1.引(yin)言
　　某水(shui)電站爲(wei)地下式(shi)廠房,裝(zhuang)有6台單(dan)機容量(liang)爲700MW的水(shui)輪發電(dian)機組,發(fa)電機爲(wei)立軸半(ban)傘式,發(fa)電機上(shang)導軸承(cheng)油盆油(you)位安裝(zhuang)一套磁(ci)翻闆液(ye)位計 ,液(ye)位計配(pei)置有模(mo)拟量和(he)開關量(liang)信号送(song)至監控(kong)系統,磁(ci)🤞開♍關是(shi)磁翻闆(pan)液位計(ji)判斷油(you)位是否(fou)正常的(de)重要開(kai)關量信(xin)号,外部(bu)磁場引(yin)起磁翻(fan)闆液位(wei)計磁✨開(kai)關誤動(dong)作,不但(dan)影響運(yun)行人🐪員(yuan)對油✉️位(wei)是否正(zheng)常的判(pan)斷,還影(ying)響水輪(lun)發電機(ji)組❄️的安(an)全穩🌏定(ding)運行。因(yin)😘此,如何(he)有效地(di)消除外(wai)部磁場(chang)對磁開(kai)關的幹(gan)擾值得(de)研宄。
　　文(wen)中主要(yao)針對外(wai)部磁場(chang)引起磁(ci)翻闆液(ye)位計磁(ci)開關誤(wu)動👨‍❤️‍👨作情(qing)況,對不(bu)同類型(xing)的磁場(chang)幹擾源(yuan)及不同(tong)🔞種類的(de)磁場屏(ping)蔽材❤️料(liao)進行分(fen)析研究(jiu),總結不(bu)同的磁(ci)場幹擾(rao)源與💘磁(ci)場屏🈲蔽(bi)材料的(de)關系。結(jie)果表明(ming),對低頻(pin)磁場,可(ke)用高導(dao)磁材料(liao)做屏蔽(bi)體來實(shi)現磁場(chang)屏蔽;對(dui)高頻磁(ci)場,由于(yu)同時存(cun)在電場(chang)✂️分量和(he)磁場分(fen)量,因此(ci)要求電(dian)場屏蔽(bi)和磁場(chang)屏蔽同(tong)時進行(hang)。通過分(fen)析研究(jiu),最終找(zhao)到了🤟解(jie)決外部(bu)💔磁場引(yin)起磁翻(fan)闆液位(wei)計磁開(kai)關的處(chu)理措施(shi)。
2.磁翻闆(pan)液位計(ji)原理介(jie)紹
　　磁翻(fan)闆液位(wei)計根據(ju)浮力原(yuan)理和磁(ci)性耦合(he)作用而(er)成。當被(bei)測容🌐器(qi)中的液(ye)位升降(jiang)時,液位(wei)計本體(ti)管中🌐的(de)磁性浮(fu)子也随(sui)之升降(jiang),浮子内(nei)的永久(jiu)磁鋼通(tong)過磁耦(ou)合傳遞(di)到磁翻(fan)柱指示(shi)器,驅動(dong)紅、白翻(fan)柱翻轉(zhuan)180°,當液位(wei)上升時(shi)翻柱由(you)白色轉(zhuan)變爲紅(hong)色,當液(ye)位下降(jiang)時翻柱(zhu)由紅色(se)轉變爲(wei)白色,指(zhi)示器🐉的(de)紅白交(jiao)界處爲(wei)容器内(nei)部液位(wei)的實際(ji)高度,從(cong)而實現(xian)液位清(qing)晰的指(zhi)示。控制(zhi)型液位(wei)計在磁(ci)翻闆液(ye)位計的(de)基礎上(shang)增加了(le)磁開關(guan),在監測(ce)液位的(de)同時❓磁(ci)開關信(xin)号可用(yong)于對液(ye)位進行(hang)控制或(huo)報警;遠(yuan)傳型是(shi)在💋磁翻(fan)闆液位(wei)計的基(ji)礎🐪上增(zeng)加4~20mA變送(song)傳感器(qi),在現場(chang)監測液(ye)位的同(tong)時将液(ye)位的變(bian)化通過(guo)變送傳(chuan)感器、線(xian)纜及儀(yi)表傳到(dao)控制室(shi),實現遠(yuan)程💜監測(ce)和控制(zhi)。