摘要：随着电子设备的广泛应用，电磁干扰问题逐渐得到关注。本文分析了电磁干扰的危害与电磁兼容技术，以供参考。
关键词：电磁干扰；危害；电磁兼容技术
1电磁干扰
电磁干扰EMI（ElectromagneticInterference）是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低的电磁现象。电磁干扰一般分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合到另一个电网络，引起另一个电网络设备性能降低的电磁干扰，常见的传导干扰有地环干扰、公共阻抗干扰、耦合电容电感引起的串扰等。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合到另一个电网络，引起另一个电网络设备性能降低的电磁干扰。常见的辐射干扰有射频干扰、雷电干扰等。一般情况下，电磁干扰多种耦合途径同时存在，反复交叉耦合，共同产生干扰，这就使得电磁干扰变得非常难以控制。电磁干扰有3要素，干扰源、敏感设备和干扰信号耦合通道（传播途径），减少电磁干扰必须从3个方面入手。①降低干扰源电磁辐射强度；②提高敏感设备的电磁干扰耐受强度；③切断电磁干扰的传播途径。
2电磁兼容性
电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility），主要是指在电磁环境下，设备或系统不受环境影响能够正常运行的同时，且不对电磁环境以及其他事物产生影响与电磁干扰威胁的电磁承载能力。目前电磁兼容技术已经在众多领域中得到广泛应用，如通讯、机械、通信、航空、卫生医疗以及计算机等等。由于电磁兼容技术涉及的技术较多（包括计算机技术、通信技术、微波技术、网络技术等等），故电磁兼容是异性综合性的应用学科。从常理角度来看，设备的电磁干扰的无法实现彻底清除的，只有提升设备抗电磁干扰能力，在最大程度达到抗电磁干扰标准，才能实现设备的电磁兼容性需求，保证设备在电磁环境中运行的稳定性、安全性与可靠性。
3电磁干扰的危害
3.1电磁干扰对人体健康的危害
当电磁辐射强度超过人体所能承受的限度时就构成了电磁辐射污染，甚至导致健康风险问题。电磁辐射能量通过对人体组织器官的作用而产生伤害，其主要表现包括热效应和非热效应两个方面。热效应是指在电磁辐射的强度较大（>10cm/cm2）时，使身体或器官的温度升高。电磁辐射对细胞加热，会使人体的血液流通加快，引起发热，产生生理或神经反应等。另外研究表明，射线能透过深度与电磁干扰的频率有关，低于1GHz的射线能透入深部组织，而高于3GHz的电磁辐射，能量主要被皮肤吸收。非热效应是在电磁辐射的强度低于10cm/cm2的环境中长期作用所引起的。非热效应的机理目前还有待进一步研究，但其对人体的危害确实存在。在一定频率和强度的电磁场中，人的血液特性会发生微波变化，另外染色体结构也会出现变异。国外医学研究表明，高压输电线路所产生的电磁场会对人身体产生危害，住在高压输电线附近的居民，血液和神经系统会受不同程度的损伤，甚至一些人受此影响而死亡。
3.2电磁干扰传播对电子设备的危害
首先，电磁干扰可以大规模的破坏无线电的通信，从而使电台信号不能顺利到达各个听众处，还可使电视信号出现混乱，屏幕出现雪花，条纹等现象。解决无线电通信距离变短的措施可以是增大发射机功率，但相应的电磁干扰也会越来越严重，从而陷入恶性循环之中；其次，信号塔的存在会对飞机场造成极大的影响，很多机场由于受附近的大功率电台的影响，在飞机起飞和降落时会出现偏差，因此，在乘坐飞机时应确保手机处于关机状态，以免影响飞机的正常运行。此外，在很多精密仪器的周围使用一些电子产品会使仪器发生错误；例如，在医院使用手机，就有可能使电子心脏起搏器停止运行，从而使病人处于危险之中；在实验中使用电子设备可能会使仪器读数发生偏差，从而使实验失败。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4电磁兼容技术的应用
4.1滤波
