論智能建筑中弱電系統(tǒng)電磁干擾的綜合治理

吳春艷 王春華

（中航工業(yè)洪都650所，江西 南昌 330024）

引言

智能建筑作為集現(xiàn)代科學技術之大成的產(chǎn)物，融合了通訊技術、電子技術、計算機網(wǎng)絡技術、自動控制技術、多媒體技術以及傳感技術等一系列的先進技術，弱電系統(tǒng)又是智能建筑中一項重要的系統(tǒng)工程，如何通過科學的設計與治理有效減少和避免電磁干擾對弱電系統(tǒng)的影響成為了智能建筑功能更好實現(xiàn)的關鍵。

1 電磁干擾形成機理

電磁干擾是指任何能中斷、阻礙、降低或限制電子設備有效性能的電磁能量。其形成的三要素是干擾源、耦合通道和接收器。根據(jù)干擾方式的不同，可分為傳導干擾和輻射干擾；根據(jù)干擾來源的不同可分為系統(tǒng)內干擾和系統(tǒng)間干擾；根據(jù)產(chǎn)生干擾的原因不同可分為自然干擾和人為干擾。對智能建筑中弱電系統(tǒng)形成電磁干擾的來源主要有三個：空間場干擾，通過電磁波輻射進入弱電系統(tǒng)；電源干擾，直接侵害弱電系統(tǒng)的正常工作；信號干擾通道，通過與弱電系統(tǒng)相連的各信號線進入系統(tǒng)。

2 智能建筑中弱電系統(tǒng)電磁干擾的綜合治理

智能建筑弱電系統(tǒng)的電磁干擾綜合治理應從樓宇設計階段著手，通過對智能系統(tǒng)的各個構成部分進行設計與治理，提高智能建筑弱電系統(tǒng)電磁兼容性，避免電磁干擾對設備及系統(tǒng)的影響。

根據(jù)形成電磁干擾的三要素，結合電磁干擾的三個來源，從屏蔽、搭接、接地及濾波等方面對智能建筑弱電系統(tǒng)的電磁干擾進行綜合治理。

2.1 屏蔽

屏蔽是提高電子系統(tǒng)和電子設備電磁兼容性能力的重要措施之一，可抑制通過空間傳播（即輻射發(fā)射）的各種電磁干擾，是保護系統(tǒng)電路不受周圍電磁環(huán)境損害的最直接的方法，很多情況下也是最經(jīng)濟有效的方法。

屏蔽有兩個主要目的：一是防止輻射電磁能進入弱電系統(tǒng)區(qū)域,二是將輻射電磁能限制在弱電系統(tǒng)的特定區(qū)域。本文重點考慮弱電系統(tǒng)對外部電磁場的屏蔽。

治理方法：先確定在準備建立的屏蔽層一側的不希望信號的電平E0或H0（可通過近場探測儀或其他相關檢測設備進行測量）；估算屏蔽層另一側允許的信號電平E1或H1；綜合選

注：在弱電系統(tǒng)中時常碰到這種情況，屏蔽機箱存在必要的穿孔、孔洞和縫隙，引起導電不連續(xù)性，實踐證明，當孔、縫尺寸為半波長的整數(shù)倍時，電磁泄漏最大，故一般要求縫長或孔徑小于λ/10-λ/100。可使用導電襯墊（機箱的接縫處）、截止波導式通風板（通風窗）及屏蔽窗（面板顯示）等以應對不同需求。

對于受到電磁干擾的電纜可采用屏蔽電纜來替代，常見的屏蔽電纜有單層編織網(wǎng)、雙層編織絲網(wǎng)、編織絲網(wǎng)和金屬箔組合封裝形式等。

2.2 搭接、接地

搭接是指在兩金屬物體之間建立一條供電流流動的低阻抗通路。這條通路必須在長期使用中保持很低的電阻。在智能建筑弱電系統(tǒng)中，無論是單臺還是整套設施，各金屬物之間都必須進行相互搭接。搭接可分為直接搭接和間接搭接兩種情況。

接地是在弱電系統(tǒng)的選定點和某個共用基準面之間建立導電通路。基準面可以是弱電系統(tǒng)的某個外殼，也可以是機架或底板甚至可以是智能建筑的外殼。接地系統(tǒng)的電勢應盡可能小，以便接地電流小，其減小的程度決定了接地系統(tǒng)的效率。不良的接地系統(tǒng)會使干擾電壓或電流耦合到弱電系統(tǒng)中的電路或部件中，產(chǎn)生難以隔離和解決的干擾問題。接地可分為懸浮地、單點接地、多點接地和混合接地等方式。

治理方法：“大底板”結構能夠將地面基礎、樁基等放進結構相連接，使其成為接地導體，在現(xiàn)代智能建筑弱電系統(tǒng)設計中，應首先考慮“大底板”接地設計，并通過對線路接地的分析與計算有效減少智能建筑中的電磁干擾。

2.3 濾波

濾波器是在規(guī)定頻率范圍內通過要傳導的能量而在規(guī)定頻率范圍以外抑制或吸收要傳導的能量的器件。簡單的說就是分離信號、抑制干擾。用導線或電纜串聯(lián)起來的濾波器可用來通過需要的信號，反射或吸收濾波器通帶以外的信號。在智能建筑弱電系統(tǒng)中若出現(xiàn)干擾問題，可使用濾波器來防止干擾信號通過電路。濾波器還可接入穿過屏蔽罩的導線和電纜，使屏蔽罩的屏蔽效率保持良好。EMI濾波器，即抑制電磁干擾的濾波器。包括電源EMI濾波器、信號線EMI濾波器、損耗線EMI濾波器、控制線EMI濾波器等等。

強制性的傳導發(fā)射標準主要體現(xiàn)在電源線上，電源線濾波器以較小的衰減把直流，50Hz，400Hz等電源功率傳輸?shù)皆O備上，卻大大衰減經(jīng)電源傳入的EMI信號，保護設備不受損害。同時，它又抑制電源本身產(chǎn)生的EMI信號，防止它進入電網(wǎng)，污染，危害其它設備；信號線EMI濾波器是用在各種信號線（包括直流）上的低通濾波器，用于濾除導線上各種不需要的高頻干擾信號。

治理方法：在弱電系統(tǒng)設備電源的進出線端口處添加合適的電源EMI濾波器。

3 注重治理過程中的操作注意事項，提高治理效果

在進行智能建筑弱電系統(tǒng)電磁干擾綜合治理過程中，施工單位應注重對施工過程的監(jiān)督與管理，針對影響電磁干擾治理效果的因素進行控制，以有效提高智能建筑抗干擾能力，促進智能建筑各項功能的實現(xiàn)。

結語

了解電磁干擾形成機理，對智能建筑中弱電系統(tǒng)的電磁干擾進行綜合治理，抑制電磁干擾源、切斷電磁干擾傳播途徑、提高設備抗干擾能力，使弱電系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自兼容，且與智能建筑中的其他各設備和分系統(tǒng)間不產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。

鑒于智能建筑功能化需求的快速增長和相關電子技術的飛速發(fā)展，弱電系統(tǒng)將更加復雜，對智能建筑中弱電系統(tǒng)的電磁干擾不能僅僅是治理，還應未雨綢繆，在智能建筑弱電系統(tǒng)設計之初即全盤綜合考慮，進行相關電磁兼容性設計，這方面的文章已有很多，在此不予贅述。

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