強電磁場環境中電磁防護的幾點建議

曹勝利

信息系統設備工作在強電磁場環境中會受到很嚴重的損壞，對信息和通訊設備在強電磁脈沖環境中受到危害程度進行了探究。實驗證明，計算機在強電脈沖環境中會受到很大的影響，計算機的功能會受到抑制。選用適當的電磁防護措施可以有效的減少強電磁場對信息通訊設備的影響。本文介紹了強電磁場環境和有這種類型環境出現的原因，列舉出了強電磁場環境對計算機的危害，并且對強電磁脈沖環境下的防護措施提出了幾點建議。

【關鍵詞】強電磁場 脈沖環境 電磁防護 電磁損傷

近年來，我國的高新技術產業迅速發展，電磁的科學技術也日新月異，磁場與電力系統有著很密切的聯系，電磁場可以根據自己的強度分為強電磁場和弱電磁場，本文主要介紹的是強電磁場。計算機網絡技術推動了信息時代的發展，但是在信息網絡里面有越來越突出的安全問題，電磁脈沖如果作為一種武器來沖擊計算機網絡，會對計算機有很嚴重的破壞性。電磁環境的復雜程度使得強電磁脈沖對通訊和信息設備造成了損壞。它的硬殺傷和軟破壞力對計算機系統構成了巨大的威脅。因此，在強電磁場環境中設置電磁防護是很有必要的。

1 強電磁場脈沖的基本類型

雷電是自然界天氣的常見現象，同時也是能量最強的一種十分短暫的電磁輻射。高空對流層和大氣層是雷電產生的區域所在。一直到地表下面，都會受到雷電的電磁輻射，由此可見雷電影響的范圍之廣。雷電對計算機里面的通訊和信息系統的破環方式分為兩種，一種是直接雷電擊中破環，另外一種是雷電產生的電磁脈沖破壞。直接雷擊是指雷電直接擊中設備，使設備直接被燒焦。隨著科技的發展，防止直接雷擊破壞的防護技術已經發展完善。而雷電電磁脈沖的理論基礎是法拉第電磁感應，在雷電過程中，會出現大量的電磁輻射。電磁脈沖武器的基本原理也是強電磁脈沖原理。它是一種高新的武器，能夠利用電磁脈沖效應來毀壞雷達、通訊設備和一些電子設備。比如它可以使計算機、電話、電視機、探測儀都無法正常工作，還可以造成電子設備的物理性損壞。核電磁脈沖武器和非核電磁武器是兩種基本的電子武器分類。

2 強電磁場對計算機的危害

前門耦合和后門耦合是強電磁脈沖的兩種基本攻擊方式。在前門耦合的情況下，強電磁脈沖環境所產生的能量經過天線或者傳輸線纜直接耦合，耦合完畢后直接通過孔縫非線性耦合方式進入到通訊、信息等電子設備中，干擾電子信號，破環電子系統，導致電子設備內部被破壞，被破壞的電子設備也因此不能正常工作。對于計算機設備來說，電磁脈沖不僅僅能夠從電源線和信號線進入，還可以經過計算機的各個大小的端口滲透到內部，在計算機內部的系統進行一系列的破壞。在電子設備工作時，電力系統如果出現了短路或者斷路故障，都會有電流浪涌的現象。電流浪涌通過各種線纜進入到通信和信息設備中，雖然電流浪涌的現象不會持續很長的時間，可能只有幾十微秒左右，但是在著不到一秒的時間，還是會造成計算機內部電源部分和電路部分的損壞。計算機網絡上的很大部分服務器和生活應用中不可缺少的路由器以及各種信息處理終端都可以被電磁脈沖能量耦合進來，造成電源、路由器、交換器等計算機前端的設備損壞。如果數據通信系統被強電磁脈沖干擾，那么系統中的數據處理、數據分析、數據儲存都會受到負面的影響。整個計算機的自動化系統可能就此癱瘓。

3 強電磁場環境中的電磁防護

計算機技術已經成為各行各業不可缺少的組成部分，在計算機網絡設計初始階段就應該把電磁防護考慮進去，使計算機網絡具有抗電磁脈沖的防護措施。將計算機的端口接地可以有效的減少信息、通訊設備因為電磁脈沖的損傷。也可以從電磁脈沖的傳播途徑入手解決問題，用屏蔽技術來抑制強電磁磁場發出的電磁脈沖，對于一些造價很高，很重要的大型計算機網絡設備來說，可以建立起專門的屏蔽場地，將計算機通訊設備放置在屏蔽場地中，電源接口、網絡線纜和各個端口都是要屏蔽起來的主要對象。對于斷路導致的損壞問題，可以加入保險絲、繼電器等原件來防止因為斷路而被電磁脈沖而所損壞設備。對于計算機的一些核心電子設備，使用抗電磁干擾能力強的電子原件可以有效的抵抗電磁脈沖波的干擾。這樣即使電磁脈沖過強，濾波器沒有及時的攔住，電子設備的器件也可以用自身的耐壓性與之對抗，形成了雙重防護。線路放置的合理性也可以減少電磁脈沖的干擾，計算機設備的線路配置要擺放合理，根據線纜的不同用途和不一樣的電平，合理的搭配放置，高電平和低電平要分開，弱電線和強電線不能在一起平行放置，電路和設備器件的連接線纜不宜過長，還要對重要的線纜端口設有屏蔽保護。

4 總結

電氣設備和信息設備在強電磁場環境下極易受到電磁干擾，為了避免電磁脈沖的能量對信息設備和通訊設備造成危害，需要合理的采取上述建議的措施對計算機設備進行保護。在現代信息社會中，加大電磁防護可以有效的抵御電磁武器對我國計算機信息的威脅，提高我國的軟軍事力量。

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作者單位

中國電科33所 山西省太原市 030032