論智能建筑中弱電系統(tǒng)電磁干擾的綜合治理

吳春艷 王春華

（中航工業(yè)洪都650所，江西 南昌 330024）

引言

智能建筑作為集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之大成的產(chǎn)物，融合了通訊技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)等一系列的先進(jìn)技術(shù)，弱電系統(tǒng)又是智能建筑中一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程，如何通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)與治理有效減少和避免電磁干擾對(duì)弱電系統(tǒng)的影響成為了智能建筑功能更好實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

1 電磁干擾形成機(jī)理

電磁干擾是指任何能中斷、阻礙、降低或限制電子設(shè)備有效性能的電磁能量。其形成的三要素是干擾源、耦合通道和接收器。根據(jù)干擾方式的不同，可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾；根據(jù)干擾來(lái)源的不同可分為系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾；根據(jù)產(chǎn)生干擾的原因不同可分為自然干擾和人為干擾。對(duì)智能建筑中弱電系統(tǒng)形成電磁干擾的來(lái)源主要有三個(gè)：空間場(chǎng)干擾，通過(guò)電磁波輻射進(jìn)入弱電系統(tǒng)；電源干擾，直接侵害弱電系統(tǒng)的正常工作；信號(hào)干擾通道，通過(guò)與弱電系統(tǒng)相連的各信號(hào)線進(jìn)入系統(tǒng)。

2 智能建筑中弱電系統(tǒng)電磁干擾的綜合治理

智能建筑弱電系統(tǒng)的電磁干擾綜合治理應(yīng)從樓宇設(shè)計(jì)階段著手，通過(guò)對(duì)智能系統(tǒng)的各個(gè)構(gòu)成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與治理，提高智能建筑弱電系統(tǒng)電磁兼容性，避免電磁干擾對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)的影響。

根據(jù)形成電磁干擾的三要素，結(jié)合電磁干擾的三個(gè)來(lái)源，從屏蔽、搭接、接地及濾波等方面對(duì)智能建筑弱電系統(tǒng)的電磁干擾進(jìn)行綜合治理。

2.1 屏蔽

屏蔽是提高電子系統(tǒng)和電子設(shè)備電磁兼容性能力的重要措施之一，可抑制通過(guò)空間傳播（即輻射發(fā)射）的各種電磁干擾，是保護(hù)系統(tǒng)電路不受周圍電磁環(huán)境損害的最直接的方法，很多情況下也是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。

屏蔽有兩個(gè)主要目的：一是防止輻射電磁能進(jìn)入弱電系統(tǒng)區(qū)域,二是將輻射電磁能限制在弱電系統(tǒng)的特定區(qū)域。本文重點(diǎn)考慮弱電系統(tǒng)對(duì)外部電磁場(chǎng)的屏蔽。

治理方法：先確定在準(zhǔn)備建立的屏蔽層一側(cè)的不希望信號(hào)的電平E0或H0（可通過(guò)近場(chǎng)探測(cè)儀或其他相關(guān)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量）；估算屏蔽層另一側(cè)允許的信號(hào)電平E1或H1；綜合選

注：在弱電系統(tǒng)中時(shí)常碰到這種情況，屏蔽機(jī)箱存在必要的穿孔、孔洞和縫隙，引起導(dǎo)電不連續(xù)性，實(shí)踐證明，當(dāng)孔、縫尺寸為半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，電磁泄漏最大，故一般要求縫長(zhǎng)或孔徑小于λ/10-λ/100。可使用導(dǎo)電襯墊（機(jī)箱的接縫處）、截止波導(dǎo)式通風(fēng)板（通風(fēng)窗）及屏蔽窗（面板顯示）等以應(yīng)對(duì)不同需求。

對(duì)于受到電磁干擾的電纜可采用屏蔽電纜來(lái)替代，常見(jiàn)的屏蔽電纜有單層編織網(wǎng)、雙層編織絲網(wǎng)、編織絲網(wǎng)和金屬箔組合封裝形式等。

2.2 搭接、接地

搭接是指在兩金屬物體之間建立一條供電流流動(dòng)的低阻抗通路。這條通路必須在長(zhǎng)期使用中保持很低的電阻。在智能建筑弱電系統(tǒng)中，無(wú)論是單臺(tái)還是整套設(shè)施，各金屬物之間都必須進(jìn)行相互搭接。搭接可分為直接搭接和間接搭接兩種情況。

