[电磁兼容]浅谈电磁兼容的危害 [复制链接]

摘要：电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力，重点分析了电力系统电磁兼容的危害以及电磁骚扰在电力系统各个环节中的现象、特点及防护方法。

电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。是研究在有限的空间有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统、广义的还包括生物体）可共存并不致引起降级的一门科学。国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不对其他系统和设备造成干扰。EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

电子、电气设备不仅数量及种类不断增加，而且向小型化、数字化高速化及网络化的方向快速发展。这些电子、电气设备正常工作时，往往会产生一些有用或无用的电磁能量，影响其他设备、系统和生物体，导致电磁环境日趋复杂，造成了“电磁污染”，形成电磁骚扰。电磁骚扰有可能使电气、电子设备和系统的工作性能偏离预期的指标或使各种性能出现不希望的偏差，严重时还可能摧毁电气、电子设备和系统，而且还将影响人体健康。因此，人们面临着一个这样的新问题，就是如何提高现代电子电气设备和系统在复杂的电磁环境中的生存能力，以确保电气、电子设备和系统达到初始的设计目的。

正由于大规模集成电路的出现把人类带入信息时代，近年来信息高速公路和高速计算机技术的快速发展，随之而来的是，电磁骚扰已不只限于电子设备本身，还涉及到电磁污染、电磁饥饿等一系列生态效应问题以及其他多方面的问题，这种环境污染形式，也成为水质污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染。因此，以电磁骚扰为研究对象的电磁兼容性研究在国内外已经受到普遍重视，渗透到每一个电气电子系统及设备中涉及领域更广，并获得空前的大发展。电磁兼容设计已经成为电力和电子产品设计中不可缺少的环节。这里将主要介绍电力系统的电磁兼容性及带来的问题。所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。电磁骚扰有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。

电磁干扰(EMI)是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音，EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生的。理论和实践的研究表

明，不管复杂系统还是简单装置，任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件：首先应该具有干扰源；其次有传播干扰能量的途径和通道；第

三还必须有被干扰对象的响应。在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为敏感设备（或敏感器）。

因此干扰源、干扰传播途径（或传输通道）和敏感设备称为电磁干扰三要素。干扰源的分类方法很多，一般说来电磁干扰源分为两大类：自然

干扰源与和人为干扰源。

自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。他们既是地球电磁环境的基本要素组成部分，同时又是对无线电通讯和空间技术造成干扰的干扰源。自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰，也会对弹道导弹运载火箭的发射产生干扰。

人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰，其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置，如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备，称为有意发射干扰源。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家

用电器以及工业、医用射频设备等等。因此这部分又成为无意发射干扰源。

电磁骚扰按场源频率范围分类，可分为6类：a.50Hz低频骚扰；b.30KHz以下甚低频骚扰；c.30~300KHz载波骚扰；d.0.3~300MHz射频、视

频骚扰；e.0.3~300GHz微波骚扰；f.核电磁脉冲骚扰。对电力系统来说，电磁骚扰主要偏重于低频（谐波）及暂态骚扰。

如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用，从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层（如导电漆及锌线喷涂等）。无

论是金属还是涂有导电层的塑料，一旦设计人员确定作为外壳材料之后，就可着手开始选择衬垫。在高频电场下，采用薄层金属作为外壳或内衬材

料可达到良好的屏蔽效果，但条件是屏蔽必须连续，并将敏感部分完全遮盖住，没有缺口或缝隙（形成一个法拉第笼）。然而在实际中要制造一个无

接缝及缺口的屏蔽罩是不可能的，由于屏蔽罩要分成多个部分进行制作，因此就会有缝隙需要接合，另外通常还得在屏蔽罩上打孔以便安装与插

卡或装配组件的连线。输变电工程的电磁环境问题主要体现在：电力系统对邻近其他设施的电磁影响；电力系统工频磁场问题；工频电磁场的生

物效应问题。电能质量问题，是电磁兼容问题在电力系统的主要反映。电能质量问题涉及到电力系统和用户之间及不同用户之间的利益分配，因

此，无论是供电方、发电方还是用户都对电能质量给予了越来越多的关注。电能质量问题可分为稳态电能质量问题和暂态电能质量问题。目前，

电能质量中有关电压偏差、频率偏差、谐波等稳态电能质量指标的检测已有比较成熟的检测装置，其影响也进行了较系统的研究。对诸如电压暂

降、电压骤升、间断、脉冲、振荡等暂态电能质量问题，其所造成的影响还有待深入系统研究。电磁骚扰的解决现在依靠电能质量监测系统。电能

质量分析及其监测涉及到电力系统、自动控制、现代通讯等多个方面。

目前及今后一段时间内，它将在基础理论的研究、新型算法的开发上进行深入的研究和探索，而且现代电网的*****电能质量监测系统，借

助电子技术和网络技术的飞速发展，正朝着在线监测、实时分析、网络化和智能化的方向发展。以上，是对电力系统的电磁兼容危害及解决的综

合分析。