随着电气化智能化大发展,大功率高电压电力设备越来越多的应用在社会的各个方面。如变电站、储能电站等现场电磁环境越来越复杂,相关设备之间的相互电磁骚扰越来越多,相关设备也会出现突然失灵、无缘无故损坏等不同状况!
针对相关现状,我司开发出了整套复杂电磁现场骚扰采集、分析与回放系统,目前已在国家电网、南网等单位进行应用并获得客户广泛认可!
基于信号的频域特性可以将电磁骚扰分为瞬态电磁骚扰和稳态电磁骚扰;瞬态电磁骚扰的傅里叶变换结果为宽频包络,稳态电磁骚扰的傅里叶变换结果为梳状频谱;菲利波的电磁骚扰采集系统也由瞬态电磁骚扰采集系统和稳态电磁骚扰采集系统组成。
瞬态电磁骚扰采集系统由数据采集系统、传感器和分析软件组成;数据采集系统的模拟带宽、采样深度和通道数量决定系统的难度和成本;瞬态电压和电流传感器在 EMC 行业中已广泛应用,而菲利波自研的激光供电瞬态电场和磁场传感器,能够满足客户空间瞬态电磁骚扰的测量需求;为满足客户抗扰度标准制定中数据分析与统计的需要,菲利波还研发有瞬态电磁骚扰专用的宏脉冲与微脉冲分析软件,能够提取出标准波形中关键参数。
菲利波除了能够提供传统的由频谱分析仪与宽带天线组成的稳态电磁骚扰采集系统;还可以提供稳态电磁骚扰记录、存储和回放系统,该系统可以实时连续记录和存储空间频谱数据(如车辆或航天器持续移动中的数据),并在固定时间间隔通过 GPS/北斗来为数据打上位置标签,系统还可以作为信号源实现电磁环境数据在电波暗室中的回放(模拟采集并存储的持续变化的电磁环境)。
电站瞬态数据采集系统可以实现高速数据流盘,可以任意配置 PXI 示波器。高密度 PXI 示波器具有多个同步采样通道,提供灵活的耦合和电压范围设置。电站瞬态数据采集系统还具有多个触发模式、高容量板载内存和一个包含数据流和分析功能的仪器驱动程序。该设备非常适用于需要高达 250 MS/s 或 100 MHz 模拟带宽和高级 PXI 同步的多通道应用,还具有可编程的 Kintex7 325T FPGA,可用于自定义采集、触发、信号处理和数据流盘。
设备特点:
- ● 数据存储可以根据硬盘大小实时存储;
- ● 模拟输入宽电压输入 -40V~40V,能够满足更多场景需要;
- ● 采用光供电的电场、磁场传感器进行传输,避免传导骚扰影响;
电站瞬态数据采集系统
系统组成:
光纤传输脉冲电场测量系统用于测量瞬态脉冲电场时域波形,掌握空间电磁环境情况的测量系统,特别适合单次脉冲电场信号的捕捉,多用于模拟核爆炸产生的高空电磁脉冲(HEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)和超宽带(PWB)等强电磁脉冲的测量。也可用于电磁辐射干扰器等连续波强电磁辐射电场的跟踪与测量。
设备特点:
- ● 传感器以激光供电、光纤传输数据;
- ● 采用一体化铝壳作为屏蔽体,保护设备本体电路不受强磁场的干扰;
- ● 采用自动功率技术保证系统工作的稳定性;
瞬态电场测量传感器
光纤传输脉冲磁场测量系统用于测量瞬态脉冲磁场时域波形,掌握空间电磁环境情况的测量系统,特别适合单次脉冲磁场信号的捕捉,多用于模拟核爆炸产生的高空电磁脉冲(HEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)和超宽带(PWB)等强电磁脉冲的测量。也可用于电磁辐射干扰器等连续波强电磁辐射磁场的跟踪与测量。
设备特点:
- ● 传感器以激光供电、光纤传输数据;
