摘 要：電力通信系統(tǒng)通常都工作在靠近強(qiáng)電磁場干擾源的惡劣環(huán)境之中。其電磁兼容（EMC）問題不容忽視。本文對電磁兼容（EMC）的中國國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)作了簡介；對中國 CCC 認(rèn)證和歐洲CE 認(rèn)證、北美 FCC 認(rèn)證和市場準(zhǔn)入管理控制作了說明；對電力通信系統(tǒng)的電磁兼容管理與措施進(jìn)行了重點(diǎn)描述。作者希望，通過本文引起電力通信系統(tǒng)同行對電磁兼容問題更多的關(guān)注。

　　1. 引言

　　根據(jù)電磁感應(yīng)和電磁場理論，凡有電流流過，便會產(chǎn)生空間電磁場，便會對其它系統(tǒng)（設(shè)備）造成電磁干擾。電熱、電焊等工業(yè)及民用電器設(shè)備，輸電和電力自動化系統(tǒng)設(shè)備等等所產(chǎn)生的電磁波，會干擾相鄰?fù)ㄐ旁O(shè)備、電子設(shè)備的正常工作，造成嚴(yán)重的意外事故。因此，保護(hù)電磁環(huán)境、防止電磁干擾、解決電磁兼容（EMC）問題，創(chuàng)造“綠色電磁環(huán)境”，已引起人們的普遍關(guān)注。

　　與發(fā)電、輸電、供電、電壓變換、電能轉(zhuǎn)換密切相關(guān)的電力通信系統(tǒng)，工作環(huán)境更為惡劣，受到的電磁干擾更為嚴(yán)重，電磁兼容問題更不容忽視。

　　2. 電磁兼容的三重含義

　　電磁兼容或 EMC（Electro-magnetic Compatibility）定義為：“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”［1］。

　　2.1. 電磁兼容第一重含義

　　任何通信系統(tǒng)（設(shè)備）都處在交織、泛濫的外界空間干擾電磁場之中。外界干擾電磁場既有覆蓋全頻段，俗稱“白噪音”的連續(xù)分量，又有幅度高、時間短、沖擊性很強(qiáng)的隨機(jī)離散分量，還有電壓高達(dá)萬伏以上的靜電干擾。

　　通信系統(tǒng)（設(shè)備）電磁兼容（EMC）特性的第一重含義，便是抵御上述電磁干擾的能力，確保在惡劣的電磁環(huán)境中正常工作。

　　通信系統(tǒng)（設(shè)備）抵御外界電磁場干擾的能力，通常用“電磁敏感度（EMS）”來衡量。即，處在一定環(huán)境中的系統(tǒng)（設(shè)備），在正常運(yùn)行時，能承受相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)的電磁能量干擾，或者說，對一定范圍內(nèi)的電磁能量不敏感，能按照設(shè)計(jì)性能保持正常運(yùn)行的能力。

　　2.2. 電磁兼容第二重含義

　　通信系統(tǒng)（設(shè)備）運(yùn)行之中，本身的供電、開關(guān)量控制，信號、數(shù)據(jù)傳送，功率驅(qū)動等電子電路，無時不在向空間輻射電磁信號。通信系統(tǒng)的外接線路就像“天線”一樣，也在不時地向空間發(fā)射電磁波。這些與通信功能無關(guān)的電磁場輻射信號，既會泄露使用者的信息，給敵對方盜竊國家機(jī)密以可乘之機(jī)，又會對電力系統(tǒng)的其它電子設(shè)備造成電磁干擾。

　　通信系統(tǒng)（設(shè)備）電磁兼容（EMC）特性的第二重含義，便是限制通信系統(tǒng)（設(shè)備）自身向外界輻射電磁干擾信號的強(qiáng)度，確保通信系統(tǒng)（設(shè)備）的信息安全和減少對環(huán)境的電磁污染。

