電磁干擾的危害及電磁干擾產(chǎn)生的不良后果

　　電磁干擾的危害有哪些

　　電磁干擾的產(chǎn)生及危害當(dāng)不希望的電壓和電流影響設(shè)備性能時(shí)，稱之為存在電磁干擾，這些電壓和電流可以通過傳導(dǎo)或電磁場輻射對受害設(shè)備產(chǎn)生不期望的影響。形成電磁干擾必須同時(shí)具備三個(gè)因素：

　?。?）電磁干擾源，即“發(fā)射器”；

　　（2）對此種類型的干擾能量敏感的“接收器”；

　　（3）把能量從干擾源耦合到接收器上，并使系統(tǒng)性能明顯惡化的媒質(zhì)，或稱耦合通道?！鞍l(fā)射器（emitter）”是指電磁能量源，而“接收器（susceptor）”是指對電磁能量產(chǎn)生響應(yīng)的設(shè)備。

　　從干擾源來分，電磁干擾可分為自然干擾源和人為干擾源。自然干擾源包括地球上各處雷雨、閃電產(chǎn)生的天電噪聲，太陽黑子爆炸和活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲以及銀河系的宇宙噪聲。人為干擾源是由機(jī)電或其它人工裝置產(chǎn)生的電磁干擾，它包括：各種無線電發(fā)射機(jī)；工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用射頻設(shè)備；架空輸電線、高壓設(shè)備和電力牽引系統(tǒng)；機(jī)電車輛和內(nèi)燃機(jī)；電動(dòng)機(jī)、家用電器、照明器具及類似設(shè)備；信息技術(shù)設(shè)備；以及靜電放電和電磁脈沖等。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人為干擾源的種類不斷增加，所產(chǎn)生的電磁干擾對環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。當(dāng)前，人為干擾已成了電磁環(huán)境電平的主要來源。

　　從干擾的傳播途徑來分，電磁干擾可分為：傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。沿導(dǎo)線傳輸?shù)碾姶鸥蓴_稱為傳導(dǎo)干擾。電子系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備之間或電子設(shè)備內(nèi)各單元電路之間存在各種連線，這樣就有可能使一個(gè)設(shè)備（或單元電路）的電磁能量沿著這類導(dǎo)線傳輸?shù)狡渌O(shè)備和單元電路，從而造成干擾。輻射干擾是指通過空間傳播的電磁干擾。干擾源的電路、輸入輸出信號(hào)電路和控制電路等導(dǎo)線在一定條件下都可構(gòu)成輻射天線或接收天線。若干擾源的外殼流過高頻電流時(shí)，則此外殼本身也成為輻射天線或接收天線。

　　從電磁干擾的效果來劃分，電磁干擾包括系統(tǒng)內(nèi)部干擾和系統(tǒng)之間干擾兩個(gè)方面。

　　電磁干擾對人類具有很大的危害性，主要表現(xiàn)為：

　　（1） 對電子系統(tǒng)、設(shè)備的危害 強(qiáng)烈的電磁干擾可能使靈敏的電子設(shè)備因過載而損壞。一般硅晶體管發(fā)射極與基極間的反向擊穿電壓為2~5V，很易損壞，而且其反向擊穿電壓隨溫度升高而下降。電磁干擾引起的尖峰電壓能使發(fā)射結(jié)和集電結(jié)中某點(diǎn)雜質(zhì)濃度增加，導(dǎo)致晶體管擊穿或內(nèi)部短路。在強(qiáng)射頻電磁場下工作的晶體管會(huì)吸收足夠的能量，使結(jié)溫超過允許溫升而導(dǎo)致?lián)p壞。

　　（2） 對武器裝備的危害 現(xiàn)代的無線電發(fā)射機(jī)和雷達(dá)能產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射場。這種輻射場能引起裝在武器裝備系統(tǒng)中的靈敏電子引爆裝置失控而過早啟動(dòng)；對制導(dǎo)導(dǎo)彈會(huì)導(dǎo)致偏離飛行彈道和增大距離誤差；對飛機(jī)而言，則會(huì)引起操作系統(tǒng)失穩(wěn)、航向不準(zhǔn)、高度顯示出錯(cuò)、雷達(dá)天線跟蹤位置偏移等。

　　（3） 電磁場對人體的危害 電磁輻射一旦進(jìn)入人體細(xì)胞組織就要引起生物效應(yīng)，即局部熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。非熱效應(yīng)機(jī)理較復(fù)雜，有待于進(jìn)一步探討。熱效應(yīng)取決于輻射峰值功率，同時(shí)還與頻率有關(guān)。在1~3GHz范圍內(nèi)熱效應(yīng)最為嚴(yán)重，生物效應(yīng)吸收的能量可達(dá)入射能量的20%~100%。而在其它頻率范圍內(nèi)，生物效應(yīng)吸收的能量為入射能量的40%左右。不同頻率的電磁輻射對人體的危害程度并不一樣。對低于1GHz的輻射，皮膚組織感覺遲鈍，能量滲透性強(qiáng)，易產(chǎn)生深部組織受熱而損傷。對1~3GHz的輻射，人體表面組織和深部組織都會(huì)吸收能量，如眼球和內(nèi)組織極易損傷。電磁場的熱效應(yīng)可使人體溫度升高，人體超過正常體溫時(shí)，新陳代謝和氧氣的需要量很快增加，例如溫度升高。

