第一篇：智能電表的電磁兼容測試與抗干擾研究說明

智能電表的電磁兼容測試與抗干擾研究

摘要：為了提高現(xiàn)代智能電表設(shè)計中的抗干擾性能和增強電表工作時系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文主要從電快速脈沖群抗擾度測試、輻射電磁抗擾度測試及傳導(dǎo)電磁干擾抗擾度測試三個方面對智能電表進行電磁兼容測試.此外，還研究了幾種抗干擾技術(shù)以及通過實踐研究總結(jié)的一些電磁兼容測試的簡易測試方案.關(guān)鍵詞：電磁兼容，測試方法，智能電表，抗干擾

由于智能電表的設(shè)計中引入了微控制器，這對設(shè)備的電磁兼容性能提出了更高的要求.主要原因是外界的電磁干擾可能導(dǎo)致程序控制的指針“跑飛”，可能導(dǎo)致電量數(shù)據(jù)的錯誤、丟失甚至系統(tǒng)的混亂.由于電表在電網(wǎng)系統(tǒng)中的特殊地位，不可能像其他電子設(shè)備一樣經(jīng)常性地通過復(fù)位使其恢復(fù)初始狀態(tài)來處理設(shè)備異常工作甚至死機等現(xiàn)象.因此，必須從源頭上采取提高智能電表電磁兼容性能的措施，以加強其抗干擾能力，確保其在規(guī)定的條件下正常穩(wěn)定運行.針對以上問題和對智能電表在實際工作中的電磁環(huán)境分析，我們主要從電快速脈沖群（EFT)干擾、輻射電磁干擾（Radiated EMI）和傳導(dǎo)電磁干擾（Conducted EMI）三個方面考察智能電表的電磁兼容性能.測試方法

1.1 電快速脈沖群抗擾度測試方法

EFT干擾是由于電路中的機械開關(guān)對電感性負載的切換產(chǎn)生的，它會對電路中的其他電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾.這種干擾的特點是：脈沖成群出現(xiàn)、重復(fù)頻率高（脈沖重復(fù)頻率：5KHz，脈沖群重復(fù)周期：300ms）、脈沖波形上升時間短（5ns）.脈沖群對電路中的半導(dǎo)體器件的結(jié)電容充電，當(dāng)電容上的能量累積到一定程度時就會引起設(shè)備的誤動作.EFT抗擾度測試主要就是驗證干擾施加在受試設(shè)備（EUT，本文中指的是智能電表）的電源及I/O線路上時設(shè)備的抗干擾能力.電源線是通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)施加干擾的，而I/O線路則是通過電容耦合夾施加干擾的.測試中無論是施加在電源線上的干擾還是I/O線路上的干擾都是不對稱干擾（是指線與大地之間的干擾，即共模干擾），這也就為如何抑制EFT干擾提供了著手點.對于智能電表，我們采用臺式設(shè)備的測試方法.首先，檢查電表的功能性能；然后，按照測試標(biāo)準(zhǔn)連接設(shè)備，示意圖如圖1；其次，按照產(chǎn)品技術(shù)條件確定實驗等級，讓EFT發(fā)生器輸出開路，接示波器，設(shè)定EFT

發(fā)生器的各個參數(shù)；接著，將EFT發(fā)生器的輸出接耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)或電容耦合夾，對智能電表施加脈沖群，要求每種試驗電壓下做3次試驗，每次1min，間隔1min，一種極性做完后換另一種極性，一根線做完后再換另一根，同時觀察智能電表功能是否正常；最后，斷開所有連接，重新檢查智能電表功能是否正常，并記錄試驗結(jié)果，編制試驗報告。

圖1 EFT試驗設(shè)備布置與連接示意圖

作為智能電表設(shè)計初級階段的簡易EFT抗擾度測

試方法，我們可以采用圖2所示的方法粗略驗證EUT的電磁兼容性能。如圖2所示，在EUT上繞上數(shù)圈（圈數(shù)與試驗嚴酷等級成正比，一般10圈相對而言已經(jīng)比較嚴酷），通過控制信號控制繼電器的閉合從而控制外圍線圈的通斷電，模擬了EFT干擾。該方法可以對EUT做初步的測試。

圖2 EFT簡易測試圖 1.2 射頻輻射電磁場抗擾度測試方法

射頻輻射電磁場干擾（R-EMI）主要是由電臺、電視臺、固定或移動式無線電發(fā)射臺和各種工業(yè)輻射源產(chǎn)生的。標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-3:2002主要把個人使用的移動電話作為輻射源的重點考慮點，原因是移動電話使用的普遍性和其在局部范圍內(nèi)輻射干擾比較強。試驗的頻率定為80MHz~2GHz，而其上限頻率今后可能擴展到更高。標(biāo)準(zhǔn)要求用1kHz的正弦波對載波頻率進行幅度調(diào)制，以便模擬語音信號對載頻的幅度調(diào)制情況[*].試驗中對不同的頻段采用不同的天線產(chǎn)生所需的電磁場。雙錐天線的適用頻段為20~200MHz，對數(shù)周期天線適用頻段為200~1000MHz，對于1~2GHz的頻段可以采用角錐喇叭天線和雙脊波導(dǎo)天線。試驗需要在電波暗室內(nèi)進行，試驗框圖如圖3所示。圖中天線（包括升降塔、轉(zhuǎn)臺）、均勻場及場強探頭均處在電波暗室內(nèi)，通過計算機控制信號發(fā)生器和功率放大器從而實現(xiàn)對場強的控制。

圖3 試驗框圖

測試過程是這樣的：首先，按照設(shè)備技術(shù)要求確定試驗等級，不加正弦調(diào)制信號產(chǎn)生試驗等級要求強度的均勻場（覆蓋所有測試頻段）；其次，使用校準(zhǔn)過程中確定的電平，以正弦波對其調(diào)幅（深度80%），信號發(fā)生器掃頻速度不超過1.5×10-

3十倍頻程/秒；最后，將試品放在轉(zhuǎn)臺上，讓設(shè)備各面都接受試驗（試品在一個面上做兩次試驗，天線分別處于垂直和水平位置上），觀察其功能和性能是否正常。

考慮到試驗設(shè)備復(fù)雜、成本昂貴以及受試設(shè)備（智能電表）體積不大的特點，在工程應(yīng)用中我們常采用吉赫茲橫電磁波室（GTEM小室）對其進行R-EMI測試。試驗組成如圖4所示，N型接頭向小室傳播的為近似平面波（實際為球面波，但張角很?。?，小室芯板與底板之間形成均勻場區(qū)（芯板和底板扮演了天線的角色，要改變場的極化方向只能改變電表的相對方向來實現(xiàn)）。為做到不因電表的置入而過于影響場的均勻性，電表不得超過芯板與底板之間高度的1/3。GTEM小室內(nèi)場強E=kV/h，其中k為比例系數(shù)，V為N型接頭輸入的信號電壓，h為芯板距底板的垂直距離。測試方法與前面所示測試方法相似。

圖4 GTEM小室測試

1.3 由射頻場感應(yīng)所引起的傳導(dǎo)干擾抗擾度測試方法

傳導(dǎo)干擾（C-EMI）通常是由電焊機、可控硅整流器、熒光燈及在開關(guān)電感性負載時產(chǎn)生的。其所涉及頻段為150kHz~80MHz，剛好與前面的R-EMI相對應(yīng)。該試驗主要考慮到低頻段時設(shè)備引線的長度可能達到干擾波的幾個波長，這樣引線就變成了被動天線接收射頻場的感應(yīng)，變?yōu)閭鲗?dǎo)干擾進入設(shè)備內(nèi)部，最終以射頻電壓和電流形式的近場電磁場影響設(shè)備的工作。