　　通信系統(tǒng)（設(shè)備）向外界輻射電磁信號的特性，通常用“電磁干擾（EMI）”來衡量。即，處在一定環(huán)境中的系統(tǒng)（設(shè)備），在正常運(yùn)行時，不應(yīng)產(chǎn)生超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所限制的電磁能量。

　　2.3. 電磁兼容第二重含義

　　通信系統(tǒng)（設(shè)備）電磁兼容（EMC）特性的第三重含義是：通信系統(tǒng)（設(shè)備）工作的特定電磁環(huán)境。即使相同種類的設(shè)備，也可能運(yùn)用在不同的電磁環(huán)境中。應(yīng)用在不同環(huán)境中的設(shè)備，對它們電磁兼容特性的要求也是不一樣的。離開了具體的電磁環(huán)境，電磁兼容特性就失去了實(shí)際意義。

　　3. 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證

　　自上世紀(jì) 90 年代起，世界上許多國家和地區(qū)，都相繼制定了電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，頒布了有關(guān)法令及管理規(guī)范，加強(qiáng)了對電子、電器產(chǎn)品電磁兼容特性的控制和本國、本地區(qū)市場的準(zhǔn)入強(qiáng)制性認(rèn)證。

　　3.1. 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)簡述

　　國際電工委員會 IEC 以及隸屬于 IEC 的國際無線電干擾特別委員會 CISPR 制定了一整套電磁兼容EMC 的國際標(biāo)準(zhǔn)。中國、北美、歐盟根據(jù) IEC 標(biāo)準(zhǔn)又制定了中國、北美和歐盟的區(qū)域性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　電磁兼容 EMC 標(biāo)準(zhǔn)，分為 4 類。

　　1） 第一類，基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。包括：術(shù)語、定義、現(xiàn)象、環(huán)境、測試方法、儀表、基本試驗(yàn)裝置。如：GB/T4365-1996 和 IEC 50（161）《電磁兼容術(shù)語》；

　　2） 第二類，給定環(huán)境條件的產(chǎn)品通用標(biāo)準(zhǔn)。如：IEC1000-6-1《通用 EMS 標(biāo)準(zhǔn)——住宅、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境》；

　　IEC1000-6-2《通用 EMS 標(biāo)準(zhǔn)——重工業(yè)環(huán)境》；

　　3） 第三類，產(chǎn)品類別標(biāo)準(zhǔn)。

　　由于電子、電氣產(chǎn)品類別繁多。不同類別產(chǎn)品的工作環(huán)境，功能、功率、應(yīng)用場合，抗電磁干擾能力（電磁敏感度），對外界的電磁輻射等特性差異很大。必須按產(chǎn)品類別制定出相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。如，我國將電子、電器產(chǎn)品分為電子產(chǎn)品及元器件（001）、家用電器配件（002）、電線電纜（011）等共 21 個大類，制定了一整套不同要求的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

　　通信設(shè)備的電磁兼容 EMC 標(biāo)準(zhǔn)，包含在電子產(chǎn)品及元器件（001）大類的 001018 項(xiàng)“金融、辦公電子設(shè)備，信息通訊設(shè)備及有關(guān)零件和附件”中。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)有：

　　IEC 60950《信息技術(shù)設(shè)備的安全通用要求》

　　GB4943-2001《信息技術(shù)設(shè)備的安全》

　　GB9254-1998；CISPR22；EN55022《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法》等等。

　　4） 第四類，專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。這是針對特殊行業(yè)制定的專門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。如：

　　QJ：航天產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.2. 電磁兼容 EMC 性能標(biāo)準(zhǔn)等級［2］

　　在電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的測試中，針對不同類別、不同使用環(huán)境的系統(tǒng)（設(shè)備），容許滿足 A、B、C 三個不同的標(biāo)準(zhǔn)等級。

　　1） A 級性能標(biāo)準(zhǔn)：

　　接受測試的設(shè)備，在測試期間不出現(xiàn)功能或性能的臨時降級，不會使系統(tǒng)進(jìn)入危險或誤會狀態(tài)，在撤出測試波形或信號時，不會影響設(shè)備中任何軟件代碼或數(shù)據(jù)的儲存。

