電磁干擾的危害及電磁干擾產生的不良后果

　　電磁干擾的危害有哪些

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

　?。?）電磁干擾源，即“發(fā)射器”；

　?。?）對此種類型的干擾能量敏感的“接收器”；

　?。?）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，或稱耦合通道?！鞍l(fā)射器（emitter）”是指電磁能量源，而“接收器（susceptor）”是指對電磁能量產生響應的設備。

　　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、閃電產生的天電噪聲，太陽黑子爆炸和活動產生的噪聲以及銀河系的宇宙噪聲。人為干擾源是由機電或其它人工裝置產生的電磁干擾，它包括：各種無線電發(fā)射機；工業(yè)、科學和醫(yī)用射頻設備；架空輸電線、高壓設備和電力牽引系統(tǒng)；機電車輛和內燃機；電動機、家用電器、照明器具及類似設備；信息技術設備；以及靜電放電和電磁脈沖等。隨著科學技術和生產力的發(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，所產生的電磁干擾對環(huán)境的污染日益嚴重。當前，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：傳導干擾和輻射干擾。沿導線傳輸?shù)碾姶鸥蓴_稱為傳導干擾。電子系統(tǒng)內各設備之間或電子設備內各單元電路之間存在各種連線，這樣就有可能使一個設備（或單元電路）的電磁能量沿著這類導線傳輸?shù)狡渌O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、輸入輸出信號電路和控制電路等導線在一定條件下都可構成輻射天線或接收天線。若干擾源的外殼流過高頻電流時，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)內部干擾和系統(tǒng)之間干擾兩個方面。

　　電磁干擾對人類具有很大的危害性，主要表現(xiàn)為：

　?。?） 對電子系統(tǒng)、設備的危害 強烈的電磁干擾可能使靈敏的電子設備因過載而損壞。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)射結和集電結中某點雜質濃度增加，導致晶體管擊穿或內部短路。在強射頻電磁場下工作的晶體管會吸收足夠的能量，使結溫超過允許溫升而導致?lián)p壞。

　　（2） 對武器裝備的危害 現(xiàn)代的無線電發(fā)射機和雷達能產生很強的電磁輻射場。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；對制導導彈會導致偏離飛行彈道和增大距離誤差；對飛機而言，則會引起操作系統(tǒng)失穩(wěn)、航向不準、高度顯示出錯、雷達天線跟蹤位置偏移等。

　　（3） 電磁場對人體的危害 電磁輻射一旦進入人體細胞組織就要引起生物效應，即局部熱效應和非熱效應。非熱效應機理較復雜，有待于進一步探討。熱效應取決于輻射峰值功率，同時還與頻率有關。在1~3GHz范圍內熱效應最為嚴重，生物效應吸收的能量可達入射能量的20%~100%。而在其它頻率范圍內，生物效應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，易產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吸收能量，如眼球和內組織極易損傷。電磁場的熱效應可使人體溫度升高，人體超過正常體溫時，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)象直到嚴重的災難。在美國發(fā)生的兩個例子，可以說明電磁干擾的嚴重性。曾經有一個鋼鐵廠，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。另一個例子是，一個帶有由生物電控制假肢的殘疾人，駕駛一輛摩托車，途經高壓送電線下方，由于假肢控制電路受到干擾而摩托車失控，導致了不應發(fā)生的災難。當然，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、廣播收音機的收聽。在我國出現(xiàn)過由于塑料加工高頻熱合機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） 在設備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)級正常工作的破壞。d）醫(yī)療電子設備（例如：醫(yī)療監(jiān)護議、心電起搏器等）的工作失常。e） 自動化微處理器控制系統(tǒng)（例如：汽車的剎車系統(tǒng)、防撞氣囊保護系統(tǒng)）的工作失控。f） 導爆裝置的工作失常。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，強電磁場還會對生物體造成影響，一般認為其效應可以分為熱效應與非熱效應。對于熱效應，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、蛋白質變性、心率改變甚至體溫調節(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。其影響就廣泛得多。包括對中樞神經系統(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在個體級、器官級而且影響到細胞級。由上可見，電磁環(huán)境的惡化，會導致多方面的后果。開拓電磁兼容研究，加強電磁兼容管理，降低電磁騷擾，避免電磁干擾，是當務之急。

　　電磁干擾產生的不良后果是什么

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

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

　?。?）對旋轉電機的影響

　　諧波對旋轉電機的危害主要是產生附加的損耗和轉矩。由于集膚效應、磁滯、渦流等隨著頻率的增高而使在旋轉電機的鐵心和繞組中產生的附加損耗增加。在供電系統(tǒng)中，用戶的電動機負荷約占整個負荷的85%左右。因此，諧波使電力用戶電動機總的附加損耗增加的影響最為顯著。由于電動機的出力一般不能按發(fā)熱情況進行調整，由諧波引起電動機的發(fā)熱效應是按它能承受的諧波電壓折算成等值的基波負序電壓來考慮的。試驗表明，在額定出力下持續(xù)承受為3%額定電壓的負序電壓時，電動機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，電動機承受的負序電壓不宜超過額定電壓的2%。

　　諧波電流產生的諧波轉矩對電動機的平均轉矩的影響不大，但諧波會產生顯著的脈沖轉矩，可能出現(xiàn)電機轉軸扭曲振動的問題。這種振蕩力矩使汽輪發(fā)電機的轉子元件發(fā)生扭振，并使汽輪機葉片產生疲勞循環(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，當繞組中性點按地，而該側電網中分布電容較大或者裝有中性點接地的并聯(lián)電容器時，可能形成3次諧波諧振，使變壓器附加損耗增加。