磁開關(guan)是一種(zhong)有觸點(dian)的無源(yuan)電子開(kai)關元件(jian),裝有兩(liang)個鐵質(zhi)的彈性(xing)黃片電(dian)闆✉️,還灌(guan)有惰性(xing)氣體。平(ping)時,兩個(ge)簧片是(shi)分開的(de),當有磁(ci)性物質(zhi)靠近時(shi),兩個簧(huang)片被磁(ci)🔅化而💃🏻互(hu)相吸引(yin)接觸,簧(huang)片就會(hui)吸合在(zai)一起,使(shi)接點所(suo)接的電(dian)路連通(tong)。外部磁(ci)力消失(shi)後,兩個(ge)黃片由(you)于本身(shen)的彈性(xing)而分開(kai),電路就(jiu)開了。因(yin)🈲此,磁開(kai)關是一(yi)種利用(yong)磁場信(xin)号來控(kong)制的🙇‍♀️開(kai)關器件(jian)。

3.磁開關(guan)誤動作(zuo)原因分(fen)析
　　分析(xi)某水電(dian)站監控(kong)故障信(xin)息一覽(lan)表,發現(xian)磁開關(guan)誤動時(shi)間🔞與勵(li)磁系統(tong)起勵時(shi)間一緻(zhi),而磁開(kai)關安裝(zhuang)位置正(zheng)好處🌈在(zai)勵磁電(dian)纜下方(fang),初步斷(duan)定磁開(kai)關誤動(dong)作由勵(li)磁電流(liu)産生的(de)磁場幹(gan)擾引起(qi)。發現該(gai)㊙️問題後(hou),将👉磁開(kai)關靠近(jin)運行中(zhong)的發電(dian)機滑環(huan)室,由于(yu)此處磁(ci)場較強(qiang),磁開關(guan)受磁場(chang)力的💚作(zuo)用又再(zai)一次動(dong)作。因此(ci),可以'斷(duan)定磁開(kai)關的誤(wu)動作由(you)外部磁(ci)場幹擾(rao)引起。進(jin)一步分(fen)析📐可知(zhi),勵磁電(dian)流屬于(yu)直流電(dian)流,所感(gan)應出的(de)磁⚽場屬(shu)于低頻(pin)磁場
　　磁(ci)開關内(nei)部裝有(you)鐵質的(de)彈性簧(huang)片,在低(di)頻磁場(chang)中,鐵質(zhi)簧片被(bei)磁化,從(cong)而使彈(dan)性簧片(pian)吸合導(dao)通,而油(you)位計内(nei)部磁翻(fan)🌐闆未達(da)到磁開(kai)關動作(zuo)值的位(wei)置,所以(yi)監控誤(wu)報油位(wei)異常🏒信(xin)号。當機(ji)組停機(ji)時,勵磁(ci)電纜中(zhong)電流消(xiao)失,但此(ci)時磁開(kai)關✉️誤動(dong)作信号(hao)并未複(fu)💁歸,下面(mian)将通過(guo)磁滞回(hui)線💃🏻的概(gai)念來解(jie)釋此現(xian)象。