試驗整體框圖如圖5所示，試驗發(fā)生器中的低通和高通濾波器的作用是為防止信號諧波對電表產(chǎn)生干擾；固定衰減器是為了使試驗發(fā)生器達到50歐姆（由于各電網(wǎng)阻抗不同，為此規(guī)定一個統(tǒng)一的50歐姆阻抗，以便測試結(jié)果相互比較）輸出阻抗以減小功放至耦合網(wǎng)絡(luò)間的不匹配程度；信號發(fā)生器要求與R-EMI信號發(fā)生器要求相似（不同的是頻段范圍為150kHz~80MHz）；耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)是將干擾信號施加到電源線路上；線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）是目前國際上規(guī)定的傳導(dǎo)性電磁干擾測量設(shè)備，圖6為分別測試兩條電源線上傳導(dǎo)干擾的單相LISN，當(dāng)BMC端接騷擾測試儀時，儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)阻抗為50歐姆，共模和差模干擾電流將從該50歐姆阻抗上流過，此時，LISN起到了為共模和差模干擾電流在所需測量的頻段提供一個固定阻抗（50歐姆）的作用，而50歐姆電阻上的電壓就是傳導(dǎo)干擾電壓。傳導(dǎo)干擾的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)可以參見標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-6。

測試前要盡可能接近智能電表的實際安裝條件來連接電纜，這里我們只介紹了電源線的傳導(dǎo)干擾測試，實際上傳導(dǎo)干擾還可能發(fā)生在平衡線對及非屏蔽不平衡電纜上，其測試與上面介紹的測試方法相似，這里不再贅述。需要指出的是，要依次將試驗發(fā)生器與每個耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)相連，而在其他未注入信號的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)射頻輸入端接50歐姆的電阻。測試時先將試驗電平（未加調(diào)制時的試驗電平）調(diào)到試驗等級的規(guī)定值，然后由1kHz正弦波調(diào)幅（深度80%）。試驗以速度不超過1.5×10-3十倍頻程/秒且在規(guī)定頻段內(nèi)掃頻測試（掃頻步幅不超過上一頻率值的1%，每一頻率的駐留時間不少于電表所需運行和響應(yīng)的時間）同時觀察電表的功能和性能是否正常。

圖5 C-EMI測試框圖

圖6 單相LISN測試連接圖 抗干擾措施

2.1 硬件抗干擾

系統(tǒng)失效和硬件損壞大部分是由各種干擾引起的，而絕大多數(shù)的干擾來自電源，所以對系統(tǒng)電源的抗干擾技術(shù)就顯得尤為重要。下面就介紹幾種電源的抗干擾措施。

（1）在電源變壓器的初級串聯(lián)一個電源濾波器，如“雙繞組扼流圈”的濾波線路，它對高頻干擾信號阻抗很大，使整個設(shè)備與電網(wǎng)之間有一定的高頻隔離，同時對于外界的高頻電磁場干擾也起到一定的抑制作用。

（2）在各相交流電源的進線端并聯(lián)一個壓敏電阻（MOV），其阻值隨施加在它兩端的電壓的增加而減小。這樣可以在供電出現(xiàn)過壓時形成一個低阻的分流器，從而可以防止施加在設(shè)備兩端的電壓急劇上升。當(dāng)電壓恢復(fù)正常時，MOV又恢復(fù)到高阻狀態(tài)。

（3）在主控制器供電電源之前的三端穩(wěn)壓器前并聯(lián)一個瞬變電壓抑制二極管（TVS）。當(dāng)TVS兩端有瞬

間高能沖擊，它能以極高的速度成為低阻抗器件，吸

收大量電流，從而將其兩端的電壓嵌位在一個較低的值上，保護后面電路不因瞬態(tài)高壓而損壞。這一措施對于像雷擊浪涌之類的干擾是比較有效的。

（4）主控電路采用獨立的供電電源，各電路模塊之間采用合適的隔離措施（如光耦等）增強各模塊電路之間的互擾。

以上幾點就是硬件抗干擾設(shè)計的措施和技巧，通過以上的措施，就可以有效地抑制一部分干擾源對設(shè)備功能和性能的不良影響。2.2 軟件抗干擾

軟件抗干擾主要是防止電表在工作過程中出現(xiàn)大的錯誤。電表作為用電量的測量和記錄設(shè)備，諸如用電量等數(shù)據(jù)是十分重要的，這些數(shù)據(jù)的獲取和傳輸及存儲過程必須保證其準(zhǔn)確可靠。下面就保證E2PROM數(shù)據(jù)寫入的可靠性措施做一簡要介紹。

（1）使用軟件陷阱。當(dāng)控制器運行時受到干擾可能導(dǎo)致程序指針PC指向非程序區(qū)，使程序“跑飛”，很可能進入某個循環(huán)中挑不出來。當(dāng)循環(huán)中沒有清除看門狗指令時，在給定看門狗定時條件下PC指針將復(fù)位。當(dāng)循環(huán)中有清除看門狗指令時，就會產(chǎn)生死機。對于這種情況，程序可以設(shè)置大量的軟件陷阱，當(dāng)PC進入非程序區(qū)時可能跳到軟件陷阱中，從而可以順利地使PC復(fù)位。設(shè)置軟件陷阱的位置主要有：①沒有使用到的中斷區(qū)。在沒有使用到得中斷服務(wù)子程序中設(shè)置軟件陷阱可以有效地捕捉到錯誤的中斷。②在處理器未編程的大量空間編寫軟件陷阱指令。當(dāng)程序跑飛入該區(qū)域時可以迅速地跳入正軌。

（2）定時設(shè)置I/O口狀態(tài)。對于有些控制器可以編程I/O口的狀態(tài)，這樣當(dāng)微處理器受到干擾時I/O口的狀態(tài)可能改變，比如電脈沖輸入口被干擾改變?yōu)檩敵隹跁r，就會導(dǎo)致用戶使用了電但是電表卻檢測不到。因此，周期性地重復(fù)定義I/O口的輸入/輸出狀態(tài)對于干擾環(huán)境下的電表運行是有益的。

（3）數(shù)據(jù)校驗。因為電表中的部分數(shù)據(jù)是十分重要的，不能出錯，因此，對這些數(shù)據(jù)的輸入是要進行特別的合法性判斷的。例如，對電量數(shù)據(jù)的格式進行判斷，就可以有效地限制一些錯誤的產(chǎn)生，提高其抗干擾性能。小結(jié)

在設(shè)計智能電表時，從電磁兼容的角度出發(fā)就可以高效地設(shè)計出經(jīng)受的住其電磁環(huán)境要求的性能穩(wěn)定產(chǎn)品，這可以避免走很多彎路。針對智能電表的實際工作環(huán)境和特點，主要從EFT、R-EMI、C-EMI三個方面考察其電磁兼容性能。結(jié)合實際和標(biāo)準(zhǔn)要求，采用簡便、高效的測試手段有助于智能電表的設(shè)計。同時采用合理的有針對性的抗電磁干擾技術(shù)可以保證智能電表在規(guī)定的技術(shù)條件下穩(wěn)定可靠地工作。

第二篇：電磁兼容與抗干擾技術(shù)

什么是《電磁兼容與抗干擾技術(shù)》（簡述）

在各種工業(yè)控制系統(tǒng)中，隨著變頻器等電子電力裝置的廣泛使用，系統(tǒng)的電磁干擾（EMI）日益嚴重，相應(yīng)的抗干擾設(shè)計（即電磁兼容EMC）已經(jīng)變得越來越重要。變頻器系統(tǒng)的干擾有時能直接造成控制系統(tǒng)的硬件損壞，有時雖不致?lián)p壞系統(tǒng)的硬件，但常使智能化控制裝置內(nèi)微處理器的系統(tǒng)程序運行失控，導(dǎo)致控制失靈，從而造成設(shè)備和生產(chǎn)事故。因此，如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性是自動控制系統(tǒng)設(shè)計、制造和應(yīng)用中不可忽視的重要內(nèi)容，也是計算機控制技術(shù)應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵之一。一．電磁兼容（EMC）概述

1.電磁兼容的定義

采用一定的技術(shù)手段，使同一電磁環(huán)境中的各種電子、電氣設(shè)備都能正常工作，并且不干擾其它設(shè)備的正常工作，這就是電磁兼容（英文Electromagnetic Compatibility，縮寫為ECM）.國際電工委員會（IEC）對電磁兼容性的定義是“電磁兼容性是電子設(shè)備的一種功能，電子設(shè)備在電磁環(huán)境中能完成其功能而不產(chǎn)生不能容忍的干擾?！?/p>

在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-1995中對電磁兼容嚴格的定義是：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承擔(dān)的電磁騷擾的能力。電磁兼容有兩方面的含義：