- ● 采用一体化铝壳作为屏蔽体,保护设备本体电路不受强磁场的干扰;
- ● 采用自动功率技术保证系统工作的稳定性;
瞬态磁场测量传感器
采集变电站瞬态电磁波形数据,提取波形数据特征,根据波形数据进行统计和特征分析,将变电站的数据中的宏脉冲峰峰值、最大值、宏脉冲持续时长、微脉冲数据提取出来,分别对每个微脉冲做上升时间、振荡频率、时间间隔、持续时长等参数进行获取,并对微脉冲做频谱分析。
宏脉冲、微脉冲自动分析软件
系统可实时连续记录和存储空间频谱数据,并在固定时间间隔通过 GPS/北斗为数据打上位置标签;同时可作为信号源实现电磁环境数据在电波暗室中的回放,模拟采集并存储的持续变化的电磁环境。
软件界面:
存储与回放软件
频谱与瀑布图
110kV-550kV GIS 型隔离开关切合空母线暂态过电压过电流实验平台下进行开合刀闸试验,获取瞬态电场和电压的波形图,并对波形进行分析。
武汉高电压所 220kV 电子式互感器干扰测试
武汉高电压所测试波形
现场捕捉纳秒 / 微秒级偶发瞬态电磁脉冲(开关操作、局部放电、静电、雷击、脉冲骚扰),多通道同步采集电场、磁场、传导电压 / 电流,可定位骚扰源、分析耦合路径、实测复杂场地电磁环境,数据还可用于暗室回放做设备抗扰验证。
- 1. 变电站 / 换流站现场瞬态骚扰监测:断路器、隔离开关分合闸产生陡沿瞬态电磁场,采集二次设备(保护、测控、通信装置)壳体、线缆端口的耦合骚扰,定位二次设备误动、死机根源;多节点同步测量场分布与线缆耦合规律,评估屏柜、电缆屏蔽效能。
- 2. 高压设备局部放电(PD)现场检测:变压器、GIS、开关柜局部放电产生脉冲电磁辐射,采集瞬态脉冲,实现放电源定位、放电类型识别、绝缘缺陷预警。
- 3. 雷电侵入波与过电压现场测试:线路雷击、避雷器动作产生瞬态脉冲,采集空间场与设备端口传导骚扰,评估雷电对站内智能电子设备的威胁。
- 4. 新能源场站(风电、光伏储能变流站):逆变器 IGBT 高速开关产生大量脉冲骚扰,现场采集,排查场站通信、测控、保护的干扰故障。
- 1. 轨道交通(高铁、地铁、磁浮):牵引变流器、断路器、弓网离线放电产生强瞬态骚扰;车厢 / 控制柜内现场采集,评估车载 ATP、通信、信号设备的电磁环境,定位偶发黑屏、通信断连故障。
- 2. 新能源汽车与整车 EMC 外场测试:电机控制器、BMS、高压继电器通断瞬态骚扰;整车实车道路 / 台架现场采集,定位整车辐射骚扰、车载雷达 / 车机干扰问题;满足整车厂外场瞬态 EMI 摸底,区别于实验室暗室测试。
- 1. 机载设备、卫星载荷外场电磁环境测试:机上大功率开关、点火、静电放电产生瞬态场;在外场 / 机舱内采集,验证航电系统在真实环境下的耐受能力,对应 DO-160 瞬态电磁环境。
- 2. 舰船 / 舰艇舱内电磁环境勘测:大功率雷达、电机、开关脉冲骚扰;狭小舱室多通道同步采集,定位舱内通信、导航、武器控制设备干扰源,支撑 GJB151B、GJB1389A 复杂电磁环境评估。
- 1. 工业产线、大型工控机房:变频器、伺服、接触器、机器人驱动器频繁开关产生 EFT、脉冲骚扰;现场采集定位 PLC、传感器、工业以太网偶发丢包、误触发故障。
- 2. 数据中心、通信基站:UPS、开关电源、防雷器件动作瞬态骚扰;排查服务器、5G 通信设备的间歇性电磁干扰。
- 1. 骚扰波形采集 + 回放:现场采集真实瞬态骚扰波形,导入 EMC 测试系统在暗室回放,对样机做抗扰测试,用真实现场波形替代标准模拟脉冲,更贴近真实工况。