　　2） B 級性能標(biāo)準(zhǔn)：

　　接受測試的設(shè)備，在測試期間可能有功能或性能的臨時降級，但不容許設(shè)備功能全失。設(shè)備降級或功能損失時，均不能使系統(tǒng)進(jìn)入危險或誤會狀態(tài)，在撤出測試波形或信號時，可在不用操作者介入或系統(tǒng)復(fù)位的情況下自行恢復(fù)，不得影響設(shè)備中任何軟件代碼或數(shù)據(jù)的儲存。

　　3） C 級性能標(biāo)準(zhǔn)：

　　接受測試的設(shè)備，在測試期間可能有功能或性能的臨時損失，但不能使系統(tǒng)進(jìn)入危險或誤會狀態(tài)。接受測試的設(shè)備，在撤出測試波形或信號時，可在由操作者介入或系統(tǒng)復(fù)位的情況下自行恢復(fù)，不得影響設(shè)備中任何軟件代碼或數(shù)據(jù)的儲存。

　　3.3. 中國、北美、歐盟關(guān)于“信息技術(shù)設(shè)備”的產(chǎn)品強(qiáng)制性認(rèn)證

　　中國、北美和歐盟對于“信息技術(shù)設(shè)備”產(chǎn)品電磁兼容特性的管理和控制，體現(xiàn)在對產(chǎn)品的強(qiáng)制性認(rèn)證和市場的準(zhǔn)入控制兩個環(huán)節(jié)上。

　　我國于 2003 年 8 月 1 日開始，對進(jìn)入中國市場的電子、電器產(chǎn)品實(shí)施國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證。即CCC（“3C”）認(rèn)證。“CCC”認(rèn)證后續(xù)目錄還在不斷地增加品種和類別，最終達(dá)到所有進(jìn)入中國市場的電子、電器產(chǎn)品，都需要通過強(qiáng)制認(rèn)證的目的。與此同時，國家還對強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證（CCC 認(rèn)證）進(jìn)行執(zhí)法監(jiān)督。通信系統(tǒng)歸屬于“信息技術(shù)設(shè)備”的范疇。表 1列出了中國 CCC 認(rèn)證、北美 FCC 認(rèn)證、歐盟 CE 認(rèn)證所必須滿足的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

　　4. 電力通信系統(tǒng)應(yīng)采取的電磁兼容措施

　　電磁兼容是一門以電磁場理論為基礎(chǔ)，包括信息、電工、電子、通信、材料、結(jié)構(gòu)等學(xué)科在內(nèi)的綜合性邊緣科學(xué)。從事電磁兼容工作的工程師，需要掌握豐富的理論和實(shí)踐知識。然而，目前電力通信系統(tǒng)中，具有電磁兼容理論知識與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師相對較少，沒有明確 EMC 的具體責(zé)任人，沒有對通信系統(tǒng)的電磁兼容特性進(jìn)行有效的 EMC 流程設(shè)計(jì)和監(jiān)控管理規(guī)劃，由此在電磁兼容方面遇到不少挑戰(zhàn)。

　　既然通信系統(tǒng)的電磁兼容特性是一項(xiàng)關(guān)乎系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要指標(biāo)，就必須給予足夠的重視。應(yīng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、設(shè)備擺放、必要的電磁屏蔽、機(jī)房裝修、電磁兼容環(huán)境改善、電源及接地安全、纜線布放、防雷擊及防靜電措施等各個環(huán)節(jié)上，都體現(xiàn)出對電磁兼容特性的關(guān)注。籠統(tǒng)說來，一是管理。二是技術(shù)措施。

　　4.1. 電磁兼容管理

　　電磁兼容管理，包括系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，電磁兼容環(huán)境控制，設(shè)備選型招標(biāo)，施工過程電磁兼容規(guī)范和實(shí)施計(jì)劃，系統(tǒng)（設(shè)備）電磁兼容特性測試、驗(yàn)收以及對系統(tǒng)電磁兼容計(jì)劃的監(jiān)督等內(nèi)容。

