浅论船舶电磁干扰抑制及其电气接地

浅论船舶电磁干扰抑制及其电气接地

王宇航倪俊杰宋明旭

上海外高桥造船有限公司上海200120

摘要：随着经济的不断发展，各行各业都进入了技术发展高峰期，船舶业也不例外，其中，船舶业的自动化程度发展的越来越高，但是，在发展过程中也会存在很多的安全隐患，譬如：随处可见的电磁场会造成船舶上自动化程序工作混乱，更甚者还会出现安全事故。这些隐患往往在自动化程序安装初期就已经存在了，只不过没有引起人们的注意而已。本文主要讲述了产生电磁干扰的主要因素，再根据船舶制造厂的实际情况，分析了解决这种电磁干扰的办法，避免船舶因为电磁干扰而出现安全事故事件。

关键词：船舶；电磁干扰；屏蔽；接地；电磁兼容

近几年，船舶业的发展越来越迅速，船舶上由于它独立的自动化设备以及通讯设施自成了一个独立的小空间，船舶上可以实行自动化运行以及自动化监测。船舶自动化程序发展程度越高，它存在的问题也就愈加明显，因为电磁会对电气设备产生干扰作用，一旦电气设备受到干扰，船舶的自动化程序运行就会受到牵连，后果不堪设想。所以，让电气设备不受电磁的干扰或者让电气设备在电磁干扰下不影响它的使用性能，成为了船舶业亟待解决的问题。如果能减少其他装置对船舶自动化程序的电磁干扰也同样可以解决这个问题。所以，船舶业以及电气制造业都应该为了共同的目标去努力。因此，本文介绍了产生电磁干扰的主要因素，然后结合船舶制造商的实际情况给出了一些可免电磁干扰的措施。

1电磁干扰概述

电磁干扰是人类发现最早的电磁现象，电磁干扰顾名思义就是设备都到电磁辐射的干扰导致性能降低或者阻碍设备进行正常的工作等。只要是用电来工作的设备、器械都会连续的或是断续的产生电压、电流，而电压、电流的变化速度还特别不稳定，由于它的电压、电流变化不稳定所以就会产生一些电磁辐射，设备的电线、电路就会把这些电磁散发出去，这是电磁干扰的主要因素。

2电磁干扰的弊端

由于信息自动化越来越普及，电磁干扰的危害也逐渐的被人们所重视，电磁干扰实际上也是一种电磁污染，就像废水污染水源、废气污染空气、垃圾污染环境一样，它也影响着人类的生活。就比如，显示器、传真机、电脑、电视、收音机等电子设备如果受到电磁的干扰，就会出现系统错误、运行受阻、不能正常工作的现象；而自动化的操作系统如果受到电磁干扰的话就会出现操作不灵、错误操作等情况，大大降低了自动化操作系统的性能，严重的还会危及操作人员的生命安全；金属和金属之间也会受到电磁的干扰，如果受到电磁干扰就会产生火花、火星，严重的还会引起附近易燃易爆物品发生化学反应；人体同样会受到电磁的干扰，人体的神经系统受到电磁干扰以后会现象精神紊乱、视网膜受损、身体免疫功能下降，严重者还会引发癌症危及人们的生命。

3电磁干扰抑制技术的类型

3.1屏蔽

针对辐射干扰人类常用的抑制技术就是屏蔽。屏蔽也就是把电磁干扰源发射出来的信号屏蔽掉或是降低其电磁辐射。之前人们会错误的认为电磁屏蔽，就是用金属做一个一个金属箱子，然后把金属箱子直接放在地上，用这样来屏蔽掉电磁的干扰，但是，这样取得的效果却不明显，由此看来，金属箱子接地与否与抑制电磁干扰没有直接的关系，经过多方实验发现：金属箱子外面有持续导电或是导体不穿过金属箱子的情况下，金属箱子才能很好的屏蔽掉电磁干扰。

