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1 绪论1

1.1 控制工程中的电磁兼容1

1.2 电磁噪声和干扰2

1.3 电磁噪声的分类3

1.4 构成电磁干扰问题的三要素4

1.5 电磁干扰的耦合途径7

1.6 电缆的屏蔽8

1.7 接地系统8

1.8 解决抗干扰问题的基本理论和必要的工具10

1.9 区分工艺参数发生异常的两种可能性10

2 干扰的电容性耦合和电缆的静电屏蔽13

2.1 电容性耦合的模型13

2.2 工程上估算感应噪声电压Un大小的方法15

2.3 雷击中的电容性耦合16

2.4 抑制电容性耦合的措施18

2.5 电缆的静电屏蔽19

2.6 主动屏蔽与被动屏蔽20

2.7 静电屏蔽和拉开电缆间距效果的比较21

2.8 不同屏蔽材料的屏蔽效能22

2.9 某核电站反应堆停堆事故的分析与解决方案22

2.9.1 事故的描述22

2.9.2 事故原因的理论分析23

2.9.3 现场试验24

2.9.4 解决方案25

3 干扰的电感性耦合和电缆的电磁屏蔽27

3.1 电感性耦合的模型27

3.2 同轴电缆的主动电磁屏蔽29

3.3 同轴电缆的被动电磁屏蔽31

3.4 双绞线的电磁屏蔽原理及其应用32

3.4.1 主动电磁屏蔽32

3.4.2 被动电磁屏蔽33

3.5 同轴电缆和屏蔽双绞线的应用34

3.6 电容性耦合与电感性耦合的区分35

3.7 金属管线对雷电磁场的屏蔽作用35

3.7.1 概述35

3.7.2 理论分析37

3.7.3 金属屏蔽管两端接地的地电位差带来的影响38

4 干扰的辐射耦合和电缆的辐射屏蔽40

4.1 近场和远场（感应场和辐射场）41

4.2 波阻抗42

4.3 电磁场耦合的感应噪声43

4.4 抑制辐射耦合的主要方法——辐射屏蔽44

4.5 电缆屏蔽的综述47

5 控制室的网格屏蔽51

5.1 从一个引例看控制室的屏蔽51

5.2 计算步骤53

5.3 脉冲磁场抗扰度Ha的取值56

5.4 计算实例58

5.4.1 例158

5.4.2 例259

5.5 关于屏蔽导体截面积的影响60

5.6 屏蔽网格尺寸的工程用查表61

6 接地系统的接地体64

6.1 接地系统的基本概念64

6.1.1 概述64

6.1.2 接地体的结构66

6.1.3 控制系统设置保护地的原则67

6.1.4 接地系统产生的电磁干扰68

6.2 接地电阻69

6.2.1 接地电阻的定义69

6.2.2 接地电阻的计算值71

6.2.3 不同接地体的接地电阻的理论计算式73

6.2.4 降阻剂77

6.2.5 离子接地体79

6.3 独立接地和共用接地网的比较80

6.3.1 接地方式的形态81

6.3.2 独立接地81

6.3.3 共用接地网84

6.4 工频接地电阻和冲击接地电阻87

6.5 共用接地网接地电阻的测量90

6.6 土壤电阻率的测量90

7 接地系统的连接92

7.1 接地连接的总体要求92

7.2 接地连接的耦合93

7.2.1 串联接地93

7.2.2 并联接地94

7.3 机柜内接地汇流排的设置和分类汇总96

7.4 低压交流供电系统的接地制式97

7.5 控制系统接地连接的相关问题100

7.5.1 现场仪表的接地连接100

7.5.2 接地的搭接101

7.5.3 关于控制系统机柜的对地浮空103

7.5.4 接地干线的屏蔽104

7.5.5 浮地105

7.6 运动系统的接地技术105

7.6.1 船舶接地系统105

7.6.2 悬浮接地系统107

7.7 控制系统对接地电阻值要求的讨论107

7.7.1 我国涉及电气装置接地电阻值要求的相关标准108

7.7.2 控制机柜的接触电位差和对保护地接地电阻值的要求109

7.7.3 控制系统对工作地接地电阻值的要求110

7.7.4 控制系统对接地电阻值要求的结论111

8 隔离与滤波113

8.1 交流低压电源的隔离113

8.1.1 控制系统对交流低压电源的一般要求114

8.1.2 交流电源中产生干扰的主要原因114

8.1.3 隔离变压器115

8.1.4 交流低压系统的零地电压对控制系统的影响117

8.2 信号的隔离119

8.2.1 信号的传输隔离120

8.2.2 信号的转换隔离120

8.2.3 信号的分配隔离121

