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電磁騷擾

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  • 發(fā)布時(shí)間:2015/1/12 9:51:46
  • 作者:銀河電氣
定義
電磁騷擾是任何可能引起裝置、設備或系統性能降低或者對生物或非生物產(chǎn)生不良影響的電磁現象。
參見(jiàn):GB/T 4365-2003 電工術(shù)語(yǔ) 電磁兼容
注:電磁騷擾可能是電磁噪聲、無(wú)用信號或傳播媒介自身的變化。
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電磁騷擾和電磁干擾的區別

  電磁干擾的定義為:電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統性能下降。

  從兩者定義可知,電磁騷擾和電磁干擾為因果關(guān)系。電磁騷擾是產(chǎn)生干擾的現象,沒(méi)有造成一定后果,而電磁干擾則是電磁騷擾引起的后果。

  就像我們在音響旁邊打電話(huà),手機發(fā)射的電磁波是電磁干擾,而音響被電磁波影響后產(chǎn)生了雜音就是電磁干擾。

  所以我們常說(shuō)的防止、避免或屏蔽干擾其實(shí)也就是阻止電磁騷擾對敏感設備產(chǎn)生電磁干擾而對所需工作產(chǎn)生不良后果。兩者是不能混為一談的。

2
電磁騷擾源的分類(lèi)

2.1按傳播形式分類(lèi)

 ?。?)傳導騷擾;

 ?。?)輻射騷擾。

2.2按頻譜分類(lèi)

 ?。?)工頻騷擾(50Hz)波長(cháng)為6000Km;

 ?。?)甚低頻騷擾(30KHz以下)波長(cháng)大于10Km;

 ?。?)載頻干擾10-300KHz,波長(cháng)大于1Km(包括高壓交直流輸電諧波騷擾);

 ?。?)射頻、視頻騷擾(300KHz-300MHz)波長(cháng)在1-1000m之間(功課醫療設備、輸電線(xiàn)電暈放電、高壓設備火花放電內燃機、電動(dòng)機、家用電器、照明電器等都在此范圍);

 ?。?)微波騷擾(300MHz-300GHz)波長(cháng)在1mm-1m(包括特高頻、超高頻、極高頻騷擾);

 ?。?)雷電及核電磁脈沖騷擾(由吉赫直至接近直流,范圍很寬)。

2.3按搔擾源性質(zhì)分類(lèi)

 ?。?)自然騷擾源:包括大氣噪聲、雷電、宇宙噪聲、雨滴的靜電噪聲、太陽(yáng)噪聲等。

 ?。?)人為搔擾源:包括功能性發(fā)射機非功能性發(fā)射。

  功能性發(fā)射騷擾包括利用電磁能量發(fā)射實(shí)現其功能(如通信系統、電視廣播系統、雷達等)、武器裝備(如核致電磁脈沖、電子對抗機、電磁脈沖炮彈等)。

  非功能性發(fā)射包括高壓電網(wǎng)設備、工業(yè)、科學(xué)及醫療設備、機器及工具、運輸工具、消費電子設備、靜電放電等。

  通過(guò)對各類(lèi)搔擾源的分析我們知道,每一類(lèi)搔擾源都具有其固有的頻段,當系統的工作頻段與電磁搔擾源的頻段有較大的間隔時(shí),系統將不會(huì )受到電磁干擾;而當系統的工作頻段與電磁搔擾源的頻段相同或相近時(shí),系統的正常工作將會(huì )受到電磁干擾。

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電磁騷擾的傳播途徑

  干擾的產(chǎn)生必須具備三個(gè)要素:干擾源、干擾途徑和受擾目標。分析各類(lèi)電磁搔擾源,其實(shí)產(chǎn)生的干擾歸根結底都是電磁波,因此電磁波傳播的途徑也便是干擾途徑,共有以下三種:

  輻射:搔擾源如果不是在一個(gè)全封閉的金屬外殼內,它就可以通過(guò)空間向外輻射電磁波,其輻射場(chǎng)強取決于裝置的騷擾電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及搔擾源的發(fā)射頻率,如果搔擾源的金屬外殼帶有縫隙與孔洞,則輻射的強度跟騷擾波長(cháng)有關(guān),當孔洞的大小與波長(cháng)可比擬時(shí),則可形成騷擾子輻射向四周輻射;

  傳導:搔擾源可通過(guò)與其相連的導線(xiàn)向外部發(fā)射,也可通過(guò)公共阻抗或接地回路耦合,將騷擾帶入其他回路;

  感應耦合:感應耦合是介于輻射途徑與傳導途徑之間的第三條途徑,當搔擾源的頻率很低時(shí)其輻射能力相當有限,若搔擾源也不直接同其它導體連接,此時(shí)電磁騷擾能量可通過(guò)與其相鄰的導體產(chǎn)生感應耦合將電磁能轉移到其他導體上。


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應對電磁騷擾的措施

  我的工作處在一個(gè)充斥著(zhù)電磁波的環(huán)境,設備要良好的運作就得需要有一個(gè)良好的電磁兼容環(huán)境。通過(guò)分析電磁騷擾而產(chǎn)生干擾的三個(gè)要素可以得知較少干擾源、截斷干擾途徑、提高受擾目標的抗干擾性能,都可以降低干擾對系統產(chǎn)生的影響。在實(shí)際工作中,通常采取以下兩種措施。

