試析電磁兼容和電磁屏蔽技術(shù)

彭嘉峪

（云南省氣象局雷電中心，云南昆明　650034）

試析電磁兼容和電磁屏蔽技術(shù)

彭嘉峪

（云南省氣象局雷電中心，云南昆明650034）

近年來(lái)，隨著建筑的層數(shù)增高，隨著大量電子設(shè)備的應(yīng)用，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊網(wǎng)絡(luò)密集化程度的提高，雷電造成的危險(xiǎn)也日益嚴(yán)重。雷電災(zāi)害發(fā)生頻率的增強(qiáng)，無(wú)論是建筑、電力系統(tǒng)還是通訊系統(tǒng)在防雷方面的需求日益增強(qiáng)。在防雷工作中，電磁兼容和電磁屏蔽是其中比較有效的兩種方式，本文從電磁兼容和電磁屏蔽的基本內(nèi)容出發(fā)，對(duì)電磁兼容在防雷工作中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

電磁兼容電磁屏蔽防雷

近年來(lái)，防雷在現(xiàn)在的生活和生產(chǎn)中成為亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。在防雷工作中，電磁兼容技術(shù)和電磁屏蔽技術(shù)的應(yīng)用能夠取得很好的效果，所以，探究電磁兼容和電磁屏蔽技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)其在防雷工作中的應(yīng)用具有重要的意義。

1　電磁屏蔽技術(shù)

電磁屏蔽技術(shù)是通過(guò)反射——吸收——抵消這三種效應(yīng)來(lái)得到削弱電磁波干擾的作用的一種技術(shù)。衡量電磁波屏蔽技術(shù)效果的重要指標(biāo)就是電磁波的屏蔽效能，用SE表示。電磁波的屏蔽效能的定義是：在電磁場(chǎng)中，在同一個(gè)地點(diǎn)，沒(méi)有屏蔽時(shí)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度（用E1和H1表示）與有屏蔽時(shí)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度（用E2和H2表示）的比值，這個(gè)比值經(jīng)常用分貝表示，也就是d B。屏蔽效能的計(jì)算公式是：SE=20logE1/E2=20logH1/H2?；蛘咂帘涡苓€能用干擾能量的損耗來(lái)進(jìn)行表示：其中吸收損耗表示為A，反射損耗表示為R，多次反射損耗表示為B。那么SE=A+R+B［1］。

2　電磁兼容技術(shù)

電磁兼容指的是系統(tǒng)或者設(shè)備在某種電磁環(huán)境中正常運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程不會(huì)對(duì)電磁環(huán)境中的其他設(shè)備產(chǎn)生過(guò)度的干擾的一種能力。所以，電磁兼容包含兩方面的要求，第一，系統(tǒng)或者設(shè)備在電磁環(huán)境中運(yùn)行的時(shí)候產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)限定值。系統(tǒng)或者設(shè)備在電磁環(huán)境中運(yùn)行的時(shí)候要對(duì)周?chē)碾姶鸥蓴_具有一定的抵抗能力，也就是要具有一定的電磁敏感性。對(duì)電磁兼容產(chǎn)生干擾的原因主要有以下三個(gè)方面，分別是：第一，干擾源分析。能夠?qū)﹄姶偶嫒莓a(chǎn)生干擾的干擾源包括高壓電器設(shè)備和干擾電壓源，其中高壓電器設(shè)備包括接觸網(wǎng)輻射和大功率發(fā)射器等；干擾電壓源包括接觸網(wǎng)上電和雷電等。第二，耦合途徑分析。對(duì)電磁兼容產(chǎn)生干擾的耦合途徑有以下幾種，分別是：多種環(huán)線感應(yīng)、共用阻抗耦合、直接差分感應(yīng)、電源傳導(dǎo)耦合和電纜串音干擾等。第三，被影響的設(shè)備分析。被電磁兼容產(chǎn)生影響的設(shè)備主要有信號(hào)設(shè)備、其他路外設(shè)備等［2］。

3　電磁兼容技術(shù)在防雷中的應(yīng)用

3.1干擾源的消除

（1）新型避雷針的使用。在電磁干擾的干擾源中，雷電是其中比較重要的一個(gè)因素，所以，從干擾源的消除方面來(lái)說(shuō)，使用新型避雷針將雷電干擾減弱是一種比較有效的措施。因?yàn)槔纂姼蓴_具有放電時(shí)間短（每秒鐘能達(dá)600次）、產(chǎn)生的電流大（最大可達(dá)30萬(wàn)安）、產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)的特點(diǎn)，所以，可以通過(guò)使用阻抗型的避雷針將雷電的放電時(shí)間延長(zhǎng)，將電流的強(qiáng)度降低，將電磁干擾減弱［3］。

