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

彭嘉峪

（云南省氣象局雷電中心，云南昆明650034）

近年來，隨著建筑的層數(shù)增高，隨著大量電子設備的應用，隨著計算機網(wǎng)絡和通訊網(wǎng)絡密集化程度的提高，雷電造成的危險也日益嚴重。雷電災害發(fā)生頻率的增強，無論是建筑、電力系統(tǒng)還是通訊系統(tǒng)在防雷方面的需求日益增強。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)，對電磁兼容在防雷工作中的應用進行了探討。

電磁兼容電磁屏蔽防雷

近年來，防雷在現(xiàn)在的生活和生產(chǎn)中成為亟待解決的一個問題。在防雷工作中，電磁兼容技術和電磁屏蔽技術的應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對實現(xiàn)其在防雷工作中的應用具有重要的意義。

1　電磁屏蔽技術

電磁屏蔽技術是通過反射——吸收——抵消這三種效應來得到削弱電磁波干擾的作用的一種技術。衡量電磁波屏蔽技術效果的重要指標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：在電磁場中，在同一個地點，沒有屏蔽時的電磁場強度（用E1和H1表示）與有屏蔽時的電磁場強度（用E2和H2表示）的比值，這個比值經(jīng)常用分貝表示，也就是d B。屏蔽效能的計算公式是：SE=20logE1/E2=20logH1/H2。或者屏蔽效能還能用干擾能量的損耗來進行表示：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

電磁兼容指的是系統(tǒng)或者設備在某種電磁環(huán)境中正常運行，在運行過程不會對電磁環(huán)境中的其他設備產(chǎn)生過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)或者設備在電磁環(huán)境中運行的時候產(chǎn)生的電磁干擾不能超過限定值。系統(tǒng)或者設備在電磁環(huán)境中運行的時候要對周圍的電磁干擾具有一定的抵抗能力，也就是要具有一定的電磁敏感性。對電磁兼容產(chǎn)生干擾的原因主要有以下三個方面，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備和干擾電壓源，其中高壓電器設備包括接觸網(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、共用阻抗耦合、直接差分感應、電源傳導耦合和電纜串音干擾等。第三，被影響的設備分析。被電磁兼容產(chǎn)生影響的設備主要有信號設備、其他路外設備等［2］。

3　電磁兼容技術在防雷中的應用

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因素，所以，從干擾源的消除方面來說，使用新型避雷針將雷電干擾減弱是一種比較有效的措施。因為雷電干擾具有放電時間短（每秒鐘能達600次）、產(chǎn)生的電流大（最大可達30萬安）、產(chǎn)生的電磁干擾強的特點，所以，可以通過使用阻抗型的避雷針將雷電的放電時間延長，將電流的強度降低，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，從而達到保護人身安全和設備正常運行的目的。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)進行引流——分流來實現(xiàn)均衡電位、市電電源中性點的接地、天線饋線接地、交流用電設備接地等。但是需要注意的是，各個接地系統(tǒng)不能使用同一個引下線進行接地，這是因為引下線有一定的電阻（一般情況下一條引下線的電阻不能超過10Ω），當其中的一個接地系統(tǒng)產(chǎn)生接地電流的時候，另一個接地系統(tǒng)的地電位就會升高，會對這個接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良的影響。同時，各個接地系統(tǒng)也不適合進行多點接地。因為如果使用多點接地，在分散雷電電流的時候，各個系統(tǒng)就會因為地電位的不同而形成電位差，從而導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控制的基本方法之一。在雷擊現(xiàn)象發(fā)生的時候，在1秒的時間內(nèi)就會有幾十萬安的電荷流入地下，所以，就會產(chǎn)生很大的電流，會在周圍形成強大的電磁場。在這種情況下，在系統(tǒng)或者設備的外部安裝一些有效的屏蔽體，就可以使干擾電磁場從屏蔽體內(nèi)部通過，以降低通道耦合效應。在選擇屏蔽體的過程中，要注意以下幾個問題，分別是：防雷屏蔽體的材料要具有很好的導電性能；如有必要可以使用雙層或者以上的屏蔽體進行屏蔽；在建筑的外部可以使用金屬網(wǎng)來進行屏蔽。在使用屏蔽的時候，要注意使用單獨的系統(tǒng)來對屏蔽體進行供電；變電站要使用專門的屏蔽電纜；對于那些比較敏感的設備和系統(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)的引下線會有很多根，在建筑內(nèi)部以分散的方式存在，通過這樣的方式能夠有效的將引下線的阻值減弱，同時可以讓引下線的電流得到分散，促使其產(chǎn)生的電磁場能夠得到有效的抵消。

3.3系統(tǒng)或設備自身抗干擾能力的增強

增強系統(tǒng)或者設備自身的干擾能力可以采用濾波法來進行，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。因為接收信號的頻譜和干擾源的頻譜不同，所以使用濾波器可以對系統(tǒng)的頻帶產(chǎn)生重要的限制作用，可以對沒有作用的干擾產(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，還可以通過對系統(tǒng)或者設備的交流電源線進行保護，以達到增強自身干擾能力的作用。

4　結語

隨著建筑層數(shù)的增高、電子設備的廣泛使用、計算機網(wǎng)絡和通訊網(wǎng)絡覆蓋面積和覆蓋密度的增加，導致雷電危害日益嚴重，防雷成為亟待解決的一個問題。通過電磁屏蔽和電磁兼容技術能夠有效的實現(xiàn)防雷需求，在防雷中應用電磁兼容技術，主要通過對電磁兼容產(chǎn)生影響的三要素進行解決來實現(xiàn)。其中包括：減少干擾源、減少通道耦合、增強系統(tǒng)或者設備的抗干擾能力。

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

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

［3］孫國強.雷達電磁兼容設計與測試［J］.國外電子測量技術，2011（6）：58-61.