1.引言
　　某水(shuǐ)電站爲地(di)下式廠房(fang),裝有6台單(dan)機容量爲(wèi)700MW的水輪發(fā)👄電機💘組,發(fā)電機爲立(li)軸半傘式(shì),發電機上(shàng)導軸🏃承油(you)盆油位安(an)⁉️裝一套磁(ci)翻闆液位(wèi)計 ,液位計(ji)配置有模(mo)拟量和開(kai)關量信号(hao)送至監控(kòng)系統,磁開(kāi)⭕關是磁翻(fān)闆液位計(ji)判斷油位(wei)是否正常(chang)的🔞重要開(kai)關量信☎️号(hao),外部磁場(chǎng)引起磁翻(fān)闆液位計(ji)磁開關誤(wù)動作,不但(dan)影響運行(háng)人員對油(yóu)位是否正(zhèng)常的判斷(duàn),還影響水(shui)輪發電機(jī)組的安全(quan)穩定運行(hang)。因此,如何(hé)有效地消(xiāo)除外部磁(cí)場對磁開(kai)關的幹擾(rǎo)值♍得研宄(guǐ)。
　　文中主要(yao)針對外部(bu)磁場引起(qi)磁翻闆液(ye)位計磁開(kai)🏃關🥰誤動🔞作(zuò)情況,對不(bu)同類型的(de)磁場幹擾(rǎo)源及不同(tóng)種類💯的磁(ci)場屏㊙️蔽材(cai)料進行分(fen)析研究,總(zǒng)結不同的(de)🚩磁場幹擾(rǎo)源與磁場(chang)屏蔽材料(liào)的關系。結(jie)果表明,對(duì)低頻磁場(chǎng),可用高導(dǎo)磁材料做(zuò)屏蔽體來(lai)實現磁場(chang)屏蔽;對高(gāo)頻磁場,由(yóu)于同時存(cun)在電場分(fen)量和磁場(chang)分量,因此(cǐ)要求電場(chǎng)屏蔽和磁(ci)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼場屏蔽同(tong)時進行。通(tong)過分析研(yán)究,最終找(zhǎo)到了🌏解決(jue)外部磁場(chǎng)引起磁翻(fān)闆液位計(jì)磁開關的(de)處理措施(shī)。
2.磁翻闆液(yè)位計原理(lǐ)介紹
　　磁翻(fan)闆液位計(jì)根據浮力(lì)原理和磁(cí)性耦合作(zuò)用而成。當(dang)被測💞容器(qì)中的液位(wèi)升降時,液(yè)位計本體(ti)管中的磁(ci)😘性浮子也(yě)❗随之🈲升降(jiàng),浮子内的(de)永久磁鋼(gāng)通過磁耦(ǒu)合傳遞到(dao)♌磁翻柱指(zhǐ)示器,驅動(dòng)紅、白翻柱(zhu)翻轉180°,當液(yè)位上升時(shí)翻柱由白(bái)色轉變爲(wèi)紅色,當液(yè)位下降時(shi)翻柱由紅(hong)色轉變爲(wèi)白色,指示(shì)器的紅白(bai)交界處爲(wèi)容器内部(bu)液位的實(shi)際高度,從(cóng)而實現液(yè)位清晰的(de)指示。控制(zhi)型液位計(ji)在磁翻闆(pǎn)液位計的(de)基礎上增(zeng)加了磁開(kai)關,在監測(cè)液位的同(tong)時磁開關(guan)信号可用(yong)于對🌐液位(wèi)進行控⭐制(zhi)或報警;遠(yuan)傳型是在(zai)磁翻闆液(yè)位計的基(jī)礎上增加(jiā)4~20mA變送傳感(gan)器,在現場(chang)監測液位(wei)的同時将(jiāng)液位的變(bian)化通過變(bian)送傳感器(qi)、線纜⭐及儀(yi)表傳到控(kong)制室,實現(xian)⭕遠程監測(cè)和控制。磁(ci)開關是一(yī)種有🔆觸點(dian)的無源電(diàn)子開關⚽元(yuán)件🤞,裝有兩(liǎng)個鐵質的(de)彈性黃片(piàn)電闆,還灌(guàn)有惰性氣(qi)體。平時,兩(liang)個㊙️簧片是(shì)分開的,當(dang)有磁性物(wù)質靠近時(shi),兩個簧片(piàn)被磁化而(er)互相吸引(yin)接觸,簧片(pian)就會吸合(hé)在一🈲起,使(shi)接點所接(jie)的電路連(lian)通。外部磁(ci)力消失後(hòu),兩個黃片(pian)由于本身(shen)的彈性而(er)分開㊙️,電路(lù)就開了。因(yīn)此,磁開關(guan)是一種利(lì)用磁場信(xìn)号來控制(zhi)的開關器(qi)件。