电磁兼容设计中的滤波器主要有电源EMI滤波器和信号滤波器。电源EMI滤波器放置在电子设备供电线路上，通常设计为低通滤波器。既可以保证设备中开关器件产生的高频噪声传导至供电网络，也可以将电网中的干扰噪声滤波，起到保护设备的作用。信号滤波器的目的确保信号的不失真传输，根据应用情况可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。比如带通滤波器可以用于在通信接收端，针对通信频率设计，滤波除其他频段的干扰。在一些敏感的高频信号线路上，可以采用高能滤波器，滤除电源50Hz或400Hz的低频噪声。而在数字电路设计时，为防止高频噪声的干扰，可以使用低通滤波器。
4.2系统接地
系统接地是系统电磁兼容设计的重要手段，也是设备或整个系统稳定工作的基本要求。系统接地包括安全接地和信号接地。安全接地是将电气电子设备的外壳通过低阻抗的导体与大地连接，保证人员及设备的安全。人体与机壳接触时，等效于机壳与大地之间连接了人体电阻，且人体的电阻变化范围很大。流经人体的完全电流为50mA，而在系统安全接地的情况下，人体电阻与接地电阻并联，流经人体的电流会大大降低，满足安全要求。人工接地体常用形式有竖直埋入地下的钢管、角铁和平放的圆钢、扁钢，还有环形、圆板型和方形的金属导体。为减小接地电阻，常将几个接地体连接起来构成组合接地体。信号接地也可称为系统基准接地，为信号电压提供一个0电位的参考点。地线是信号的回流路径，因而地线的两端由于电流流过而产生电压，导致地线的电位不等，这就是地线干扰的根本原因。在系统内部，可以采用阻抗低的金属板作为信号地平面，接地线也使用铜线等导线，满足接地要求。设备的接地方式主要有单点接地、多点接地、混合接地和悬浮接地四种。
4.3电磁屏蔽
电磁屏蔽是抑制电磁干扰的一种有效方法，利用导电或导磁材料制成屏蔽体限制电磁干扰。工程中常用的电磁屏蔽如下几种：①静电屏蔽。根据电磁场理论，采用内部存在空腔的导体，使其内部任一点的电场为零，导体内部没有电荷，电荷只分布在其表面。②磁场屏蔽。磁场屏蔽包括低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。对于低频情况，可使用铁、硅钢片等磁导率高、磁阻小的铁磁材料制成屏蔽罩，实现磁场屏蔽。而对于高频磁场，屏蔽材料应使用低电阻率的铜、铝等金属，利用在屏蔽体上形成的涡流反磁场，实现磁场屏蔽。③电缆屏蔽。为防止线缆向外发射干扰以及空间电磁场对线缆的影响，可以使用金属材料制成屏蔽层包覆在线缆外，达到屏蔽的效果。常见的线缆屏蔽形式有：金属屏蔽层、金属编织网、箔带包裹屏蔽等。另外，常见的屏蔽双线电缆，采用双线对绞平衡线，可以传输频率高于10MHz的高频信号。
4.4电磁吸收
对于射频，特别是微波辐射，也常利用吸收材料进行微波吸收。它是根据匹配谐振原理研制而成，将微波能转化为热能。吸波材料主要有以下几种：①铁氧体系列吸波材料。吸收强，频带宽，如镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、钡铁氧体等。②微粉吸波材料。反射小，吸收高，如纳米碳化硅纤维。③多晶铁磁性金属纤维。重量轻、频带宽、斜入射性能好，还可以通过调节纤维长度、直径及排列方式调节吸收体的电磁参数。④电介质陶瓷吸波材料。如锆钛酸铅、BaTiO3，吸波效果好，但吸收带宽小。⑤导电高分子材料。可通过掺杂调节电导率来控制其吸波性能，且密度小。
结语
总而言之，通讯工程中的电磁兼容性设计，是保证其不受电磁干扰的重要途径，对提升开关电源工作性能，维护相应设备运行稳定与安全具有重要影响作用。因此，相关部门以及工作人员，应全面掌握开关电源的电磁兼容性，提升电磁兼容性优化设计的重视程度，并依据引发电磁干扰的原因，从多角度出发进行设计与强化。
参考文献：
[1]刘尚合，刘卫东.电磁兼容与电磁防护相关研究进展[J].高电压技术，2014，40（6）.
[2]曲敏，毕卓悦，唐雨萌等.生物电磁技术应用及其相关健康风险评估对策[J].高电压技术，2015，41（8）.
论文作者:贾春宁1,李少鹏2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：电磁干扰论文; 干扰论文; 屏蔽论文; 电磁论文; 设备论文; 信号论文; 电磁辐射论文; 《电力设备》2018年第26期论文;