（1）設(shè)備對來自外部環(huán)境的電磁干擾必須具有一定的承受能力（抗擾度）。（2）設(shè)備在正常工作時產(chǎn)生的電磁干擾不超過一定的限值，不干擾其它設(shè)備的正常工作。

目前，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，工控設(shè)備的使用越來越廣泛。特別是涉及到大的控制系統(tǒng)時，例如控制系統(tǒng)既有PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、又有智能化儀表控制系統(tǒng)。如果在系統(tǒng)設(shè)計和安裝時，沒有充分考慮電磁兼容的問題，小則造成設(shè)備不能穩(wěn)定運行，大則造成設(shè)備的損壞。目前EMC已經(jīng)成為系統(tǒng)故障的主要原因。

EMC的一條準(zhǔn)則是“預(yù)防是最有效的，最經(jīng)濟的方案”。所以，EMC已經(jīng)成為電氣系統(tǒng)設(shè)計時必須重視的問題。

電磁兼容性學(xué)科涉及的理論基礎(chǔ)包括電磁場理論、天線與電波傳播、電路理論、通信技術(shù)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等等，所以電磁兼容性學(xué)科是一門實用性很強的綜合性的前沿學(xué)科。

為了實現(xiàn)儀器設(shè)備之間的電磁兼容，國家針對各種電子、電器產(chǎn)品已經(jīng)頒布了一系列強制性的電磁兼容執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。電磁兼容技術(shù)貫穿于電子、電器產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、銷售的全過程。電磁兼容問題解決的越早，投資效益越高。如果在產(chǎn)品的立項、設(shè)計階段就解決了電磁兼容技術(shù)，電磁兼容措施的有效性最高，產(chǎn)品的成本最低。如果產(chǎn)品已經(jīng)成批的制造出來了，才發(fā)現(xiàn)不符合國家的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，在采取補救措施，產(chǎn)品的成本就會大大提高。

二．EMC設(shè)計的主要內(nèi)容 A，電氣設(shè)計： ① 各元器件的干擾控制和抗干擾措施：屏蔽技術(shù)、濾波技術(shù)、接地技術(shù)的應(yīng)用。② 元器件的布局、導(dǎo)線的敷設(shè)等。B.結(jié)構(gòu)設(shè)計：

機箱的屏蔽，包括通風(fēng)口、縫隙、表頭、顯示器、指示燈等處的處理。

三．、抗干擾技術(shù)概述 A．接地技術(shù) 接地的作用和分類 幾種常用的接地方法 浮點接地 單點接地 多點接地 混合接地技術(shù) B．濾波技術(shù) 反射式濾波器 損耗濾波器 有緣濾波器 C．屏蔽技術(shù)

主動屏蔽、被動屏蔽；

靜電屏蔽、磁場屏蔽、電磁屏蔽。

四．PLC控制系統(tǒng)的抗干擾。

五．變頻器控制系統(tǒng)的抗干擾。

第三篇：電磁兼容測試

一、前言

自從麥克斯韋建立電磁理論、赫芝發(fā)現(xiàn)電磁波百余年來，電磁能得到了充分的利用。尤其在科學(xué)發(fā)達的今天，廣播、電視、通信、導(dǎo)航、雷達、遙測遙控及計算機等領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展，給人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富，特別是信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的爆炸性發(fā)展，使世界的對話距離和時間驟然縮短，世界的面貌煥然一新，地球村的夢想將成為現(xiàn)實。然而，伴隨電磁能的利用，也帶來了電磁干擾的產(chǎn)生。元用的電磁場，通過輻射和傳導(dǎo)的途徑，以場和電流(電壓)的形式，侵人工作著的敏感的電子設(shè)備，使其無法正常工作。而且，如同生態(tài)環(huán)境污染一樣，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.電磁環(huán)境的污染也越來越嚴重。它不僅對電子產(chǎn)品的安全與可靠性產(chǎn)生危害，還會對人類及生態(tài)產(chǎn)生不良影響。當(dāng)然，這種污染不會滯留和積累電磁能量，一旦電磁騷擾源停止工作，干擾也即消失。

電磁環(huán)境的不斷惡化，引起了世界各工業(yè)發(fā)達國家的重視，特別是二十世紀七十年代以來，進行了大量的理論研究及實驗工作。進而提出了如何使電子設(shè)備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中，能夠正常的運衍，而對在該環(huán)境中工作的其它設(shè)備或系統(tǒng)也不引人不能承受的電磁干擾的新課題。這就是所謂的電磁兼容。

電磁兼容學(xué)是一門新興的跨學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科。作為邊緣技術(shù)，它以電氣和元線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域，如微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、以及新材料等等。電磁兼容技術(shù)研究的范圍很廣，兒乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域，如電力、通信、交通、航天、軍工、計算機和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問題。研究的熱點內(nèi)容主要有：

電磁干擾源的特性及其傳輸特性；

電磁干擾的危害效應(yīng)；

電磁干擾的抑制技術(shù)；

電磁頻譜的利用和管理；

電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范；

電磁兼容性的測量與試驗技術(shù)；

電磁泄漏與靜電放電等。

電磁兼容學(xué)又是技術(shù)與管理并重的實用工程學(xué)。開展這樣的工程，需要投入大量的人力和財力。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)和正在制定EMC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我國在這方面的起步雖然較晚，但發(fā)展很快。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，我國要參與世界技術(shù)市場的競爭，進出口的電子產(chǎn)品都必須通過EMC檢驗。因此，我國政府和相關(guān)部門越來越關(guān)注EMC問題，不斷制定了有關(guān)的強制性貫徹標(biāo)準(zhǔn)。各部門和軍兵種也都開始研究并建立了不同規(guī)模的EMC實驗室和檢測中心。各種形式的技術(shù)研討和交流，促進了EMC技術(shù)的普及、推廣和應(yīng)用。我國98年已立法強制對六類進口電子產(chǎn)品(計算機、顯示器、打印機、開關(guān)電源、電視機和音響)及通信終端產(chǎn)品施行EMC檢測。99年國家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《EMC認證管理辦法》。我國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所EMC測試實驗室被美國聯(lián)邦通信委員會通過了FCC認可。從2000年2月16日起，出口美國的信息技術(shù)設(shè)備和發(fā)射及接收設(shè)備，由該實驗室出具的數(shù)據(jù)將被美國直接接受。目前，國內(nèi)也正在審定和驗收正式的EMC認證機構(gòu)和實驗室。

產(chǎn)品的EMC檢測是實現(xiàn)電磁兼容不可缺少的技術(shù)手段，強制貫徹電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，則是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場競爭力的先決條件。

二、電磁兼容基本概念

關(guān)于EMC的有關(guān)概念、定義和術(shù)語，在1995年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365“電磁兼容術(shù)語”中有詳細的闡述。這里僅就幾個主要概念作一些輔助說明。

1.電磁環(huán)境(Electromagnetic Environment)

指存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。

給定場所即空間。所有電磁現(xiàn)象包括全部時間與全部頻譜。

2.電磁兼容性(Electmmagnetic Compatibiiity-EMC)

設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

對于EMC這一概念，作為一門學(xué)科，可譯為“電磁兼容”，而作為一個設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容能力，可稱為“電磁兼容性”。

由定義可以看出，EMC包括兩個方面的含義，即設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁發(fā)射，不致影響其它設(shè)備或系統(tǒng)的功能；而本設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力，又足以使本設(shè)備或系統(tǒng)的功能不受其它干擾的影響。這就又引出了另外兩個概念——電磁干擾和電磁敏感度。

3.電磁干擾(Electromagnetic Interference-EMI)

電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。

所謂電磁騷擾(Electmmagnetic Disturbance)是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或元生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。它可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自身的變化，它可能引起設(shè)備或系統(tǒng)降級或損害，但不一定會形成后果。而電磁干擾則是由電磁騷擾引起的后果。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構(gòu)成的。通常稱作干擾的三要素。

根據(jù)干擾傳播的途徑，電磁干擾可分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。

輻射干擾(Radiated Interference)是通過空間并以電磁波的特性和規(guī)律傳播的。但不是任何裝置都能輻射電磁波的。

傳導(dǎo)干擾(Conducted Interference)是沿著導(dǎo)體傳播的干擾。所以傳導(dǎo)干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。

4.電磁敏感度(Electmmagnetic SuseeptibilkrEMS)