接地是在弱電系統(tǒng)的選定點(diǎn)和某個(gè)共用基準(zhǔn)面之間建立導(dǎo)電通路。基準(zhǔn)面可以是弱電系統(tǒng)的某個(gè)外殼，也可以是機(jī)架或底板甚至可以是智能建筑的外殼。接地系統(tǒng)的電勢(shì)應(yīng)盡可能小，以便接地電流小，其減小的程度決定了接地系統(tǒng)的效率。不良的接地系統(tǒng)會(huì)使干擾電壓或電流耦合到弱電系統(tǒng)中的電路或部件中，產(chǎn)生難以隔離和解決的干擾問(wèn)題。接地可分為懸浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地等方式。

治理方法：“大底板”結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒌孛婊A(chǔ)、樁基等放進(jìn)結(jié)構(gòu)相連接，使其成為接地導(dǎo)體，在現(xiàn)代智能建筑弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先考慮“大底板”接地設(shè)計(jì)，并通過(guò)對(duì)線路接地的分析與計(jì)算有效減少智能建筑中的電磁干擾。

2.3 濾波

濾波器是在規(guī)定頻率范圍內(nèi)通過(guò)要傳導(dǎo)的能量而在規(guī)定頻率范圍以外抑制或吸收要傳導(dǎo)的能量的器件。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是分離信號(hào)、抑制干擾。用導(dǎo)線或電纜串聯(lián)起來(lái)的濾波器可用來(lái)通過(guò)需要的信號(hào)，反射或吸收濾波器通帶以外的信號(hào)。在智能建筑弱電系統(tǒng)中若出現(xiàn)干擾問(wèn)題，可使用濾波器來(lái)防止干擾信號(hào)通過(guò)電路。濾波器還可接入穿過(guò)屏蔽罩的導(dǎo)線和電纜，使屏蔽罩的屏蔽效率保持良好。EMI濾波器，即抑制電磁干擾的濾波器。包括電源EMI濾波器、信號(hào)線EMI濾波器、損耗線EMI濾波器、控制線EMI濾波器等等。

強(qiáng)制性的傳導(dǎo)發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)主要體現(xiàn)在電源線上，電源線濾波器以較小的衰減把直流，50Hz，400Hz等電源功率傳輸?shù)皆O(shè)備上，卻大大衰減經(jīng)電源傳入的EMI信號(hào)，保護(hù)設(shè)備不受損害。同時(shí)，它又抑制電源本身產(chǎn)生的EMI信號(hào)，防止它進(jìn)入電網(wǎng)，污染，危害其它設(shè)備；信號(hào)線EMI濾波器是用在各種信號(hào)線（包括直流）上的低通濾波器，用于濾除導(dǎo)線上各種不需要的高頻干擾信號(hào)。

治理方法：在弱電系統(tǒng)設(shè)備電源的進(jìn)出線端口處添加合適的電源EMI濾波器。

3 注重治理過(guò)程中的操作注意事項(xiàng)，提高治理效果

在進(jìn)行智能建筑弱電系統(tǒng)電磁干擾綜合治理過(guò)程中，施工單位應(yīng)注重對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督與管理，針對(duì)影響電磁干擾治理效果的因素進(jìn)行控制，以有效提高智能建筑抗干擾能力，促進(jìn)智能建筑各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

了解電磁干擾形成機(jī)理，對(duì)智能建筑中弱電系統(tǒng)的電磁干擾進(jìn)行綜合治理，抑制電磁干擾源、切斷電磁干擾傳播途徑、提高設(shè)備抗干擾能力，使弱電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自兼容，且與智能建筑中的其他各設(shè)備和分系統(tǒng)間不產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。

鑒于智能建筑功能化需求的快速增長(zhǎng)和相關(guān)電子技術(shù)的飛速發(fā)展，弱電系統(tǒng)將更加復(fù)雜，對(duì)智能建筑中弱電系統(tǒng)的電磁干擾不能僅僅是治理，還應(yīng)未雨綢繆，在智能建筑弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初即全盤(pán)綜合考慮，進(jìn)行相關(guān)電磁兼容性設(shè)計(jì)，這方面的文章已有很多，在此不予贅述。

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