4.1濾波,通過(guò)抑制系統中的各類(lèi)諧波及過(guò)電壓來(lái)減少干擾源

  建筑內存在有大量產(chǎn)生高次諧波的電氣設備及電氣元件,如氣體放電燈及電子整流器、計算機顯示器、不間斷電源、整流器、電機變頻調速器及軟起動(dòng)器等。大量的諧波是產(chǎn)生電磁騷擾的主要因素之一,而且諧波除了產(chǎn)生電磁騷擾外還將帶來(lái)諸多不利影響,如:產(chǎn)生過(guò)高的中線(xiàn)電流;過(guò)高的頻率導致趨膚效應顯著(zhù),使得導體的載流量降低等等。 

  為降低系統中的諧波含量,在系統的適當位置安裝瞬變干擾吸收器(如避雷器、壓敏電阻、固體放電管等)、電源線(xiàn)路濾波器、隔離變壓器、電壓調整器、電源凈化器等,并對建筑內的大功率整流設備采取如下措施: 

  提高整流變壓器二次側的相數并增加整流器的整流脈沖數;多臺相數相同的整流裝置其整流變壓器二次側應有適當的相角差,以便各次諧波電流的相量和的幅值可因相角差而減小甚至為零。 

  而對應用于系統中的不間斷電源、變頻器及軟起動(dòng)器、整流設備、計算機顯示器、復印機、光源整流器等可能會(huì )產(chǎn)生諧波的設備或元件應嚴格考察其諧波含量及電磁兼容性。 

  為抑制電容器或電容器組投切時(shí)產(chǎn)生的振蕩過(guò)電壓,并聯(lián)電容器回路中應串聯(lián)電抗器。通過(guò)上述種種措施,系統中的諧波含量將大大降低,電磁騷擾源的數量及其騷擾的強度也隨之大幅度減少。

4.2接地及屏蔽

  良好的接地及屏蔽可以有效的截斷干擾的途徑,同時(shí)提高受擾目標的抗干擾能力。

    a、構筑物防雷及接地 

  利用建筑物結構屋面板內的鋼筋在整個(gè)屋面組成避雷網(wǎng),突出屋面的所有金屬物體均與避雷網(wǎng)電氣聯(lián)結;

  利用建筑外側柱內的鋼筋作為引下線(xiàn),上端與防雷網(wǎng)、下端與接地網(wǎng)電氣聯(lián)結; 

  利用結構底板內的鋼筋電氣聯(lián)結成接地網(wǎng),并利用建筑每層樓板(除屋面板與基礎底板外)內的鋼筋電氣聯(lián)結成輔助等電位聯(lián)結網(wǎng); 

  每層樓板的輔助等電位聯(lián)結網(wǎng)均與所有防雷引下線(xiàn)電氣聯(lián)結。 

  這樣形成的防雷接地網(wǎng)如同一個(gè)法拉第籠,可將大量建筑外的電磁騷擾阻擋并阻止建筑內的電磁騷擾穿越建筑物影響建筑外的電磁環(huán)境。 

  b、建筑內的等電位聯(lián)結 

  建筑內所有正常情況下不帶電的金屬物包括各類(lèi)金屬管道、金屬構件、設備金屬外殼、變壓器低壓側中性點(diǎn)、發(fā)電機中性點(diǎn)、玻璃幕墻的金屬支架、電梯井道的金屬支架等等均應與防雷接地網(wǎng)電氣聯(lián)結; 

  各條進(jìn)出建筑的金屬管線(xiàn)均應在穿越建筑基礎處與防雷接地網(wǎng)電氣聯(lián)結,且各條金屬管道及金屬物體在穿越兩個(gè)防雷區的界面處亦應做如上聯(lián)結; 

  由配電箱引出敷設至屋頂用電設備的線(xiàn)路穿鋼管保護,鋼管一端與配電箱外殼電氣聯(lián)結,另一端與設備金屬外殼電氣聯(lián)結并就近與防雷裝置電氣聯(lián)結,中斷處應跨接,配電箱內在回路保護開(kāi)關(guān)電源側與外殼之間設過(guò)電壓保護器。 

  建筑內的等電位聯(lián)結大大減小了在同一區域、空間內可能存在的電壓降,有效的避免了由于各種可能發(fā)生的故障導致各金屬外殼、管道等因過(guò)大的電壓降而形成靜電放電從而產(chǎn)生的電磁騷擾。 

  c、重要區域的重點(diǎn)防范 

  對于安裝有大量電氣、電子系統設備的區域如消防值班室、弱電控制中心等,由于其內部安裝的系統正常工作要求避免電磁干擾,且系統也會(huì )在正常工作的同時(shí)產(chǎn)生電磁騷擾而可能會(huì )影響外部系統設備,因此對該類(lèi)區域將需要做重點(diǎn)防范。通常的做法有:設專(zhuān)用接地干線(xiàn),接地干線(xiàn)直接與室外接地體相連,避免諧波通過(guò)接地線(xiàn)對系統產(chǎn)生電磁干擾;安裝防靜電架空地板,架空地板的支座與接地系統電氣聯(lián)結,地板的泄露電阻為1X105~1X108歐姆;在墻壁、頂板、地板內設置輕質(zhì)金屬網(wǎng)做電磁屏蔽等。

  總之,在工程中是系統及設備遠離頻段與工作頻段相同或相近的搔擾源,并通過(guò)適當的技術(shù)措施和良好的屏蔽、接地手進(jìn)一步減少電磁騷擾,采用電磁兼容性能過(guò)硬的設備,才能創(chuàng )造一個(gè)良好的電磁兼容環(huán)境,才能讓系統及設備良好的運轉。


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