在存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。敏感度高，抗擾度低。其實二者是一個問題的兩個方面，即從不同角度反映裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力。以電平來表示，敏感度電平(剛剛開始出現(xiàn)性能降低時的電平)越小，說明敏感度越高，抗擾度就越低；而抗擾度電平越高，說明抗擾度也越高，敏感度就越低。

電磁敏感度也分為輻射敏感度和傳導(dǎo)敏感度。

三、電磁干擾的危害

人們常說的射頻干擾(Radio Frequency Interference-RFI)是指元線電廣播范圍的干擾。1934年在巴黎舉行的國際無線電干擾特別委員會(CISPR)，就是第一次開始對電磁干擾及其控制技術(shù)的世界性有組織的研究。在人類進入信息化社會的今天，電磁波作為一種資源已在OHz~400GHz寬頻范圍內(nèi)，廣泛地用于信息技術(shù)產(chǎn)品中，如汽車、通信、計算機、家電等產(chǎn)品，大量地擁人社會和家庭。伴之而來的電磁干擾也就從甚低頻到微波波段，無孔不入地輻射或傳導(dǎo)至運行中的子設(shè)備或系統(tǒng)以及周圍的環(huán)境。給設(shè)備或系統(tǒng)以及生態(tài)帶來各種各樣的危害?，F(xiàn)就幾個領(lǐng)域的電磁騷擾現(xiàn)象作簡要介紹。

(一)信息技術(shù)設(shè)備的電磁干擾不容忽視

信息技術(shù)設(shè)備(Informatbn Technohgy Equipmem-ITE)是指用于以下目的的設(shè)備：

接收來自外部源的數(shù)據(jù)(如通過鍵盤、數(shù)據(jù)線輸入)；

對接收到的數(shù)據(jù)進行某些處理；

提供數(shù)據(jù)輸出。

過去，人們往往認為，計算機是以邏輯為特征的數(shù)字系統(tǒng)，受自身和外來電磁干擾影響不會很大。盡管在系統(tǒng)設(shè)計和工程實現(xiàn)中，也自覺或不自覺地進行著防止和消除各種干擾的工作，然而，提到掌握和運用EMC技術(shù)上來認識和研究，其意識性還欠缺。然而，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計算機己朝高速度、高靈敏度、高集成和多功能方向發(fā)展，系統(tǒng)已是含有多種元器件和許多分系統(tǒng)的低壓傳輸信息的復(fù)雜設(shè)備。高速和高密，會使系統(tǒng)的輻射加重，低壓、高靈敏度會使系統(tǒng)的抗擾度降低。因此，由于電磁環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的相互竄擾，嚴重地威脅著計算機和數(shù)字系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。如兼容機經(jīng)常出現(xiàn)死機的現(xiàn)象就是典型一例。

(二)信息技術(shù)設(shè)備的電磁泄揭威脅著信息安全

計算機的鍵盤、顯示屏等都會使信息輻射泄漏出去。如果泄漏的是有用信息，一旦被敵方截獲，將會造成巨大損失。美國是最早利用電磁輻射泄漏獲取情報和重視防信息泄漏的國家。美國曾有人在紐約做過試驗，將輻射信號截獲設(shè)備“數(shù)據(jù)掃描器”裝在汽車上，從曼哈頓南端的貝特利公園，沿華爾街緩行，對沿途的海關(guān)大樓、聯(lián)邦儲備銀行、世界貿(mào)易中心、市政廳、警察總局、紐約電話局以及聯(lián)合國總部等單位正在工作的計算機進行輻射信號監(jiān)測。驚奇地發(fā)現(xiàn)，紐約是一個巨大的信息庫。如果截獲者，對其有興趣，便可通過放大、特征提取、解密、解碼等技術(shù)或信息處理等，獲得有用的情報。據(jù)資料介紹，當(dāng)今的截獲技術(shù)相當(dāng)先進，可在1公里之內(nèi)，獲取清晰的屏幕圖像。在通信方面，則往往是以傳導(dǎo)波的方式泄漏和截獲。因為，通信領(lǐng)域的信號傳播方式主要是電纜、光纜和無線電波。所以，網(wǎng)絡(luò)時代，傳導(dǎo)形式的泄密更加嚴重。美國曾在20世紀70年代，一個潛水員在前蘇聯(lián)領(lǐng)?？v深內(nèi)部的鄂霍次克海120米深的海底軍事通信電纜上安裝了一個6米長的竊聽設(shè)備，它大量記錄了所有經(jīng)過電纜的通信信號。由于沒有采取任何加密措施，而使大量軍事通信情報輕易地落在了美國人手中。美國在信息泄漏的制技術(shù)方面也很高明。美國國家安全局和美國國防部從二十世紀六十年代就開始研究制定和逐步完善的防電磁泄漏標(biāo)準(zhǔn)，就是用于計算機及信息設(shè)備防信息泄漏的研究被稱作Tempest技術(shù)。IBM開發(fā)的Tempest個人計算機、打印機、顯示器等產(chǎn)品.就有明顯的市場競爭力。在網(wǎng)絡(luò)時代，信息泄漏被認為是對網(wǎng)絡(luò)安全的最大威脅。所以，防信息泄漏已不再只是對軍事領(lǐng)域才有意義，而在經(jīng)濟領(lǐng)域及各行各業(yè)都應(yīng)引起足夠的重視了。

(三)機載系統(tǒng)的EMI現(xiàn)象

我們都知道，在飛機上不允許使用筆記本電腦、手機和聽CD片等。其原因就在于避免這些設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾。一旦電磁騷擾通過飛機上的電纜線藕合到機上的敏感設(shè)備，就可能形成干擾，使設(shè)備工作不穩(wěn)，甚至失控。如果這些騷擾通過機艙的窗戶向外輻射，使空間的電磁環(huán)境更加復(fù)雜，而機身上有大量的傳感器和數(shù)十付天線，就會因干擾而增加飛機偏離航線或造成其它事故的可能性。本來飛機設(shè)計對電磁兼容性，尤其是抗擾性的要求就是非常高的。

現(xiàn)代交通工具越來越多的依賴于電子系統(tǒng)。對車載接收、監(jiān)控和定位等電子控制系統(tǒng)來說，如果電磁抗擾度不夠，就很容易受空間電磁環(huán)境干擾而不能正常工作，甚至失控造成事故。如氣囊的保護失靈、定位錯誤等。鐵路道岔的信號自動控制，如果因電磁干擾造成誤控，將會給列車的行駛帶來不堪設(shè)想的災(zāi)難。

(四)微波領(lǐng)域的電磁干擾

衛(wèi)星地面站和雷達裝置都會受到諸如：特高頻波段的電視信號、核電信號等干擾。如美國正在研制的新一代大功率徽波武器，其頻率在l~100GHz范圍，可想，強的微波輻射將會給電子設(shè)備或系統(tǒng)以及生物帶來多么嚴重的破壞和殺傷。

移動電話正在我國蓬勃發(fā)展，可是它所產(chǎn)生的電磁干擾給持手機的人們帶來許多困擾和驚恐。目前，國家尚無關(guān)于移動電話的電磁輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，也無手機電磁輻射測試方法的標(biāo)準(zhǔn).但據(jù)有關(guān)部門的初步檢測和分析，認為手機的電磁輻射為點頻微波輻波。手機在使用過程中，其電磁輻射以手機與基站(網(wǎng))取得聯(lián)系時最大，第一聲鈴響后，輻射逐漸減小。所以，在手機接通后的最初幾秒之內(nèi)，最好不要馬上將手機貼耳接聽。因為人的大腦和眼睛對輻射是比較敏感的，以免造成傷害。當(dāng)然，在通話過程中，聲調(diào)的高低、聲音的大小和快慢也會使輻射有所不同。另外，手機的類型不同，天線的內(nèi)置或外置，其輻射都會有些差別。

(五)EMI對醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備或系統(tǒng)的危害

當(dāng)今，許多醫(yī)療設(shè)備都采用了先進的電子和信息技術(shù)。這些設(shè)備的抗擾度如何，直接關(guān)系到人們的生命安危。如心臟起膊器，往往就會受到來自計算機、手機等的電磁干擾，使其功能發(fā)生變化。據(jù)說，一付由生物電控制的假肢，在高壓線下受到電磁干擾后人仰車翻。所以醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計尤為重要，醫(yī)療單位的電磁環(huán)境值得關(guān)注。