　　從圖(tu)2 (強磁物(wu)質磁滞(zhi)回線)分(fen)析得出(chu),當勵磁(ci)電纜中(zhong)通過電(dian)📱流時,在(zai)周圍感(gan)應出磁(ci)場,磁開(kai)關中的(de)鐵質簧(huang)片被磁(ci)化,一✊定(ding)時間後(hou)達到飽(bao)和狀态(tai)。機組停(ting)機🈲後,勵(li)磁電纜(lan)中電流(liu)消💞失,周(zhou)圍磁場(chang)開始減(jian)弱,磁開(kai)關中的(de)鐵質簧(huang)片也開(kai)始退磁(ci),如圖2可(ke)看出,當(dang)周圍磁(ci)場減小(xiao)到0時,磁(ci)滞回線(xian)中因爲(wei)矯頑力(li)的存在(zai),鐵♍質簧(huang)片的磁(ci)性并沒(mei)有完全(quan)消失,所(suo)以磁開(kai)關誤動(dong)作的信(xin)号不會(hui)複歸。此(ci)時需要(yao)在磁♋開(kai)關附近(jin)用永久(jiu)磁鐵産(chan)生一個(ge)與原磁(ci)場方向(xiang)相反的(de)磁場,使(shi)矯頑力(li)相互抵(di)消,鐵質(zhi)簧片中(zhong)的磁性(xing)消失,磁(ci)開關誤(wu)動作信(xin)号複歸(gui)。
4.屏蔽外(wai)部磁場(chang)的處理(li)措施
4.1磁(ci)場屏蔽(bi)原理介(jie)紹
　　磁場(chang)由磁體(ti)産生,由(you)磁體的(de)N極指向(xiang)S極,在磁(ci)體的外(wai)部形🚶成(cheng)閉合的(de)形式,距(ju)離轄射(she)源越近(jin),磁場強(qiang)度越強(qiang)。磁場的(de)🌈屏蔽的(de)原❌理是(shi)利用磁(ci)性屏蔽(bi)材料,改(gai)變💯磁場(chang)的方向(xiang),由于磁(ci)場通過(guo)低磁阻(zu)的通路(lu)被旁路(lu)掉,因此(ci)可保證(zheng)被屏蔽(bi)的物體(ti)不受磁(ci)場的幹(gan)擾影響(xiang)。磁場屏(ping)蔽🔴分爲(wei)靜磁屏(ping)蔽和電(dian)磁屏📧蔽(bi)。
　　靜磁場(chang)是穩恒(heng)電流或(huo)永久磁(ci)體産生(sheng)的磁場(chang),靜磁🔱屏(ping)🔱蔽是利(li)用高磁(ci)導率M的(de)鐵磁材(cai)料做成(cheng)屏蔽罩(zhao)以屏蔽(bi)🈲外磁場(chang),靜磁屏(ping)蔽的原(yuan)理可以(yi)用磁路(lu)的概念(nian)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼來說明(ming),如将鐵(tie)磁材料(liao)做成截(jie)🔞面如圖(tu)🔆2的回路(lu),則在外(wai)磁場中(zhong),絕大部(bu)分磁場(chang)集中在(zai)鐵磁回(hui)路中。這(zhe)可以把(ba)鐵磁材(cai)料與空(kong)腔中的(de)空氣作(zuo)爲并聯(lian)磁路來(lai)分析。因(yin)爲鐵🌈磁(ci)材料的(de)磁導率(lü)比空氣(qi)的磁導(dao)率要大(da)幾千倍(bei)🆚,所以空(kong)腔的磁(ci)阻比鐵(tie)磁📧材料(liao)的磁阻(zu)大📱得多(duo),外磁場(chang)的磁感(gan)🚶‍♀️應線的(de)絕大部(bu)份⛱️将沿(yan)着鐵磁(ci)材料壁(bi)内通過(guo),而進入(ru)空腔的(de)磁通量(liang)極少。這(zhe)樣,被鐵(tie)磁材料(liao)屏蔽的(de)空腔就(jiu)基本上(shang)沒有外(wai)磁場,從(cong)而達到(dao)靜磁屏(ping)蔽的目(mu)的。

