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1 概述
随着信息时代的高速发展,各种高频的通信设施不断出现,相互之间的电磁幅射和电磁干扰影响也日趋严重。
所谓的电磁干扰,主要指的就是强电系统产生磁场从而对弱电系统产生干扰的一个过程,它是电子系统辐射的寄生电能,这里的电子系统也包括电缆。这种寄生电能能在附近的其它电缆或系统上影响综合布线系统的正常工作,降低数据传输的可靠性,增加误码率,使图像扭曲变形、控制信号误动作等。电磁辐射则涉及信息在正常传输中被无关人员窃取的安全问题,或者造成电磁污染。常见的电磁干扰源有动力电缆,闪电,移动电话等,敏感体(被干扰对象)一般就是弱电系统的设备,比如数据电缆、电脑硬件等等。
EMC 是电磁兼容性,是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力,同时不会产生过量的电磁辐射。也就是说,要求设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作,同时又不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。
在综合布线的设计和施工中,为了提高系统的EMC性能,除了选择正规品牌的综合布线产品,安排专业的施工队伍进行施工以外,综合布线系统的屏蔽和接地也相当重要。
2 电磁干扰源与电磁干扰的传输方式
电磁辐射干扰是指通过电磁源空间传播到敏感设备的干扰。例如,输电线路电晕产生的无线电干扰或电视干扰即属于辐射型干扰。电磁辐射干扰近场表现为静电感应与电磁感应导致的干扰,远场则为通过辐射电磁波造成的干扰。任一载流导体周围都产生感应电磁场并向外辐射一定强度的电磁波,相当于一段发射天线,处于电磁场中的任一导体则相当一段接收天线,会感生一定电势,导体的这种天线效应是导致电子、电气设备相互产生电磁辐射干扰的根本原因。当离干扰源一定距离处的电子设备接收的干扰信号强度超过其防护率时,将无法正常工作。
传导干扰是经导线、金属桥架、公共接地阻抗等导电路径传播的干扰。只要有连接便可能传导电磁干扰。干扰信号可通过电源回路、负载回路、信号回路及任何引入(出)建筑物的金属管线传入(出)电子、电气设备,使之受到干扰或干扰网络中的其他设备。
3 综合布线系统中电磁干扰的防护技术与措施
电磁干扰三要素是干扰源、耦合通路和敏感体,切断以上任何一项都可解决电磁干扰问题。防范与抑制电磁干扰的基本原则是:①抑制电磁干扰源,直接消减干扰源头的影响;②切断电磁干扰传播途径或增加传播路径对电磁干扰的阻碍(衰减)作用,降低干扰源与受扰设备间的耦合作用;③加强受干扰电子、电气设备的抗干扰能力。这三方面相互关联,不可偏废。
电磁干扰和辐射是整个电气系统的问题,由综合布线电缆的干扰只是其中的一部分,而且辐射能量与发送信号的电压和频率有关。采用屏蔽是为了在有干扰的环境下保证综合布线通道的传输性能。它包括两部分内容,即减少电缆本身向外辐射的能量和提高电缆抗外来电磁干扰的能力。
3.1 严格选用电磁兼容性能符合国家标准的电子、电气设备及布线产品
电子、电气设备的电磁干扰限制标准是根据电磁兼容基本要求制定并随着技术与经济水平提高而逐步制定、修订的。选用符合限制标准的设备是维持电磁兼容环境的基本条件之一。选用合乎标准的设备并采取适当的屏蔽与滤波措施,一般都收效良好。否则,会不同程度地破坏电磁兼容环境。
线缆的选择应根据系统的要求、技术性能、投资概算等综合考虑,但在布线系统中应首先确定的是使用线缆的类别和布线的结构(屏蔽线缆、非屏线电缆、光缆,还是将它们接合在一起使用)。屏蔽与非屏蔽线缆的选择,取决于外部电磁干扰的情况。
对于综合布线而言,选择一种性能优秀的桥架也是提高EMC性能的保证。
相应规范:
《综合布线工程设计规范》GB50311-2007对此有明确规定:
7.0.2综合布线系统应根据环境条件选用相应的缆线和配线设备,或采取防护措施,并应符合下列规定:
1当综合布线区域内存在的电磁干扰场强低于3V/m时,宜采用非屏蔽电缆和非屏蔽配线设备。
2当综合布线区域内存在的电磁干扰场强高于3V/m时,或用户对电磁兼容性有较高要求时,可采用屏蔽布线系统和光缆布线系统。
3当综合布线路由上存在干扰源,且不能满足最小净距要求时,宜采用金属管线进行屏蔽,或采用屏蔽布线系统及光缆布线系统。
2008年08月01日正式实施的《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中21.7.1对此也做了同样的规定。
3.2 将动力电缆和数据电缆分置
敏感体与辐射干扰源之间应有的防护间距,即可将敏感体所受干扰减至允许范围内而不影响正常工作。同时还应考虑本工程内部干扰源对环境的影响,以及工程内部电子电气设备间、强电与弱电及控制线路间保持必要的防护间距。
对于布线系统来说,就是要将动力电缆和数据电缆以一定间距放置。若条件所限无法满足应有间距,则应采用其它防范与抑制措施。
使用中间分隔板,在两种不同线缆放置在同一桥架内时,可以有效提高EMC性能,减少强电线缆与弱电线缆之间的间距。
相应规范:
《综合布线工程设计规范》GB50311-2007:
7.0.1综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干扰的电动机、电力变压器、射频应用设备等电器设备之间应保持必要的间距,并应符合下列规定:
1综合布线电缆与电力电缆的间距应符合表7.0.1—1的规定。
表7.0.1-1综合布线电缆与电力电缆的间距
注:①当380V电力电缆<2kV?A,双方都在接地的线槽中,且平行长度≤10m时,最小间距可为10mm。
②双方都在接地的线槽中,系指两个不同的线槽,也可在同-线槽中用金属板隔开。
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 22.7.1 配电线路与电子信息系统传输线路应分开敷设,当受建筑条件限制而必须平行贴近敷设时,应采取屏蔽措施。
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