另外，雷電和靜電放電的危害，也屬電磁危害范疇，其危害的嚴重性是人們多有體會和認識的。

四、堅持電磁兼容設(shè)計，確保產(chǎn)品質(zhì)量

EMC學(xué)科的建立和一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的制定，為我們從理論與實踐的結(jié)合上實現(xiàn)產(chǎn)品或系統(tǒng)的電磁兼容提供了指導(dǎo)。

EMC設(shè)計的目標(biāo)是通過EMC測試和認證。

EMC設(shè)計的最終目的是為了使我們的設(shè)備或系統(tǒng)能在預(yù)定的電磁環(huán)境中正常、穩(wěn)定的工作，并對該電磁環(huán)境中的任何事物不構(gòu)成電磁騷擾，即實現(xiàn)電磁兼容。

EMC設(shè)計涉及的內(nèi)容很多。從原理上講，要研究 干擾的三要素(干擾源、干擾的藕合通道和接收器)和 抑制干擾措施等。從技術(shù)來說，主要是如何運用濾波、接地和屏蔽三大技術(shù)。

電磁兼容設(shè)計的基本原則和方法，首先是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計對EMC提出的要求和相應(yīng)的指標(biāo)，然后，依據(jù)電磁兼容的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將設(shè)計產(chǎn)品的電磁兼容性指標(biāo)要求分解成元器件級、電路級、模塊級和產(chǎn)品級的指標(biāo)要求，再按照各級要實現(xiàn)的功能要求，逐級分層次的進行設(shè)計。

電磁兼容性設(shè)計應(yīng)考慮的問題很多，但從根據(jù)上講，就是如何提高設(shè)備的抗擾度和防止電磁泄漏。通常采取的措施，一方面設(shè)備或系統(tǒng)本身應(yīng)選用互相干擾最小的設(shè)備、電路和部件，并進行合理的布局。再就是通過接地、屏蔽及濾波技術(shù)，抑制與隔離電磁騷擾。對不同的設(shè)備或系統(tǒng)有不同的設(shè)計方法和措施。下面具體談點粗淺認識。

(一)元器件的選擇和電路的分析是EMC設(shè)計的基礎(chǔ)

以計算機為例.它是以數(shù)字電路為主，以低電平傳輸信號的設(shè)備。所用的數(shù)字集成電路既是干擾源，又是干擾的敏感器件，以存儲器為代表的MOS器件就是一個典型例子。存儲器瞬間工作時能產(chǎn)生很大電流，加之工作頻率可達百兆以上，因而易產(chǎn)生竄擾，造成誤動作或通過公共阻抗干擾其它電路。但另一方面，MOS器件本身的抗擾性又很差。數(shù)字電路傳送脈沖信號，產(chǎn)生的輻射頻率范圍很寬，如時鐘產(chǎn)生器、高速邏輯電路等都會產(chǎn)生高頻干擾和電磁泄漏，同時也會受通信、電視等頻段的電磁騷擾。因此，在設(shè)計時要考慮選用抗干擾器件，合理確定指標(biāo)和運用接地、屏蔽等技術(shù)。

(二)電珠系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計

無論是信息技術(shù)設(shè)備還是無線電電子、電氣產(chǎn)品都要有電源供電。電源有外電源和內(nèi)電源，電源是典型的也是危害嚴重的電磁干擾源。如電網(wǎng)的沖擊，尖峰電壓可高達千伏以上，會給設(shè)備或系統(tǒng)帶來毀滅性的破壞。另外，電源干線是多種干擾信號侵人設(shè)備的途徑。因此，電源系統(tǒng)，特別是開關(guān)電源的EMC設(shè)計是部件級設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。其措施多種多樣，諸如供電電纜直接從電網(wǎng)總閘引出，電網(wǎng)引出的交流經(jīng)穩(wěn)壓、低通濾波、電源變壓器繞組間的隔離、屏蔽以及浪涌抑制和過壓過流保護等。

(三)接地系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計

良好的接地可以保護設(shè)備或系統(tǒng)的正常操作以及人身安全?？梢韵鞣N電磁干擾和雷擊等。所以接地設(shè)計是非常重要的，但也是難度較大的課題。地線的種類很多，有邏輯地、信號地、屏蔽地、保護地等。接地的方式也可分單點接地、多點接地、混合接地和懸浮地等。理想的接地面應(yīng)為零電位，各接地點之間無電位差。但實際上，任何“地”或接地線都有電阻。當(dāng)有電流通過時，就會產(chǎn)生壓降，使地線上的電位不為零，兩個接地點之間就會存在地電壓。當(dāng)電路多點接地，井有信號聯(lián)系時，就將構(gòu)成地環(huán)路干擾電壓。因此，接地技術(shù)十分講究，如信號接地與電源接地要分開，復(fù)雜電路采用多點接地和公共地等。

(四)印制電路板的EMC設(shè)計

元器件、電路和地線引起的騷擾都會在印制電路板上反映出來。因此，印制電路板的EMC工程設(shè)計非常關(guān)鍵。印制電路板的布線要合理，如采用多層板，電源線與地線靠近，時鐘線、信號線與地線的臣離要近等，以減少電路工作時引起內(nèi)部噪聲。嚴格執(zhí)行印制電路板的工藝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，模擬和數(shù)字電路分層布局，以達到板上各電路之間的相互兼容。

另外，值得注意的是在進行EMC設(shè)計時，一定不能忽略對靜電放電(ESD)的防護。ESD防護的關(guān)鍵，一是防止靜電核的產(chǎn)生和積累，再就是阻隔ESD效應(yīng)的發(fā)生。阻止披電的方法和措施很多，這里不做贅述。

五、掌握并運用EMC測試技術(shù)

EMC設(shè)計與EMC測試是相輔相成的。EMC設(shè)計的好壞是要通過EMC測試來衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計和研制的全過程中，進行EMC的相容性預(yù)測和評估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的題，則需在人力、物力上花很大的代價去修改設(shè)計或采用補救的措施。然而，往往難以徹底的解決問題，而給系統(tǒng)的使用帶來許多麻煩。

EMC測試包括測試方法、測量儀器和試驗場所，測試方法以各類標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，測量儀器以頻域為基礎(chǔ)，試驗場地是進行EMC測試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測受場地的影響很大，尤其以電磁輻射發(fā)射、輻射接收與輻射敏感度的測試對場地的要求最為嚴格。目前，國內(nèi)外常用的試驗場地有：開闊場、半電波暗室、屏蔽室和橫電磁波小室等。

作為EMC測試的實驗室大體有兩種類型：一種是經(jīng)過EMC權(quán)威機構(gòu)審定和質(zhì)量體系認證而且具有法定測試資格的綜合性設(shè)計與測試實驗室?；蚍Q檢測中心。它包括有進行傳導(dǎo)干擾、傳導(dǎo)敏感度及靜電放電敏感度測試的屏蔽室，有進行輻射敏感度測試的消聲屏蔽室，有用來進行輻射發(fā)射測試的開闊場地和配備齊全的測試與控制儀器設(shè)備。要建立這樣一套完善的實驗室需投入幾百萬甚至數(shù)千萬元人民幣。目前，國內(nèi)已有數(shù)家已建成或正在投資興建。

另一種類型就是根據(jù)本單位的實際需要和經(jīng)費情況而建立的具有一定測試功能的EMC實驗室。比起大型的綜合實驗室，這類測試實驗室規(guī)模小，造價低。主要適用于預(yù)相容測試和EMC評估。也就是為了使產(chǎn)品在最后進行EMC認證之前，具有自測試和評估的手段。如有不足，還可充分利用社會成果，內(nèi)外合作，相互比對和交流，以達節(jié)約開支，改進設(shè)計，不斷提高產(chǎn)品的電磁兼容性之目的。

在測試儀器方面，以頻譜分析儀為核心的自動檢測系統(tǒng)，可以快捷、準(zhǔn)確地提供EMC有關(guān)參數(shù)。新型的EMC掃描儀與頻譜儀相結(jié)合，實現(xiàn)了電磁輻射的可視化?？蓪ο到y(tǒng)的單個元器件，PCB板、整機與電纜等進行全方位的三維測試，顯示真實的電磁輻射狀況。