3.磁開(kāi)關誤動作(zuò)原因分析(xi)
　　分析某水(shui)電站監控(kòng)故障信息(xī)一覽表,發(fā)現磁開關(guan)誤動❄️時間(jian)♻️與勵磁系(xì)統起勵時(shí)間一緻,而(er)磁開關安(ān)裝位置正(zheng)好處在勵(li)磁電纜下(xià)方,初步斷(duàn)定磁開關(guan)🈚誤動作由(yóu)勵磁🔴電流(liú)産生的磁(ci)場幹擾👈引(yǐn)起。發現該(gāi)🌈問題後,将(jiāng)磁開關靠(kao)近運行中(zhōng)的發電機(jī)滑環室,由(you)🛀🏻于此處磁(cí)場較強,磁(ci)開關受磁(cí)場力的作(zuo)用又再一(yī)次動作。因(yīn)此,可☔以'斷(duàn)定磁開關(guān)的誤動作(zuò)由外部磁(cí)場幹擾引(yin)起。進一步(bu)分析可知(zhi),勵磁‼️電流(liu)屬于直流(liú)電流,所感(gǎn)應出的磁(cí)場屬于低(dī)頻磁場
　　磁(cí)開關内部(bu)裝有鐵質(zhì)的彈性簧(huáng)片,在低頻(pín)磁場中,鐵(tiě)🐅質簧👨‍❤️‍👨片被(bèi)磁化,從而(ér)使彈性簧(huáng)片吸合導(dao)通,而油位(wei)計内部磁(ci)翻闆未達(da)到磁開關(guan)動作值的(de)位置,所以(yi)監控誤報(bào)油🚶位異常(chang)信号。當機(jī)組停機時(shi),勵磁電纜(lǎn)中電流消(xiao)失,但此時(shi)磁開關🥰誤(wù)動作信号(hao)并未複歸(gui),下面将通(tōng)過磁滞回(hui)線的概念(nian)來解釋此(ci)現象。

　　從(cong)圖2 (強磁物(wù)質磁滞回(huí)線)分析得(dé)出,當勵磁(cí)電纜中通(tōng)過電✏️流時(shi),在周圍感(gan)應出磁場(chǎng),磁開關中(zhōng)的鐵質簧(huáng)片被磁化(hua),一🏃‍♂️定時🔴間(jiān)後達到飽(bao)和狀态。機(jī)組停機後(hou),勵磁電纜(lǎn)中電流消(xiao)🌈失,周圍磁(ci)場開始減(jiǎn)弱,磁開關(guan)中的鐵質(zhì)簧片也開(kāi)始退磁,如(rú)圖2可看👌出(chū),當周圍磁(cí)場減小到(dao)0時,磁滞回(hui)線中因爲(wèi)矯頑力的(de)存在,鐵🧑🏽‍🤝‍🧑🏻質(zhi)簧片的磁(ci)🌈性并沒有(yǒu)完全消失(shī),所以磁開(kāi)關誤動作(zuo)的信号不(bú)會複歸。此(ci)時需要在(zài)磁開關附(fù)近用永久(jiu)🤩磁鐵産生(sheng)一個與原(yuan)磁場方向(xiàng)相反❌的磁(cí)場,使矯頑(wán)力相互抵(dǐ)消,鐵質簧(huang)❗片中的磁(ci)性消失,磁(cí)開關誤動(dòng)作信号複(fu)歸。
4.屏蔽外(wài)部磁場的(de)處理措施(shī)
4.1磁場屏蔽(bi)原理介紹(shao)
　　磁場由磁(ci)體産生,由(yóu)磁體的N極(jí)指向S極,在(zài)磁體的外(wai)👉部形成☔閉(bi)📐合的形式(shì),距離轄射(she)源越近,磁(ci)場強度越(yuè)強。磁場的(de)屏蔽的原(yuán)理是利用(yòng)磁性屏蔽(bì)材料,改變(bian)磁場的方(fang)向,由于磁(ci)場通過低(di)磁阻的通(tōng)路被旁路(lù)掉,因此可(kě)🐆保證被屏(píng)蔽的物體(ti)不受磁場(chǎng)的幹擾影(ying)響。磁場屏(ping)蔽分爲靜(jìng)磁屏蔽和(he)電磁屏蔽(bi)。
