探討電磁干擾的危害與電磁兼容技術(shù)

劉偉超

廣東省廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院 廣東廣州 510000

近些年以來，電磁兼容技術(shù)整體上呈現(xiàn)迅速演變的趨向，其中涉及到多種相應(yīng)的手段與技術(shù)。通常來講，關(guān)于全面防控危害性較強(qiáng)的電磁干擾有必要靈活選擇電磁兼容技術(shù)，其中典型應(yīng)當(dāng)包含電磁吸收、電磁屏蔽、系統(tǒng)接地與濾波技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，針對不同種類的電磁兼容技術(shù)都要著眼于全方位的靈活選擇，從而保證電磁兼容技術(shù)能夠真正服務(wù)于全面防控電磁干擾[1]。

1 電磁干擾與電磁兼容技術(shù)

電磁干擾產(chǎn)生機(jī)理一般電子線路都是由電阻器、電容器、電感器、變壓器、有源器件和導(dǎo)線組成，當(dāng)電路中有電壓和電流存在時(shí)，所有帶電的元器件周圍都會產(chǎn)生電場，當(dāng)電路中有電流流過時(shí)，所有載流體的周圍都存在磁場。在電子線路中只要有電場或磁場存在，就會產(chǎn)生電磁干擾，兩者是相輔相成的，因?yàn)殡妶鰰a(chǎn)生位移電流，電流又會產(chǎn)生磁場。形成電磁干擾的條件包括：電磁干擾源、耦合途徑（耦合通道）、敏感設(shè)備。

電磁兼容技術(shù)研究具體包括，電磁干擾的產(chǎn)生原理、電磁干擾源的特點(diǎn)；電磁干擾的傳播途徑、怎樣將傳播通道切斷、敏感設(shè)備對于干擾產(chǎn)生的變化、抗干擾能力的提升等。通過合理布置電力系統(tǒng)中的設(shè)備和線路，能夠降低發(fā)生電磁干擾的概率，有效優(yōu)化電子電力設(shè)備的電磁環(huán)境。首先通過分析所有設(shè)備、線路和裝置的電磁干擾與電磁耐受性能特征，將易于發(fā)生相互干擾的線路和設(shè)備盡量分開，并且對重點(diǎn)干擾源采取電磁屏蔽措施，防止不同設(shè)備之間發(fā)生電磁耦合和感應(yīng)。其次是在線路設(shè)計(jì)中需要針對脈沖功率大、高頻導(dǎo)線以及敏感線路進(jìn)行屏蔽或隔離，利用電路隔離元件把敏感電路隔離和保護(hù)起來。但是，在選擇和使用隔離電氣元件時(shí)要注意避免元件本身成為新的干擾源，在滿足電磁兼容要求的前提下盡量選擇小功率的元件。

2 電磁干擾引發(fā)的各種危害

2.1 人類健康遭受的傷害

由于受到時(shí)間較長的電磁輻射干擾，那么一旦超出了最大的人類承受限度，則會引發(fā)與之相應(yīng)的各種健康損害。與此同時(shí)，電磁輻射還會引發(fā)程度較重的健康風(fēng)險(xiǎn)以及健康威脅。這主要是由于，輻射能量將會直接作用于特定的人體器官或者人體組織，進(jìn)而產(chǎn)生了突顯的非熱效應(yīng)或者輻射熱效應(yīng)。在此前提下，全面防控潛在性的電磁輻射也就是在保障人類健康，對此需要引發(fā)更廣的關(guān)注。具體在實(shí)踐中，關(guān)于非熱效應(yīng)通?？梢詫⑵湎薅ㄓ诿科椒嚼迕?0厘米以內(nèi)強(qiáng)度的電磁輻射。此類電磁輻射雖然局限于較小比例，但是與之有關(guān)的潛在危害性卻仍然無法予以忽視。這是因?yàn)?，人體血液特性由于受到電磁場固有的強(qiáng)度或者頻率影響，則會引發(fā)染色體變異或者微波變化的趨勢。與之相比，電磁輻射帶來的熱效應(yīng)主要源自超出每平方10厘米的輻射波強(qiáng)度，此種較強(qiáng)的輻射波將會導(dǎo)致人體發(fā)熱、加快血流速度或者造成神經(jīng)反應(yīng)，甚至人體細(xì)胞都將會受到上述效應(yīng)的影響[2]。