EMC測試必須依據(jù)EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范給出的測試方法進行，并以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值作為判據(jù)。對于預(yù)相容測試，盡管不可能保證產(chǎn)品通過所有項目的標(biāo)準(zhǔn)測試，但至少可以消除絕大部分的電磁干擾，從而提高產(chǎn)品的可信度。而且能夠指出你如何改進設(shè)計、抑制EMI發(fā)射。

六、結(jié)束語

EMC作為一門多學(xué)科的高新技術(shù)，以其在質(zhì)量保證體系中的重要作用而逐漸被人們所認識。堅持電磁兼容性設(shè)計，提高貫徹EMC標(biāo)準(zhǔn)的意識性。消除電磁干擾，實現(xiàn)電磁兼容，從根本上提高產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。

第四篇：電磁兼容測試與電氣安全認證

電磁兼容測試與電氣安全認證

電磁兼容性測試簡稱EMC，是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。EMC設(shè)計與EMC是相輔相成的。EMC設(shè)計的好壞是要通過EMC測試來衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計和研制的全過程中，進行EMC的相容性預(yù)測和評估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的問題，則需在人力、物力上花很大的代價去修改設(shè)計或采用補救的措施。然而，往往難以徹底的解決問題，而給系統(tǒng)的使用帶來許多麻煩。

電磁兼容測試貫穿在產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā) 生產(chǎn)、使用和維護的整個周期，對設(shè)備達到電磁兼容起到至關(guān)重要的作用。

電磁兼容(EMC)測試按其目的可分為診斷測試和達標(biāo)測試。診斷測試的目的是調(diào)查產(chǎn)生電磁兼容問題的原因，確定產(chǎn)生噪聲和被干擾的具體部位，從而為采取抑制措施做準(zhǔn)備。達標(biāo)測試是根據(jù)有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對設(shè)備進行測試，評估其是否達到標(biāo)準(zhǔn)提出的要求。產(chǎn)品在定型和進人市場之前必須進行達標(biāo)測試。

電磁兼容(EMC)測試按其內(nèi)容可分為電磁騷擾（EMI）發(fā)射測試和設(shè)備的抗擾度（EMS）測試。EMI測試是測量設(shè)備向外界發(fā)射的騷擾，EMS測試時給設(shè)備外加各種騷擾，測試設(shè)備的敏感度，即抗干擾能力。

應(yīng)該指出的是電磁兼容測試并不僅僅是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行的簡單操作。同樣的測量儀器、場地和測試步驟，不同的人操作得出的結(jié)果可能大相徑庭，這主要取決于操作人員的素質(zhì)。電磁兼容測試人員應(yīng)具備廣泛的知識，因為電磁兼容問題涉及到電磁場、微波、傳輸線、天線、電波傳播、電路、計算機等基礎(chǔ)理論；同時還應(yīng)對各種被檢測的設(shè)備的工作原理要有大概的了解，對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法要進行仔細的研究，知其然，還要知其所以然。在實際測試中，要善于發(fā)現(xiàn)問題，并且能用所學(xué)原理。

電氣安全認證是電氣產(chǎn)品安全工程技術(shù)專題介紹以及常見安全相關(guān)元件的應(yīng)用，企業(yè)產(chǎn)品安全保障體系的建設(shè)，國內(nèi)外產(chǎn)品安全認證理論，中國、歐盟和北美等國家和地區(qū)的電氣產(chǎn)品安全認證體系及企業(yè)的應(yīng)對措施等。解決問題，從而不斷地積累經(jīng)驗。電氣安全是以安全為目標(biāo)、以電氣為研究領(lǐng)域的應(yīng)用學(xué)科，是安全領(lǐng)域中直接與電氣相關(guān)聯(lián)的科學(xué)技術(shù)與管理工程，這門學(xué)科不僅僅討論用電或電器設(shè)備，而是二者都包含在電氣安全學(xué)科之中。電氣安全的基本內(nèi)容包括兩個方面：一方面是研究各種電氣事故，研究其的機理、原因、構(gòu)成、特點、規(guī)律和防護措施，電氣事故不僅僅是觸電事故，雷擊、靜電危害、電磁場傷害、電氣火災(zāi)爆炸以及其他危機人身安全的線路故障和設(shè)備故障也屬于電氣事故；另一方面是研究用電氣的方法解決各種安全問題，即研究運用電氣監(jiān)測、電氣檢查和電氣控制的方法來評價系統(tǒng)的安全性或獲得必要的安全條件。電氣安全具有抽象性、廣泛性、綜合性的特點。

第五篇：電磁兼容與電磁防護新材料新產(chǎn)品

中國室內(nèi)裝飾協(xié)會室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心

Chinese Indoors Decorates Association Indoors Environment Monitor Center

電磁兼容與電磁防護新材料新產(chǎn)品

簡

介

本所是“全國靜電安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會”秘書處，我國IEC/TC101技術(shù)歸口單位。

本室是從事電磁兼容、電磁輻射防護技術(shù)的專業(yè)研究單位。自六十年代來，本室從勞保保護、環(huán)境保護兩大領(lǐng)域開展了多種類型的科學(xué)研究，諸如技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用研究以及涉及到理論方面的基礎(chǔ)研究。獲北京市科技進步成果獎、四機部科技進步成果獎、國家重大科技獎多項。

本室在長期的科研實踐中，逐步建立了一套先進的場強測試系統(tǒng)，備有國內(nèi)外先進的測量儀器與試驗條件，在勞動保護、環(huán)境保護兩個領(lǐng)域中形成了電磁輻射防護研究與環(huán)境評價中心。

本室在我國電磁兼容與抑制防護專家趙玉峰、于燕華教授的指導(dǎo)下，組織編寫，正式由出版社出版了十五部專業(yè)書籍；內(nèi)部發(fā)行了大批技術(shù)資料；承擔(dān)了勞動人事部、城鄉(xiāng)建設(shè)部、衛(wèi)生部、四機部、全國總工會及其他部門的專業(yè)干部學(xué)習(xí)班講課任務(wù)。

本室是以高科技為龍頭，集科、工、貿(mào)于一體，迅速發(fā)展起來的經(jīng)濟實體。站在高科技前沿，充分發(fā)揮自身的特長與優(yōu)勢，致力于勞動保護、環(huán)境保護兩大領(lǐng)域中高新技術(shù)的研究、開發(fā)與利用，創(chuàng)建國內(nèi)研制、開發(fā)一流的特種防護材料與用品產(chǎn)銷基地。服務(wù)人民，造福人類。

隨著近年來電子、郵電、工業(yè)、金融等系統(tǒng)現(xiàn)代化的進展，各種綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)陸續(xù)推廣，以計算機為主的各種自動控制設(shè)備漸漸普及，隨之而來的電磁干擾現(xiàn)象也越來越嚴重了。針對日趨嚴重的電磁污染，北京勞動保護研究所研制了各種抗電磁干擾產(chǎn)品，可對整個工作場所或單個設(shè)備并對人員與居民環(huán)境進行保護。本所為國內(nèi)電磁防護的權(quán)威單位之一。

熱烈歡迎廣大同行、用戶惠顧。

目前，主要技術(shù)人員已受聘于室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心，可徑直與趙玉峰教授聯(lián)系。

高效電磁屏蔽材料

一、電磁屏蔽材料： 利用材料本身對電磁波與漏能的反射效應(yīng)和吸收效應(yīng)阻止其傳播或透過。電磁屏蔽材料又分為成型材料與涂料兩類。

第一、成型屏蔽材料

1.新型屏蔽材料：

采用當(dāng)今國際上先進的成型加工工藝，將不銹鋼纖維與紡織纖維混紡成新型屏蔽織物。新型屏蔽織物在工頻至微波頻段具有15-60dB的衰減性能，可根據(jù)用戶衰減要求，設(shè)計成不同規(guī)格的屏蔽材料。

