電磁兼容是指電子設備或網絡系統具有一定的抵抗電磁干擾的能力。同時不能產生過量的電磁輻射。也就是說,要求該設備或網絡系統能夠在比較惡劣的電磁環境中正常工作,同時又不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設備及網絡的正常工作。
接地、等電位連接和通地是任何新建筑和設施的一個主要部分。它們對系統的電磁兼容性和減輕電磁干擾有很大影響。
屏蔽和非屏蔽布線系統的接地與等電位連接的要求之間常常存在誤解。這種誤解常常是實踐中的問題。人們常常認為這是電氣安裝公司或建筑設計師的責任,而不是數據布線安裝公司的責任。但實際上,各方都負有責任。在電磁兼容性方面,顧問和/或設計師應負責保證所安裝的系統符合要求。
歐洲標準強調電磁兼容的重要性
電磁兼容性的重要性越來越高,因此,理解其關聯性很重要。所以,歐洲標準不斷強調這種重要性。
如果電子設備的設計中沒有最大限度地減少內外電磁環境干擾的影響,則電子設備可能發生故障,或者無法工作。正確的設備和系統設計也是最大限度地減少進入工作環境中的電磁輻射的必要條件。
對于布線系統,這意味著收發機和發射機之間沒有影響,全部設備的運轉不受其它信號源的干擾,也不會干擾其它設備。當前的一個問題是外部近端串擾(ANEXT)和背景噪音,這是非屏蔽銅纜萬兆以太網傳輸中的主要問題。
布線系統不是可能受到影響的唯一系統。全部敏感的電子設備都可能受到影響。
一個最好的例子是飛機中移動電話。在整個航程中嚴禁使用移動電話。原因是移動電話的發射功率為2瓦左右。這種發射功率太強,可能干擾計算機、導航和航空電子儀器。在最壞條件下,可能使這些設備發生故障。顧問或設計師應負責保證最終設施的全部子系統都符合電磁兼容性指令的要求。對于布線系統,EN50173給出了布線系統和與信息技術布線系統相關的其它標準之間的關系。
1、與布線有關的標準
此指令對布線系統有什么意義?
首先,無源元件不需要CE標記。下列標準是電磁兼容性的重要和相關標準:
EN50173
EN50310
EN55022,EN55024
EN50174(美國為TIA-568B)
全部無源元件(例如電源插座、插孔、配線架和電纜等)不需要CE標記。
當不作為端到端系統的一部分時,它們不產生任何電磁干擾,也不受任何電磁干擾的影響。它們屬于沒有任何自我功能的第一組元件。另一方面,如果整個系統端接并連接到開關和NIC,則該系統必須符合電磁兼容性指令的要求。連接是有源的,能夠產生電磁干擾,而系統也能夠接收電磁干擾。因此,供應商必須確定產品設計和安裝準則,使用戶能夠始終滿足上述指令的要求。
2、電磁兼容性機制的基本知識
一個系統受另一個系統影響有幾種方式。通常,有多個電磁兼容性機制干擾另一個系統,并且有不同的組合形式和強度。實際上,在實際工程中很難確定哪個機制是主要干擾機制。通常,這些干擾機制的作用方式不同,強度也有差異。在一座建筑中,全部電磁兼容性機制可能都對系統和元件有影響。
電流耦合是指多條電纜通過共享電阻耦合。在實際情況中,這可能是印刷電路板(PCB)1的一部分。對于布線系統,有兩個原因可能是這個機制的產生源:
因隔離不良而造成的電流耦合
因接地不良而造成的電流耦合
隔離不良的情況很少,且大多數情況可以忽略。第二個機制更常見,并可能造成問題。通常,數據電纜中的現有電流很少,不足以產生干擾電壓。
如果設備在電源側有保護接地,并且設備還與數據線連接,則會發生這種情況。最重要的部分是配電系統,尤其是當接地電勢不同時。EN50130強烈建議采用TN-S結構,以實現不受干擾地運轉。
如果電線和導線彼此平行安裝,則最有可能出現電容C。每條電纜的電容確定互擾大小。電容耦合與平行電纜的長度成正比。因此,電纜的安裝方式是解決此參數的主要途徑。電纜之間的距離對電容耦合的大小有直接影響。建議不要把不同功率等級的電纜靠近安裝或安裝在同一條電纜管中。
EN50174-2做出了明確聲明:
信息技術電纜和熒光燈、氖燈、或水銀蒸汽燈(或者其它高強度放電燈)之間的最小距離應為130毫米,電線的端接和數據線的端接應在獨立的機柜中。在任何情況下都應把數據配線架與電氣設備隔離開來。
電纜交叉應為直角。不同用途的電纜(例如主電源電纜和信息技術電纜)不應位于同一線束中。不同的線束彼此之間應電磁隔離。
上述要求只能通過金屬隔離與包藏系統實現。金屬隔離與包藏系統必須連接到等電位系統。
這同時適用于屏蔽系統和非屏蔽系統。如果電器設備能夠載流,就會在金屬部件(隔板)上傳導電流,從而影響數據電纜。
這意味著電纜的安裝應采用下列原則:
如有可能,應避免平行電纜
使用隔板分隔電纜
使用布線管理系統保證最小間距。
EN50174-2的第6.5.2節中提供了設計準則。對于布線系統,提供了下列信息:
如果水平布線長度短于35米,對于屏蔽系統,不需要隔離。
如果長度大于35米,應在全長上隔離,但不包括引出線的最后15米。
最有效的方式是隔離。對于布線系統,EN50174-2提供了下列信息。
沒有隔板或非金屬隔板
鋁隔板
鋼隔板
非屏蔽電源電纜和非屏蔽IT信號電纜
200毫米
100毫米
50毫米
非屏蔽電源電纜和屏蔽IT信號電纜
50毫米
20毫米
5毫米
屏蔽電源電纜和非屏蔽IT信號電纜
30毫米
10毫米
2毫米
屏蔽電源電纜和屏蔽IT信號電纜
0毫米
0毫米
0毫米
減少數據電纜中的磁耦合的最常用方法是互絞線對。導線A的感生電壓與導線B的感生電壓相反。由于極性不同,其和為0。互絞方式對效果有影響。互絞比越高,減輕作用越明顯。雙絞線有助于減少這種機制的影響,但是不能完全避免。
在歐洲,電磁兼容已經引起高度重視,并有一系列有關EMC的法規及標準,如89/336./EEC,EN55022及55024,按照歐洲規定,從1996年1月1日起,所有有源設備必須符合EMC規定,同時貼有CE標志。布線系統屬于無源系統,但是,一旦它與有源網絡設備相連構成系統,它也必須服從EMC的規定。
責任編輯:小柯