3.2滤波

电磁干扰分别辐射干扰和传导干扰两种。针对传导干扰人们常用的抑制技术就是滤波。滤波有过滤频率信号的作用，它可以分辨出有害频率信号和有用的频率信号，然后加以过滤。船舶上可以利用增强信号频率的方式来抑制频率信号的干扰情况，从而确保船舶上的电子自动化程序可以正常运行。如果把电磁干扰的电平做一下合理的调整，很大程度上会保证船舶上电子设备的正常运行。而在我国的轮船上，电磁干扰滤波装置大多都安置在信号的源头，主要构成部分为电感以及电容。它可以把有害的频率信号阻挡下来或是降低其电磁干扰。在设计船舶的时候，应该把屏蔽电线和供电电线区分开，以防两种电线之间产生电气干扰的情况。除此之外，发射信号的电线必须要用双芯对绞的电缆，这样可以有效的降低电磁信号对其的干扰。

3.3接地

接地是指在系统的中与某个接地面之间形成的导电通路，使人们抑制电磁的干扰人一种方式，而接地方式也是一种特别重要的抑制技术。接地方式由于接地的目的不同还分为工作接地和保护接地两种，如下所示：

1）工作接地。工作接地是为了确保整个电路系统正常运行而把电路系统中的全部电路都设有一个共同的零电位。还能借由屏蔽体以及屏蔽层接地来起到阻碍电磁干扰的目的。

2）保护接地。保护接地是以保护为目的的接地方式。主要就是把机壳直接接触地面，如果机壳表面有电的话，保护装置可以自动切断电源，防止操作人员受到伤害。而保护接地还有一个特别好的地方，就是它可以有效抑制外界电磁的干扰，机壳直接接触地面，它可以把机壳外面的电荷直接发散到大地当中，可以有效的降低机壳因为外部静电产生火花而发生燃烧、爆炸的几率。

4船厂对电磁干扰的解决方法

4.1电缆的接地

目前，我们国家生产的电缆质量完全符合EMC的要求，也可以很好的屏蔽自身的电磁干扰，可是电缆连接设备的时候是不能有屏蔽层的，一旦把屏蔽层去掉，那此部位的导体就无法屏蔽掉电磁的干扰了，而且电缆连接设备还会引起箱体连电，甚至危及人的生命，而且这部分的线缆还会产生静电，这样一来箱体的危害就会更多、更大，所以，连接设备的电缆必须给予保护接地。

1）船舶的整个电子线路中，只要工作电压在50V以上的设备、线路必须给予保护接地的方式，下图为船舶的线路以及设备保护接地图：

图1电气设备及电缆的接地系统

2）保护接地的线缆其横截面积如表1规定所示：

表1船舶上电气设备的保护接地电缆的横截面积

注：再分开接地系统中，最大接地导体面积A/2

3）保护接地的电缆横截面积跟导体的横截面应该在表2的范围之内。而公共导体保护接地应该按照其中横截面积最大来计算。

表2电缆接地导体截面积的选择

4.2电缆的选择

产生电磁干扰的因素以及抑制电磁干扰的方式都已经明确了，接下来就需要船舶制造厂在制造船舶的时候，根据船舶的具体位置、线缆的特征、设备的性能、线缆的抗干扰性能等敷设合适的电缆，尽可能的降低电磁干扰对线缆的影响，让船舶上的所有电子设备以及自动化程序可以正常运行。一般的电缆都是用铜作为导体的，这样可以降低电缆磁场的穿透性。敷设发射信号的电缆必须选择有屏蔽层的，这样能有效的降低磁场对信号的干扰。

4.3安装的位置

在船舶上进行电子设备安装工作的时候，应该把高频信号设备和其他设备分离开，防止出现高频信号设备之间的相互干扰或是高频涉笔干扰低频信号设备的运行等情况。

结语：

电磁干扰船舶电气设备的原因不是单一的，所以单一方式不可能完全解决，必须从多角度出发，再利用对应的方式去解决，这样才能解决电气设备的电磁干扰问题。船舶的构造越来越繁琐，它的电气设备也会越来越多，那么电气设备的干扰问题也会越来越多，只有把握好每个步骤才能确保整个船的电气设备能安全运行。

参考文献：

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