2.新型成膜材料：

采用先進的成膜技術(shù)，在織物或板材上形成屏蔽膜體。新型成膜材料在10KHz-10GHz頻段具有60-80dB左右的衰減性能。

3.復(fù)合屏蔽材料：

在10KHz-16GHz頻段具有60-80dB的衰減效能。

上述三種新型屏蔽材料，可廣泛用于電磁防護與電磁兼容方面。

第二、屏蔽涂料

采用先進技術(shù)研制成功的電磁屏蔽涂料，在10KHz-18GHz頻段具有60-80dB的衰減效能。

二、用途：

本單位生產(chǎn)的電磁屏蔽材料，品種齊全、屏效高、使用方便、壽命長，是國內(nèi)最先進的屏蔽材料。

計算機房、指揮室、精密儀器室、航天、兵器、火控、導(dǎo)彈、飛船、艦隊、顯示裝置、電報電話機房、通訊與衛(wèi)星通訊系統(tǒng)、電視中繼站、通訊衛(wèi)星、射電天文、無線電測量，以及監(jiān)控室等，需要進行電磁防護。用新型屏蔽材料可制作保密通訊室與屏蔽室，隨意性大，不占用有效空間，防護效果好，防止信號干擾，防止污染環(huán)境，保護人體健康。

(一)屏蔽織物可用來制作屏蔽窗簾、屏蔽掛幕、屏蔽隔斷、屏蔽防護服及系列產(chǎn)品；屏蔽織物亦可以直接粘貼在建筑物的墻面上，建造屏蔽室,作屏蔽帳篷等。

（二）屏蔽涂料可噴或刷在建筑物表面，非金屬殼體表面，用來建造屏蔽室或屏蔽機殼、屏蔽屏風(fēng)等；加工各種抑制元器件等，用途十分廣泛。

三、主要產(chǎn)品：

（一）屏蔽涂料 有鎳系屏蔽涂料；銅系屏蔽涂料；不銹鋼系屏蔽涂料；碳系屏蔽涂料；復(fù)合系屏蔽涂料數(shù)種。主要技術(shù)性能：

1、衰減量大：

（1）低頻磁場10 kHZ～100 kHZ衰減量為30～38dB（2）高頻電場100 kHZ～100 MHZ衰減量為60～78dB（3）平面波100 MHZ～100 GHZ衰減量為60～80Db

2、涂層可厚可薄、附著力強、牢固不易脫落、表面光滑平整。

(二)屏蔽織物

1、不銹鋼軟化纖維屏蔽織物（屏蔽衰減量由20dB-60 dB不等）。

2、植物纖維金屬化屏蔽織物（屏蔽衰減值10KHz-10GHz頻帶為80 dB左右）。

3、特種工藝鍍膜織物（10KHz-10GHz頻帶衰減值分別為50、60、70、80 dB等不同規(guī)

格）。

4、防微波面料（規(guī)格多樣）。

5、屏蔽套管。

高效電磁吸收材料

一、吸收材料：

吸收材料一般可以分為下述兩類：

1.諧振型吸收材料：利用某些材料的諧振特性制成，厚度較薄，它能對頻率范圍很窄的微波輻射的能量有吸收作用。

2.匹配型吸收材料：它是利用材料和自由空間的阻抗匹配，達到吸收微波輻射能量的目的。它與諧振特性無關(guān)。適用于很寬范圍內(nèi)的微波，作吸收用。

根據(jù)用途的不同，吸收材料可分為下述幾類：

（一）暗室材料 可用吸收材料建造吸波無反射室，通稱為微波暗室。微波暗室是排除雜波干擾、提高調(diào)試精度的必要措施。所以它多用于一些參數(shù)的調(diào)試方面，比如用來進行衛(wèi)星、導(dǎo)彈遙控、雷達通訊等的調(diào)試與測量；用于進行雷達天線方向圖、天線增益以及阻抗參數(shù)的測量。

（二）吸收材料

用特制的吸收材料敷蓋在雷達、飛行器、火箭等設(shè)備表面，可以達到防止干擾與偵察的目的。這種吸收材料多用在電子對抗戰(zhàn)方面。

（三）衰減器與終端負載

用吸收材料制作的衰減器與終端負載，多用于調(diào)試衰減器、同軸衰減器、或作為標(biāo)準(zhǔn)負載等，均具有良好的吸收性能與穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)負載又有吸收負載與失配負載之分。

（四）防雷達用的偽裝材料

用吸收材料制作，可用于地面或武器裝備的防雷達偵察的偽裝材料。

（五）防微波泄漏的防護材料

吸收材料可用于微波加熱設(shè)備的進出料口或波導(dǎo)連接處，防止微波能量泄漏；也可制作吸收墻壁，防止微波透射；還可用制成防護服，用于個體防護方面。

二、用途

（一）尖壁型吸收材料-WXP型

這是一種高性能的吸收材料，為國內(nèi)大部分微波暗室所采用。它的特點是：吸收性能高，使用頻帶寬，并且在電波入射角0°-70°內(nèi)變化及各種極化狀態(tài)入射時，其性能不變。主要用于建造高性能微波暗室，鋪設(shè)試驗地面、清除干擾，還可作為微波設(shè)備的內(nèi)屏蔽材料。

（二）平板型軟泡沫吸波材料-WXR型

它具有良好的吸收功能，而且重量很輕，質(zhì)地柔軟，可以彎曲成各種形狀，多用于微波暗室的輔助材料，如搭成屏障或包敷在試驗設(shè)備表面，以防止微波暗室中的雜亂反射或保護試驗人員免受微波傷害。亦有用這種材料作微波暗室用。

（三）蜂窩型高功率玻璃鋼：微波吸收材料-WXC型

它是一種具有很大功率容量的高性能吸收材料。系以0.2mm的玻璃鋼片為基體做成蜂窩結(jié)構(gòu)?？捎米鬟M行高功率雷達的實驗，或制成等效自由空間的天線屏蔽罩，進行無輻射狀態(tài)的天線調(diào)試。

（四）衰減器件與終端負載-WXS型與WXF型 它是用吸波材料作成的波導(dǎo)或同軸線衰減器和終端負載。具有優(yōu)異的電性能和穩(wěn)定性；最佳駐波比

ρ=1.003達到國際水平，為國內(nèi)許多單位所采用。根據(jù)使用要求采用玻璃鋼、聚氯乙烯樹脂、酚醛樹脂等多種基體制成，尺寸規(guī)格與狀態(tài)可根據(jù)使用要求確定。

（五）吸波屏蔽材料

這是一種窄頻段的抑制材料，它的顯著優(yōu)點是，厚度薄，機械強度高。多用于貼敷在雷達艙內(nèi)或雷達機架，減少對天線方向圖旁瓣的反射引起的方向圖畸變。吸波材料具有20-100dB的衰減量，具有國內(nèi)先進水平。

三、特種吸波涂料

新研制成功的吸波涂料在微波段可具有相當(dāng)?shù)乃p量。吸收涂層薄、附著力強、牢固不脫落、表面光滑平整，可廣泛用于微波暗室、防雷達偵察的電子對抗戰(zhàn)、雷達系統(tǒng)的背向散射以及要求不形成電波反射、折射的場合。該系列產(chǎn)品采用了最新技術(shù)與最新材料，擁有更高的性能價格比，相比傳統(tǒng)技術(shù)可節(jié)省三分之一的經(jīng)費和大量的工作空間。是目前極受歡迎的產(chǎn)品。

四、主要產(chǎn)品

（一）吸波涂料：（依據(jù)厚度不同，可有衰減值為15dB、18 dB、20 dB、25 dB、30 dB—等系列產(chǎn)品）

（二）尖劈型吸波材料：（根據(jù)用戶需要設(shè)計制作）

（三）平板型吸波材料：（衰減量分別為10、18、20、25、30、40 dB--100 dB系列產(chǎn)品）

（四）吸收板與吸收屏：（同平板型吸收材料）

（五）吸收年布：（同平板型吸波材料）

（六）吸收服

新型屏蔽室

一、屏蔽室

屏蔽室進行EMC試驗的基本裝備之一，也是使用計算機的保密系統(tǒng)、軍事部門、醫(yī)院醫(yī)療診斷室和使用各種高頻設(shè)備廠礦企業(yè)必備的條件。

本系列產(chǎn)品，可提供10KHz-18GHz頻率范圍有效地抑制空間電磁場的干擾，保證系統(tǒng)和設(shè)備正常工作，保證測試數(shù)據(jù)的可靠性和保密性，保護工作環(huán)境，保證工作人員的安全。

應(yīng)用范圍：工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)、安全、保密、軍事、計算機、通訊、測試、計算機領(lǐng)域。