（2）接地處理。在抑制電磁干擾方面，接地處理是其中最有效的方式之一。接地處理的主要目的就是建立一種能夠和大地相連接的低電阻通路，將靜電荷和雷電的放電電流引入大地，從而達(dá)到保護(hù)人身安全和設(shè)備正常運(yùn)行的目的。其中高層建筑中的接地系統(tǒng)通常使用的是共用接地，包括：利用建筑物內(nèi)部的鋼筋系統(tǒng)進(jìn)行引流——分流來(lái)實(shí)現(xiàn)均衡電位、市電電源中性點(diǎn)的接地、天線饋線接地、交流用電設(shè)備接地等。但是需要注意的是，各個(gè)接地系統(tǒng)不能使用同一個(gè)引下線進(jìn)行接地，這是因?yàn)橐戮€有一定的電阻（一般情況下一條引下線的電阻不能超過(guò)10Ω），當(dāng)其中的一個(gè)接地系統(tǒng)產(chǎn)生接地電流的時(shí)候，另一個(gè)接地系統(tǒng)的地電位就會(huì)升高，會(huì)對(duì)這個(gè)接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良的影響。同時(shí)，各個(gè)接地系統(tǒng)也不適合進(jìn)行多點(diǎn)接地。因?yàn)槿绻褂枚帱c(diǎn)接地，在分散雷電電流的時(shí)候，各個(gè)系統(tǒng)就會(huì)因?yàn)榈仉娢坏牟煌纬呻娢徊?，從而?dǎo)致電位干擾情況的出現(xiàn)。

3.2通道耦合的減少

（1）屏蔽。屏蔽是電磁干擾有效防護(hù)控制的基本方法之一。在雷擊現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，在1秒的時(shí)間內(nèi)就會(huì)有幾十萬(wàn)安的電荷流入地下，所以，就會(huì)產(chǎn)生很大的電流，會(huì)在周?chē)纬蓮?qiáng)大的電磁場(chǎng)。在這種情況下，在系統(tǒng)或者設(shè)備的外部安裝一些有效的屏蔽體，就可以使干擾電磁場(chǎng)從屏蔽體內(nèi)部通過(guò)，以降低通道耦合效應(yīng)。在選擇屏蔽體的過(guò)程中，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題，分別是：防雷屏蔽體的材料要具有很好的導(dǎo)電性能；如有必要可以使用雙層或者以上的屏蔽體進(jìn)行屏蔽；在建筑的外部可以使用金屬網(wǎng)來(lái)進(jìn)行屏蔽。在使用屏蔽的時(shí)候，要注意使用單獨(dú)的系統(tǒng)來(lái)對(duì)屏蔽體進(jìn)行供電；變電站要使用專(zhuān)門(mén)的屏蔽電纜；對(duì)于那些比較敏感的設(shè)備和系統(tǒng)要使用屏蔽電纜。

（2）降低引下線干擾。一般情況下，防雷系統(tǒng)的引下線會(huì)有很多根，在建筑內(nèi)部以分散的方式存在，通過(guò)這樣的方式能夠有效的將引下線的阻值減弱，同時(shí)可以讓引下線的電流得到分散，促使其產(chǎn)生的電磁場(chǎng)能夠得到有效的抵消。

3.3系統(tǒng)或設(shè)備自身抗干擾能力的增強(qiáng)

增強(qiáng)系統(tǒng)或者設(shè)備自身的干擾能力可以采用濾波法來(lái)進(jìn)行，濾波法是一種能夠?qū)﹄姶鸥蓴_產(chǎn)生有效的抑制作用的方法。因?yàn)榻邮招盘?hào)的頻譜和干擾源的頻譜不同，所以使用濾波器可以對(duì)系統(tǒng)的頻帶產(chǎn)生重要的限制作用，可以對(duì)沒(méi)有作用的干擾產(chǎn)生抑制作用。其中可以使用的濾波器主要有以下幾種，分別是：低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器和電源濾波器等。除此之外，還可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)或者設(shè)備的交流電源線進(jìn)行保護(hù)，以達(dá)到增強(qiáng)自身干擾能力的作用。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著建筑層數(shù)的增高、電子設(shè)備的廣泛使用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和覆蓋密度的增加，導(dǎo)致雷電危害日益嚴(yán)重，防雷成為亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。通過(guò)電磁屏蔽和電磁兼容技術(shù)能夠有效的實(shí)現(xiàn)防雷需求，在防雷中應(yīng)用電磁兼容技術(shù)，主要通過(guò)對(duì)電磁兼容產(chǎn)生影響的三要素進(jìn)行解決來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中包括：減少干擾源、減少通道耦合、增強(qiáng)系統(tǒng)或者設(shè)備的抗干擾能力。

［1］張峰波.廣電中心機(jī)房微電子設(shè)備防雷探討［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（30）：113-114.

［2］劉昌，陳雷文，李敬偉，等.淺談電磁兼容技術(shù)在雷電防護(hù)中的應(yīng)用［J］.大科技·科技天地，2010（12）：126-128.

［3］孫國(guó)強(qiáng).雷達(dá)電磁兼容設(shè)計(jì)與測(cè)試［J］.國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2011（6）：58-61.