　　電磁(ci)場在導(dao)電介質(zhi)中傳播(bo)時,其場(chang)量(E和H)的(de)振幅随(sui)距離的(de)增加♻️而(er)按指數(shu)規律衰(shuai)減。從能(neng)量的觀(guan)點看,電(dian)磁波在(zai)🌍導電介(jie)質中傳(chuan)㊙️播時有(you)能量損(sun)耗,因此(ci),表🤟現爲(wei)場量振(zhen)幅的減(jian)小。導體(ti)表面的(de)場量最(zui)大,愈深(shen)入導體(ti)内🚩部,場(chang)量愈小(xiao)。這種現(xian)象也稱(cheng)爲趨膚(fu)效應。利(li)用趨膚(fu)效應可(ke)以阻止(zhi)高頻電(dian)磁波透(tou)入良導(dao)體而做(zuo)成電磁(ci)屏☁️蔽裝(zhuang)置。電磁(ci)屏蔽是(shi)抑制幹(gan)擾,增強(qiang)設備的(de)可靠性(xing)及提髙(gao)産品質(zhi)量的有(you)效手段(duan)。合理地(di)使用電(dian)磁屏蔽(bi),可🏃‍♂️以抑(yi)制外來(lai)高頻電(dian)磁波的(de)幹擾,也(ye)可以避(bi)免作爲(wei)幹擾源(yuan)去影響(xiang)其他設(she)備。
4.2磁場(chang)屏蔽材(cai)料選取(qu)
　　磁性屏(ping)蔽材料(liao)的磁導(dao)率與外(wai)界的磁(ci)場強度(du)有關,外(wai)界❗磁場(chang)強度不(bu)同,磁性(xing)材料的(de)磁導率(lü)也不同(tong),飽和通(tong)量密🐕度(du)也不同(tong),因此,在(zai)磁場的(de)屏蔽設(she)計中的(de)作用也(ye)不同。當(dang)屏蔽低(di)頻磁場(chang)時,選擇(ze)磁鋼、坡(po)莫合金(jin)、鐵等導(dao)磁率高(gao)的材料(liao),而屏蔽(bi)高頻磁(ci)場則應(ying)選擇銅(tong)鋁等導(dao)電率高(gao)的材料(liao)。
4.3處理措(cuo)施
　　從以(yi)上分析(xi)可知,水(shui)輪發電(dian)機組各(ge)軸承油(you)盆磁翻(fan)闆油💛位(wei)🎯計所受(shou)的幹擾(rao)屬于低(di)頻磁場(chang)幹擾,屏(ping)蔽應選(xuan)用高磁(ci)導率材(cai)料🏃🏻,由于(yu)條件限(xian)制,我們(men)選用了(le)厚度爲(wei)5mm鐵闆作(zuo)爲🔴屏蔽(bi)材🚶‍♀️料,且(qie)在設計(ji)時,盡可(ke)能的少(shao)留孔洞(dong)及縫隙(xi),避免增(zeng)加磁屏(ping)蔽體的(de)磁阻,從(cong)而降📱低(di)屏蔽效(xiao)果,開機(ji)起勵後(hou)進行驗(yan)證,上導(dao)軸承油(you)槽油位(wei)異常信(xin)号未再(zai)報出。
5.結(jie)論
　　低頻(pin)磁場的(de)幹擾是(shi)引起某(mou)水電站(zhan)水輪發(fa)電機組(zu)上🔴導軸(zhou)承油槽(cao)磁翻闆(pan)液位計(ji)磁開關(guan)誤動作(zuo)的重要(yao)因素,經(jing)過多次(ci)實驗分(fen)析,得到(dao)以下結(jie)論:
1)屏蔽(bi)低頻磁(ci)場的材(cai)料應選(xuan)用高磁(ci)導率材(cai)料的磁(ci)翻闆液(ye)位計;
2)磁(ci)場強度(du)較大時(shi),應增加(jia)磁屏蔽(bi)材料的(de)厚度;
3)盡(jin)可能的(de)減少屏(ping)蔽體的(de)接縫和(he)孔洞,避(bi)免增加(jia)磁屏蔽(bi)體的💃🏻磁(ci)阻,降低(di)屏蔽效(xiao)果。縫隙(xi)、孔洞盡(jin)量沿磁(ci)❤️場方向(xiang)分布。

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