　　在電磁環(huán)境中，電磁干擾造成的危害是各種各樣的，可能從最簡單的令人煩惱的現(xiàn)象直到嚴(yán)重的災(zāi)難。在美國發(fā)生的兩個(gè)例子，可以說明電磁干擾的嚴(yán)重性。曾經(jīng)有一個(gè)鋼鐵廠，由于起吊溶融鋼水包的天車的控制電路受到電磁干擾，以致使一包鋼水被完全失控地傾倒在車間的地面上，并且造成了人員傷亡。另一個(gè)例子是，一個(gè)帶有由生物電控制假肢的殘疾人，駕駛一輛摩托車，途經(jīng)高壓送電線下方，由于假肢控制電路受到干擾而摩托車失控，導(dǎo)致了不應(yīng)發(fā)生的災(zāi)難。當(dāng)然，以上兩例是比較突出的。下面還可以舉出一些電磁干擾可能造成的危害：a） 擾電視的收看、廣播收音機(jī)的收聽。在我國出現(xiàn)過由于塑料加工高頻熱合機(jī)干擾收看電視而引起居民與工廠的糾紛。b）在數(shù)子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)的掉失。c） 在設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)級(jí)正常工作的破壞。d）醫(yī)療電子設(shè)備（例如：醫(yī)療監(jiān)護(hù)議、心電起搏器等）的工作失常。e） 自動(dòng)化微處理器控制系統(tǒng)（例如：汽車的剎車系統(tǒng)、防撞氣囊保護(hù)系統(tǒng)）的工作失控。f） 導(dǎo)爆裝置的工作失常。g） 起爆裝置的無意爆炸。h） 工業(yè)過程控制功能（例如：石油或化工）的失效。除以上所舉的例子之外，強(qiáng)電磁場還會(huì)對生物體造成影響，一般認(rèn)為其效應(yīng)可以分為熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)。對于熱效應(yīng)，隨著射頻入射功率密度的逐漸增加，可出現(xiàn)血流加快、血液分布較少部位的局部體溫升高、酶活性降低、蛋白質(zhì)變性、心率改變甚至體溫調(diào)節(jié)能力受抑制、局部組織受損直至死亡等等。而對于非熱效應(yīng)。其影響就廣泛得多。包括對中樞神經(jīng)系統(tǒng)（如：對腦組織的代謝、腦組織的生物電等），對血液與免疫系統(tǒng)，對心血管系統(tǒng)、對生殖系統(tǒng)與胚胎發(fā)育的影響等等。這些影響不僅僅反應(yīng)在個(gè)體級(jí)、器官級(jí)而且影響到細(xì)胞級(jí)。由上可見，電磁環(huán)境的惡化，會(huì)導(dǎo)致多方面的后果。開拓電磁兼容研究，加強(qiáng)電磁兼容管理，降低電磁騷擾，避免電磁干擾，是當(dāng)務(wù)之急。

　　電磁干擾產(chǎn)生的不良后果是什么

　　1、增加了發(fā)、輸、供和用電設(shè)備的附加損耗，使設(shè)備過熱，降低設(shè)備的效率和利用率。

　　由于諧波電流的頻率為基波頻率的整數(shù)倍，高頻電流流過導(dǎo)體時(shí)，因集膚效應(yīng)的作用，使導(dǎo)體對諧波電流的有效電阻增加，從而增加了設(shè)備的功率損耗、電能損耗，使導(dǎo)體的發(fā)熱嚴(yán)重。

　?。?）對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響

　　諧波對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的危害主要是產(chǎn)生附加的損耗和轉(zhuǎn)矩。由于集膚效應(yīng)、磁滯、渦流等隨著頻率的增高而使在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的鐵心和繞組中產(chǎn)生的附加損耗增加。在供電系統(tǒng)中，用戶的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷約占整個(gè)負(fù)荷的85%左右。因此，諧波使電力用戶電動(dòng)機(jī)總的附加損耗增加的影響最為顯著。由于電動(dòng)機(jī)的出力一般不能按發(fā)熱情況進(jìn)行調(diào)整，由諧波引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱效應(yīng)是按它能承受的諧波電壓折算成等值的基波負(fù)序電壓來考慮的。試驗(yàn)表明，在額定出力下持續(xù)承受為3%額定電壓的負(fù)序電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的絕緣壽命要減少一半。因此，國際上一般建議在持續(xù)工作的條件下，電動(dòng)機(jī)承受的負(fù)序電壓不宜超過額定電壓的2%。

　　諧波電流產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩對電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩的影響不大，但諧波會(huì)產(chǎn)生顯著的脈沖轉(zhuǎn)矩，可能出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸扭曲振動(dòng)的問題。這種振蕩力矩使汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子元件發(fā)生扭振，并使汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生疲勞循環(huán)。

　?。?）對變壓器的影響

　　諧波電流使變壓器的銅耗增加，特別是3次及其倍數(shù)次諧波對三角形連接的變壓器，會(huì)在其繞組中形成環(huán)流，使繞組過熱；對全星形連接的變壓器，當(dāng)繞組中性點(diǎn)按地，而該側(cè)電網(wǎng)中分布電容較大或者裝有中性點(diǎn)接地的并聯(lián)電容器時(shí)，可能形成3次諧波諧振，使變壓器附加損耗增加。