2.2 電子設(shè)備固有的性能受到減損

某些傳導(dǎo)性的電磁干擾將會減損固有的電子設(shè)備運(yùn)行效能，或者帶來突顯的災(zāi)害后果。例如針對高頻手術(shù)刀或者微波電療設(shè)備等多種多樣的醫(yī)療專用設(shè)備而言，此類設(shè)備如果呈現(xiàn)頻率較高的空間輻射，那么很可能減損與之臨近的其他設(shè)備性能。在嚴(yán)重的情形下，電子設(shè)備如果處在同個(gè)回路的范圍，則會呈現(xiàn)突發(fā)性的某些災(zāi)害

3 電磁兼容技術(shù)的應(yīng)用

3.1 電磁屏蔽技術(shù)

屏蔽是將金屬物件置于空間的兩個(gè)區(qū)域中，以控制某一區(qū)域的電場或磁場不任意散播到另一區(qū)域中。金屬屏蔽物可用來覆蓋噪聲源，使其電磁場不至于外泄（亦稱主動屏蔽），屏蔽物也可用于防止噪聲干擾到某一特定的區(qū)域（亦稱被動屏蔽）通過采取電磁屏蔽的方式可以有效抑制電磁干擾，針對于電磁干擾可以使用導(dǎo)電材料或者導(dǎo)磁材料進(jìn)行制作屏蔽體。電磁屏蔽技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)兩方面效果：一是實(shí)現(xiàn)干擾源和屏蔽體耦合，起到避免干擾源能量泄露的目的；二是避免外來干擾成功進(jìn)入某區(qū)域。

3.2 電磁吸收技術(shù)

吸收材料對于微波輻射、射頻輻射具有較好的吸收效果。微波吸收技術(shù)具體操作方式為：一是將吸收材料與罩體互相貼附，達(dá)到吸收輻射電磁波的效果；二是將吸收材料與屏蔽材料罩體相貼附，實(shí)現(xiàn)降低射頻電磁波透射的效果。

3.3 濾波技術(shù)

電磁兼容設(shè)計(jì)包括兩種濾波器：電源EMI濾波器以及信號濾波器。將電子設(shè)備供電線路上放置電源EMI濾波器，可以呈現(xiàn)出電子設(shè)備中開關(guān)器件產(chǎn)生的高頻噪聲向供電網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)的效果，并有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)干擾噪聲濾波的效果，發(fā)揮對設(shè)備的保護(hù)作用。

3.4 系統(tǒng)接地技術(shù)

接地也是抑制電磁干擾的基本方法，不僅適用于電氣設(shè)備，對個(gè)別的電路或同樣重要。良好的接地的目的在于：其一，盡量降低數(shù)個(gè)電路共同使用的接地阻抗所產(chǎn)生的噪聲電壓；其二，避免產(chǎn)生不必要的地環(huán)路，以免感應(yīng)到外來磁場噪聲或生成不同接地點(diǎn)而有電位差存在。接地不佳不僅無法減少電磁噪聲干擾，而且會形成另一個(gè)電磁噪聲干擾源。系統(tǒng)接地技術(shù)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)設(shè)備以及系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保證。系統(tǒng)接地由信號接地以及安全接地組成。

4 結(jié)語

經(jīng)過分析可見，電磁兼容技術(shù)在現(xiàn)階段已經(jīng)表現(xiàn)為較高層次的完善性，關(guān)于電磁干擾如果要在根源上予以徹底杜絕并且消除，那么需要緊密結(jié)合電磁干擾的真實(shí)狀況來進(jìn)行應(yīng)對，進(jìn)而選擇了多樣化的電磁兼容手段與技術(shù)。在未來實(shí)踐中，關(guān)鍵在于探究全新的電磁兼容技術(shù)，在此前提下避免電磁干擾給當(dāng)前各領(lǐng)域生產(chǎn)帶來威脅性。