二、類別：

（一）金屬板屏蔽室

系由全鋼板或全銅板焊接或拼裝組成，衰減隔離度高達120 dB（平面波）。

（二）金屬網(wǎng)屏蔽室

（三）新型輕體屏蔽室

新型輕體屏蔽室結(jié)構(gòu)合理，能最大限度的有效利用空間，亦可以加工成任意形狀，這是以往任何屏蔽室不能比擬的；成型簡單、施工方便、裝飾美觀、制造成本低，這又是當(dāng)今已投入應(yīng)用的各類屏蔽室所不具備的，可供在10KGz-10GHz頻率范圍內(nèi)有效地抑制工業(yè)與空間電磁場的干擾，保證系統(tǒng)正常工作和保護工作環(huán)境，保證人員的安全與健康。

（四）EMC專用屏蔽室

新研究開發(fā)成功的EMC專用屏蔽室，具有60-80 dB的衰減值，組裝施工簡單、快捷、造價低廉，適用性強；可置于建筑結(jié)構(gòu)房間內(nèi)，既大房套小房；又可以置于室外大環(huán)境中。

新型屏蔽帳篷與屏蔽幕簾

一、屏蔽帳篷：

本室研制成功的新型屏蔽帳篷，系采用高效屏蔽織物制作。用金屬桿作支架，將用屏蔽布縫制好的帳篷支撐在金屬支架上，組裝成活動型屏蔽室。它可以廣泛地用于多種移動保密通訊、指揮、控制系統(tǒng)或移動電話專用屏蔽室。也可用于防止手機干擾方面。

二、屏蔽幕簾：

屏蔽幕簾可用于衛(wèi)星測試系統(tǒng)；系統(tǒng)參數(shù)測試場所；醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)理療室和公用、民用屏蔽窗簾以及廣播電臺、電視臺、衛(wèi)星地面站、微波通訊、短波通訊、雷達、微波干燥、微波加熱、射頻濺射、高頻淬火、電力機車、艦船、核電站、輸配電站、大型計算機站、高頻熔煉、高頻焊接、塑料熱合、微波治癌、射頻理療、微波破碎等設(shè)備防電磁輻射專用。

防電磁輻射用品系列

用高效屏蔽織物制作的防電磁輻射用品系列可以滿足各行各業(yè)操作人員、高場強輻射環(huán)境中廣大人員穿用；或設(shè)備防輻射用。

產(chǎn)品屏蔽輻射的安全可靠性、服飾性、耐鹽霧腐蝕性、耐洗滌性等主要技術(shù)指標(biāo)達到國內(nèi)同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平，能有效的保護人體免受微波與高頻輻射的危害。

主要產(chǎn)品有：

（一）、防護服系列（衰減值為18-60dB）1.三緊式防護服；

2.大褂式防護服；

3.風(fēng)衣式防護服；

4.連體防護服；

5.屏蔽夾克；

6.屏蔽馬甲；

7.屏蔽褲子；

8.屏蔽孕婦服；

9.屏蔽西服；

10.屏蔽圍裙；

11.屏蔽背心；

亦可根據(jù)用戶需要加工供應(yīng)。

（二）、防護帽與防護眼睛

（三）、防護罩、防護屏系列

1.計算機視屏顯示器熒屏防護屏；

2.計算機電磁輻射防護罩；

3.微波爐防護罩；

4.電子電器設(shè)備防護罩；

防靜電涂料與產(chǎn)品

一、防靜電涂料

本室開發(fā)、生產(chǎn)的防靜電涂料具有防護效果好（阻值為106-108 ?，符合國標(biāo)要求），施工適用方便，使用壽命長，長期使用不失效等特點?？蓮V泛用于石油、化工、加油站、煤氣站、液化氣站、精密儀器、電子工業(yè)、照相、食品、醫(yī)藥、化妝品、醫(yī)院、電子計算機房等。

二、防靜電織物 用防靜電纖維織成，是防靜電的主要材料。主要品種包括：不銹鋼軟化纖維抗靜電織物；植物纖維金屬化抗靜電織物；“鍍膜”抗靜電織物；貼膜抗靜電織物；各種規(guī)格的抗靜電面料和里料。

三、新型高效耐洗滌抗靜電服

包括防護服、防護背心、馬甲、圍裙等多種產(chǎn)品，具有優(yōu)良的防靜電性能和永久性的防靜電效果，耐腐蝕，耐洗滌，并具有良好的服用性能和毛織物的外觀效果。防靜電織物分為：90161防靜電凡立丁；90160防靜電華達呢；90159防靜電豪華呢。防靜電工作服，服裝帶電電荷量小于0.6微庫/件（μC/件），織物電荷面密度小于1.5μC/m2,織物摩擦電壓小于2000V。適用于石化、火工、煤氣工業(yè)等易燃易爆場所及電子、精密儀器、計算機等行業(yè)對靜電產(chǎn)生敏感的工作區(qū)的工作人員穿用。

四、新型抗靜電帽、抗靜電腕帶、抗靜電手套、抗靜電襪。

五、新型抗靜電鞋系列

包括泡沫型抗靜電拖鞋，抗靜電網(wǎng)球鞋，抗靜電皮鞋，抗靜電旅行鞋等。

六、手鐲、項鏈、手鏈

它們可以防止人體受到電擊，在干燥節(jié)氣中，比如冬天，坐車開、關(guān)門；財務(wù)人員開、關(guān)保險柜；上下班開門、鎖門；行走中熟人相見握手??????時常遭受靜電電擊，十分有害！

上述物品可阻止由于身體和金屬的摩擦而產(chǎn)生的靜電，并具有去臭和抗菌作用，能夠使我們的身體健康。

防紅外、防雷達偵察用新型功能織物

目前，軍事系統(tǒng)與相關(guān)部門急需防紅外偵察、防雷達偵察用功能性織物；急需假目標(biāo)織物。為此，我們潛心研究與開發(fā)了這類功能性織物，可供有關(guān)系統(tǒng)與部門選用。

新型功能性織物包括兩大類多個品種，即有：

（一）防紅外、雷達偵察用功能性屏蔽織物

主要功能技術(shù)指標(biāo)：

1.屏蔽衰減值：在150KHz-12GHz，衰減值分為兩種，第一種為50-60dB，第二種為60-70dB。

2.紅外透射率：在1.4-1.5μm波段為0.11。

（二）防紅外、防雷達偵察用吸收型功能織物

主要功能性技術(shù)指標(biāo)： 1.吸收衰減值：在800MHz-12GHz頻段吸收衰減值為5-15dB。

2.紅外透射率：在1.4-15μm為吸收衰減值約為0.008。

防紅外，防雷達偵察用新型功能性織物，是在高強度的普通織物上采用化學(xué)“鍍”合金膜或涂敷上一層金屬膜，然后復(fù)合上防紅外線特種材料，即成防紅外，防雷達偵察用新型功能性織物。該類織物除具有上述專門功能外，還具有如下優(yōu)點：此類織物強度高、柔軟可折疊、防水防風(fēng)耐磨、耐腐蝕、手感好、裝飾效果好。

阻燃、防紫外輻射織物與服裝

目前，防紫外輻射織物與服裝主要有：

1.織物：

① 防紫外纖維絲

細旦丙綸長絲具有優(yōu)異的疏水、導(dǎo)溫性能及快干性能。獨特的芯吸效應(yīng)，使其織物貼身穿著能經(jīng)常保持皮膚干燥，手感細膩、柔軟，夏季穿著無濕悶感冬季穿著無濕冷感。因其吸水率低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，被譽為綠色纖維。丙綸纖維是目前比重量輕的纖維，制成同樣厚度的織物，用絲量最少，降低了織物成本。

② 加入防紫外隔離因子引入到棉布纖維之中，既能高效阻隔紫外線穿透，又能降溫、耐磨、耐洗。可以制成不同厚薄、顏色、式樣要求的舒適服裝，滿足各類人士的不同需求。

2.服裝：

各種類型的恤衫、馬球衫、夾克衫、長褲、遮掩帽、手套和袖套，也有部分特定機構(gòu)的員工制服。

采用防紫外線織物制作的以襯衫、罩衣、裙裝為主體夏日女裝，非常受女士的青睞，她們唯恐曬黑自己的皮膚，會毫不猶豫選擇這種具有保護作用的面料。