊貼井璧垂直走線，并把這部分電纜穿金屬線管或金屬線槽，以屏蔽干擾對這部分電纜的影響，比較有效。

　　2.隨行運動部分的視頻電纜與其他隨行電纜捆扎時，應(yīng)充分了解其他隨行電纜的結(jié)構(gòu)和分布情況，捆扎時視頻電纜應(yīng)盡量遠離電流大、頻率高的電纜，靠近電流小頻率低的電纜捆扎；這里，哪怕有1厘米的選擇可能也要爭取，因為干擾影響大小至少與距離平方成反比；

　　3.攝像機金屬外殼、NC頭的外殼、同軸電纜的外導(dǎo)體等視頻信號的“地”，和電梯轎廂、導(dǎo)軌等要絕緣，這在安裝攝像機時要特別注意。

　　4.攝像機供電應(yīng)優(yōu)選集中直流供電方式，其次是選擇轎廂照明電，不能用動力電。

　　5.從電梯井出口到控制中心的視頻電纜，應(yīng)走金屬管或走金屬線槽，以屏蔽沿途環(huán)境干擾對這部分電纜的影響，并注意這部分屏蔽與電梯井內(nèi)的屏蔽，應(yīng)做好電氣連接。

　　五、電磁抗抗干擾處理實例

　　（一）電梯工程的抗干擾處理實例

　　一臺電梯在下午5：00～7：00期間發(fā)生“急停”，電梯就近平層后不開門繼續(xù)運行，有時樓層顯示亂號，電梯往返端站后恢復(fù)正常。

    1.可能引起故障的原因分析

    （1）主電源電壓不穩(wěn)定；

    （2）旋轉(zhuǎn)編碼器工作不穩(wěn)定；

    （3）感應(yīng)器動作不靈敏；

    （4）上、下強緩開關(guān)動作不正常；

    （5）通訊信號受干擾。

    2.處理方法

    （1）檢查主電源接線端子無松動，在發(fā)生故障時間段檢查電壓：電壓正常，波動在允許范圍內(nèi)；

    （2）更換旋轉(zhuǎn)編碼器和感應(yīng)器；

    （3）更換強緩開關(guān)，并調(diào)整確保安裝位置正確和接線良好；

    （4）考慮隨行電纜發(fā)生出現(xiàn)斷芯，給感應(yīng)器和強緩開關(guān)均并接備線；

    （5）懷疑地線未接形成信號干擾，檢查各層外呼、顯示板、轎廂接地線，均正常，但發(fā)現(xiàn)主機接地線在控制柜端接線不實，堅固該處接地線。

    以上可能引起故障的因素均排除后，故障時仍有發(fā)生。仔細檢查發(fā)現(xiàn)該接地線較細，更換該接地線后故障徹底消失，電梯恢復(fù)正常運行。另一臺電梯在新接維保時發(fā)現(xiàn)電機噪聲大、電機熱，電梯經(jīng)常發(fā)生“急停”后不能啟動，故障發(fā)生時間無規(guī)律，電梯?？课恢貌淮_定。拉閘再合閘，電梯重新啟動尋址后照常運行。

    檢查發(fā)現(xiàn)：該電梯系變頻調(diào)壓調(diào)速電梯，檢查發(fā)現(xiàn)該電梯主機未接地線，旋轉(zhuǎn)編碼器的信號線的屏蔽網(wǎng)與接地線連接不實。處理辦法：將主機接上地線、給旋轉(zhuǎn)編碼器的信號線套上金屬軟管且使之接地應(yīng)良好，同時將旋轉(zhuǎn)編碼器的屏蔽網(wǎng)與接地線接實。處理后電機噪聲明顯減小、電機溫度有所降低，故障消失。

    以上兩例均因電梯工程施工缺陷造成的電磁干擾，如果認識不足或得不到正確認識，一旦發(fā)生解決起來費時費力，影響設(shè)備的正常運行和服務(wù)質(zhì)量。從表面上看，事例的處理方法只是改善了電動機的接地、或又對旋轉(zhuǎn)編碼器的有效屏蔽，而實質(zhì)上是遵循電磁兼容原理（噪聲發(fā)送量*耦合因素<噪聲敏感度）才取得的效果。

　 （二）視頻監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾處理實例

    某小區(qū)有17臺電梯，均安裝電梯視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其中一樓的兩部電梯內(nèi)的視頻監(jiān)控攝像頭（N）因干擾信號的侵入，造成串模噪聲，結(jié)果使得監(jiān)控畫面不清楚并伴隨黑屏。原視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝廠家采取各種補救措施也沒有真正解決，后來工程技術(shù)人員繼續(xù)探索，并借鑒兄弟物業(yè)項目的經(jīng)驗，用高頻鐵氧體磁芯繞制漆包線，制成高頻電感線圈（L1、L2），分別串接在視頻信號（R）的輸入端和輸出端。結(jié)果上述故障現(xiàn)象不在出現(xiàn)，問題的得到解決。由于采用了L1、L2電感濾波器，將信號傳輸線中有用信號疊加的高頻信號全部濾除掉，用無源感抗元件阻止噪聲通過，使得監(jiān)控畫面恢復(fù)正常。

　　六、結(jié)語

　　在工程中選用正確的控制干擾策略，采用合適的抑制干擾傳播的技術(shù)，如屏蔽、接地、搭接等方法及采取回避或疏導(dǎo)的技術(shù)處理，如空間方位分離、回避、濾波、吸收和旁路等，有時這些技術(shù)簡單而巧妙，可以代替成本費用昂貴而質(zhì)量體積較大的硬件措施，還能收到事半功倍的效果。

【參考文獻】
　　[1]曹開才.EMI相關(guān)標準與測試初探[J].中國電梯，2005，（11）.

錢滿發(fā)  （北京交通大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，北京  100044）

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