　　靜磁場是(shi)穩恒電流(liu)或永久磁(cí)體産生的(de)磁場,靜磁(ci)屏蔽是利(li)用☎️高磁導(dao)率M的鐵磁(cí)材料做成(cheng)屏蔽罩以(yi)屏蔽外磁(cí)場,靜磁屏(píng)蔽的原理(lǐ)可以用磁(cí)路的概念(nian)來說明,如(ru)将鐵磁材(cái)料做成截(jié)面如圖2的(de)回路,則在(zai)外磁場中(zhong),絕大部分(fen)😘磁場集中(zhōng)在鐵磁回(huí)路中。這可(kě)☁️以把鐵磁(cí)材料與空(kong)腔中的空(kōng)氣作爲并(bìng)聯磁路來(lái)分析。因爲(wei)鐵磁材料(liào)的磁導率(lü)比空氣的(de)磁導率要(yao)☎️大幾千倍(bèi),所以空腔(qiāng)的磁阻比(bi)鐵磁材料(liao)的磁阻大(da)得🈲多,外磁(cí)場的磁感(gǎn)應線的絕(jué)大部份💋将(jiāng)沿着鐵磁(ci)材料壁内(nèi)通過,而進(jìn)入空腔的(de)磁通量極(jí)少。這樣,被(bèi)鐵磁材料(liào)屏蔽的空(kōng)腔就基本(běn)上沒有外(wai)磁場,從而(ér)達到靜磁(cí)屏蔽的目(mu)的。

　　電磁(ci)場在導電(dian)介質中傳(chuan)播時,其場(chǎng)量(E和H)的振(zhèn)幅随距離(li)的增加而(ér)按指數規(gui)律衰減。從(cong)能量的觀(guān)點看,電磁(cí)波在導電(dian)🔴介質中傳(chuan)播時有能(neng)量損耗,因(yin)此,表現爲(wei)場量振幅(fú)的減小。導(dao)體表面的(de)場量最大(dà),愈深入導(dao)體内🔴部,場(chang)量愈小。這(zhe)種現象也(yě)稱爲趨膚(fu)效應👉。利用(yong)趨膚效應(yīng)可以阻止(zhǐ)⛱️高頻電磁(ci)波透入良(liang)導體而做(zuò)成電磁屏(píng)蔽裝置。電(diàn)磁屏蔽是(shì)抑制幹擾(rǎo),增強📧設備(bei)的可靠性(xing)及提髙産(chan)品質量的(de)有效手段(duàn)。合理地使(shi)用電磁屏(ping)蔽,可🌍以抑(yi)制外來高(gāo)頻電🏒磁波(bo)的幹擾,也(ye)可以避免(mian)作爲幹擾(rǎo)源去影響(xiǎng)其他設備(bei)。
4.2磁場屏蔽(bì)材料選取(qu)
　　磁性屏蔽(bi)材料的磁(cí)導率與外(wài)界的磁場(chǎng)強度有關(guan),外界磁🌏場(chǎng)強度不同(tóng),磁性材料(liao)的磁導率(lü)也不同,飽(bao)和通量密(mi)度也不同(tong),因此,在磁(cí)場的屏蔽(bì)設計中的(de)作用也不(bú)同。當屏蔽(bì)低頻磁場(chang)時,選擇磁(cí)鋼、坡莫合(hé)金、鐵等導(dǎo)🏃‍♀️磁率高的(de)材料,而屏(píng)蔽高頻磁(ci)場則應選(xuǎn)擇銅鋁等(děng)導電率高(gāo)的材料。
4.3處(chù)理措施
　　從(cóng)以上分析(xī)可知,水輪(lun)發電機組(zu)各軸承油(yóu)盆磁翻闆(pan)🤞油😄位計所(suo)🐅受的幹擾(rǎo)屬于低頻(pin)磁場幹擾(rao),屏蔽應選(xuan)用高磁導(dǎo)率材料,由(you)于💁條件限(xiàn)制,我們選(xuǎn)用了厚度(dù)爲5mm鐵闆作(zuo)爲屏蔽材(cái)料,且在設(she)計時,盡可(kě)能的少留(liú)孔洞及縫(feng)隙,避免😄增(zeng)加磁屏蔽(bì)體的磁阻(zǔ),從而降🐅低(di)屏蔽效果(guǒ),開機起勵(lì)後🔞進行驗(yan)證,上🙇‍♀️導軸(zhóu)承油槽油(yóu)位異常信(xin)号🆚未再報(bao)出。
5.結論
　　低(di)頻磁場的(de)幹擾是引(yin)起某水電(dian)站水輪發(fā)電機組上(shang)導軸承💞油(you)⭐槽磁翻闆(pǎn)液位計磁(cí)開關誤動(dòng)作的重要(yào)因素,經過(guò)多次實驗(yàn)分析,得到(dao)以下結論(lun):
1)屏蔽低頻(pin)磁場的材(cai)料應選用(yong)高磁導率(lǜ)材料的磁(ci)翻闆液❗位(wèi)計;
2)磁場強(qiáng)度較大時(shi),應增加磁(cí)屏蔽材料(liao)的厚度;
3)盡(jìn)可能的減(jiǎn)少屏蔽體(tǐ)的接縫和(hé)孔洞,避免(mian)增加磁屏(píng)蔽體的磁(ci)阻,降低屏(ping)蔽效果。縫(feng)隙、孔洞盡(jin)量沿磁場(chang)方向分👈布(bù)。

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