8.2.4 信号的安全隔离121

8.2.5 电源隔离122

8.2.6 隔离精度122

8.2.7 无源隔离器和信号的驱动能力123

8.2.8 隔离器的响应时间124

8.2.9 开关量的隔离124

8.3 I／O信号的数字滤波127

8.3.1 模拟信号的数字滤波127

8.3.2 开关量信号的采样滤波130

8.4 铁氧体磁环滤波器132

8.5 长线传输干扰的抑制135

8.5.1 数字信号传输过程中的波反射136

8.5.2 终端开路时的波反射136

8.5.3 终端短路时的波反射137

8.5.4 终端电阻的匹配138

8.5.5 抑制波反射的几种匹配措施138

9 控制系统的静电防护140

9.1 静电放电的特点141

9.2 人体的静电模型（HBM）144

9.3 静电防护的软接地147

9.4 防静电工作区的理念150

9.4.1 概述150

9.4.2 EPA等级的划分151

9.4.3 EPA要素151

9.4.4 EPA静电泄漏电阻的取值153

9.5 控制室静电防护的基本措施153

9.6 防静电地面和其接地156

附1 物体带电顺序表和人体、器件带电电压值157

附2 防静电工作区的环境条件要求158

10 控制系统的雷电防护160

10.1 雷电概述160

10.1.1 雷云结构和放电原理160

10.1.2 直击雷（云对地）的选择性162

10.1.3 雷电流威胁控制系统的危险半径163

10.2 外部防雷装置的基本原理165

10.3 雷电对控制系统的侵害途径167

10.3.1 静电感应（电容性耦合）168

10.3.2 电磁感应（电感性耦合）168

10.3.3 反击（电阻性耦合）169

10.3.4 电磁场辐射（电磁耦合）170

10.4 控制系统雷电防护的基本措施171

10.4.1 接地／等电位连接171

10.4.2 电缆的屏蔽173

10.4.3 合理布线175

10.4.4 使用浪涌保护器（SPD）177

10.5 交流低压电源系统SPD的应用181

10.5.1 控制系统用电设备的浪涌抗扰度181

10.5.2 TN-S制配电系统中的SPD的配置方式182

10.5.3 控制室供电箱内SPD的参数选择183

10.5.4 多级SPD之间的能量配合和动作配合185

10.6 信号、通信线路的SPD187

10.6.1 SPD配置的参考原则187

10.6.2 I／O信号SPD的参数值188

10.6.3 通信端口上的SPD的主要参数188

10.7 SPD安装中的一个问题188

10.8 几个案例分析所带来的思考191

10.8.1 控制系统的雷电防护是否一定要使用SPD191

10.8.2 因反击造成的雷击事故194

10.8.3 安全栅能否替代SPD195

10.8.4 某燃气公司混配站的雷击案例分析196

10.8.5 某石化公司加氢裂化装置DCS的雷害隐患198

10.9 浪涌保护器（SPD）的隔爆论证和本安论证199

10.9.1 概述199

10.9.2 关于爆炸危险场所的划分202

10.9.3 适用于SPD的防爆机制203

10.9.4 本安型系统的认证204

11 控制系统的抗扰度与发射209

11.1 抑制串模干扰和共模干扰的能力209

11.1.1 共模干扰抑制比CMRR和串模干扰抑制比SMRR211

11.1.2 关于CMRR指标值和SMRR指标值的计算方法214

11.1.3 建议215

11.2 仪表、控制系统的抗扰度216

11.2.1 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度218

11.2.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度220

11.2.3 浪涌（冲击）抗扰度221

11.2.4 静电抗扰度223

11.2.5 工频磁场抗扰度223

11.2.6 脉冲磁场抗扰度224

11.2.7 射频电磁场辐射抗扰度224

11.2.8 射频场感应的传导骚扰抗扰度226

11.2.9 评定抗扰度试验结果的通用原则（性能判据）227

11.3 仪表、控制系统的发射227

11.3.1 电磁辐射发射（RE）228

11.3.2 传导发射（CE）229

11.4 电磁兼容设计230

参考文献232

跋——真实的感悟237