　　4.2. 電磁兼容措施

　　電磁兼容措施包含了十分廣泛的內(nèi)容。本文拋開產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研制及生產(chǎn)的前期過程，單從應(yīng)用的角度來概括敘述電力通信系統(tǒng)的電磁兼容措施。

　　1） 良好的電磁兼容環(huán)境是從規(guī)劃設(shè)計(jì)開始的

　　電力系統(tǒng)的發(fā)電廠、變電站、換流站都存在強(qiáng)大的空間電磁場干擾，通信機(jī)房必須進(jìn)行針對性電磁屏蔽規(guī)劃設(shè)計(jì)；

　　通信系統(tǒng)的饋電走線，外線電纜敷設(shè)，工作地、保護(hù)地要與整個電力發(fā)電（輸電）系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)；

　　通信系統(tǒng)的工作地、保護(hù)地線與強(qiáng)電中性地線之間要有良好的隔離；

　　通信系統(tǒng)的饋電走線，外線電纜敷設(shè)，都要避開輸電線路；

　　通信機(jī)房盡可能遠(yuǎn)離變壓器、發(fā)電機(jī)組和開關(guān)場等等。

　　2） 設(shè)備選型

　　電力通信設(shè)備選型招標(biāo)，應(yīng)拒絕那些沒有進(jìn)行或沒有通過中國國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)（CCC 認(rèn)證）的廠商和品牌。建議選用的設(shè)備既具有 CCC 認(rèn)證，又具有 EC認(rèn)證、FCC 認(rèn)證和 UL 認(rèn)證。確保在電力通信系統(tǒng)中使用的設(shè)備具備良好的電磁兼容性能。

　　3） 電磁兼容管理實(shí)施計(jì)劃和方案

　　在電力通信設(shè)備（系統(tǒng)）工程實(shí)施之前，要擬定一套電磁兼容管理實(shí)施計(jì)劃方案。包括：機(jī)房電磁兼容措施；電源配線、保安器容量選擇、供電分配、負(fù)載平衡；防雷及過流、過壓、漏電保護(hù)；靜電防護(hù)；外部纜線布放路徑，地線埋設(shè)方式；一點(diǎn)接地措施；接地電阻檢測；出入電纜的高頻干擾信號過濾等。確保電磁兼容性能的監(jiān)測和控制貫串安裝工程的全過程。

　　4） 采用恰當(dāng)?shù)碾姶牌帘未胧?］

　　電磁屏蔽通常是通過設(shè)備的內(nèi)部、外部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。在電磁干擾能量和敏感接收電路之間用金屬材料隔開。這樣就可以在一定程度上起到吸收電磁干擾能量和隔離敏感線路的作用。電磁屏蔽的隔離效果與所用材料，屏蔽體結(jié)構(gòu)，安裝位置等諸多因數(shù)有關(guān)。

　　電磁屏蔽包括設(shè)備內(nèi)部電磁屏蔽和設(shè)備外部電磁屏蔽雙重含義。

　　5） 系統(tǒng)驗(yàn)收

　　系統(tǒng)驗(yàn)收（包括初驗(yàn)和終驗(yàn)）除了對通信系統(tǒng)功能、指標(biāo)的測試、試驗(yàn)外，還應(yīng)增加系統(tǒng)重要電磁兼容特性的檢測。如：電磁屏蔽與抗電磁干擾能力；過流、過壓和雷擊防護(hù)能力等等。

　　6） 系統(tǒng)運(yùn)行中定期的電磁兼容性能檢測維護(hù)

　　系統(tǒng)運(yùn)行中定期的電磁兼容性能檢測維護(hù)應(yīng)包括：設(shè)備電磁兼容環(huán)境監(jiān)護(hù)；屏蔽措施定期檢查；地線接地電阻的定期檢測和地線定期維護(hù)；供電系統(tǒng)維護(hù)；過流、過壓及防雷設(shè)備的定期檢查維護(hù)；外部纜線的定期測試和維護(hù)等等。