电磁兼容发射故障诊断分析

电磁兼容发射故障诊断分析

摘要：在提升电磁兼容性的过程中，故障诊断是重要的措施，对于保证电磁系统安全可靠运转具有至关重要的作用。本文将以电磁兼容三要素作为研究基础，对不同的传播偶合途径，就测量传导发射与辐射发射的方法和技术展开深入讨论，从而提出电磁兼容故障自动诊断系统的方案，希望能够提供给相关从业者作为参考和借鉴。

关键词：电磁兼容；故障；传导发射；辐射发射

0引言

在电磁系统中，兼顾故障同时是由于系统受到外界杂散信号影响，使得系统整体功能无法完全发挥。电磁兼容故障具体的表现形式多种多样。不仅体现在系统功能无法实现，死机、黑屏等直接性故障，还体现在数据丢失、测试误差加大等隐性故障。设备在运转过程中，会发出一定的信号，这种信号通过某种传播方式，无意识影响着其他设备，从而对其他设备的运转造成干扰，进而使得受干扰设备无法正常发挥功能，这就是电磁干扰效应[1]。通过上述对电磁干扰过程的描述，我们可以看出电磁兼容干扰至少包括下面三个不可或缺的要素，一是电磁干扰源，二是干扰耦合途径，三是敏感设备。发生电磁干扰，三个设备缺一不可，因此也被称之为电磁兼容三要素[2]。其关系模型如图1所示。

电磁干扰源

干扰耦合途径

敏感设备

图1电磁兼容三要素示意图

因此，要想有效解决电磁感染造成的种种问题，可以从上述三要素方面实施

有效对策，比如，通过确定和规避干扰源，强化设备的抗干扰能力，切断或弱化

电磁耦合途径等等。

1电磁兼容故障分析

就广义电磁兼容故障现象来看，在电磁干扰过程中，产生无意识干扰信号的

设备以及受到感染的敏感设备，在实际生活中多种多样，并且其形式千变万化，

想要找到干扰方与受干扰方的相关规律，是一件十分困难的事情。然而，无论干

扰方设备与受干扰方设备为何，干扰的路径基本都是有迹可循的，甚至是相对固

定的。通常来说，干扰路径要么是通过传导方式实现，要么是通过辐射方式实现。在本文研究中，我们基于这种分类方法展开后续研究。

传导干扰与辐射干扰，这两种形式之间并非相互孤立，没有关系的，而是能

够相互转换的。在导线的天线效应影响下，传导干扰就能够实现向辐射干扰的转换；同时，由于空间辐射所滋生的感应电流，辐射干扰也能够实现向传导干扰的

转换。相关研究试验表明，10米以上的波长干扰发生导线传输与被耦合的概率最高，其频率通常为30MHz，频率如果高于30MHz，则就会向空间传播[3]。因此，我

们将30MHz设定为两种干扰形式的分界线，并分别展开故障诊断测试。

2传导发射故障诊断测试

传导发射，指的是被测物（EUT）在正常运转状态下，由于其自身产生电磁

干扰信号，并且这种干扰信号沿着电源线形成了对外部电网的干扰，这种干扰一

旦突破某个界限标准，就会对网络中其他运行的设备形成干扰和影响。本文中，

我们重点针对频率在150KHz到30KHz之间的电源端子产生的传导发射展开研究。

传导干扰电流的测量，是传导发射诊断测试中最基本的作业内容。这个过程

中我们通常使用电流卡钳作为辐射设备，电流卡钳的实物图如图2所示。电流卡

钳作为一种传感器，通常被用来采集导线感应电流。实际引用中，电流卡钳的使

用十分简单，只需要将被测导线，在电流卡钳上缠绕完成即可，所以，电流卡钳

在电磁故障诊断中的应用十分广泛，特别是在诊断导线较为繁杂的系统中，其应

用具有明显优势，使用电流卡钳不会影响系统的正常工作状态。

图2电流卡钳实物图

传导干扰通常有共模干扰和差模具干扰两种不同类型，电流卡钳不仅能够采集到现中的单根芯线的感应电流，而且还能够同时卡住两根芯线，并通过不同的缠绕方式，获得两条芯线的不同类型感应调流。

2.1共模干扰

共模干扰主要包含了共模电压与感应电流两个方面，并且以大地为参照物，在回线与信号线上的共模电压具有相同的电流幅值，并且具有相同的电流相位，其示意图参考图3所示。

图3共模干扰示意图

共模电流，通常是由于电网电流相互叠加而产生的，通常共模电流产生于高频范围。这也让我们找到了能够频闭或削弱干扰的有效方法。

2.2差模干扰

共模干扰主要包含了差模电压与感应电流两个方面，其主要特征体现在回路与信号线之间，以相互为参照物，具有相同的差模电流幅值，然而其电流相位是相对的。

3辐射发射故障诊断测试

辐射发射，指的是被测物（EUT）在正常运转状态下，由于其自身产生电磁

干扰信号，这种干扰信号沿着EUT表面辐射到外界空间，对其他设备形成干扰；

当这种干扰一旦超过某个界限，就会导致该空间中其他设备无法正常发挥功能。

磁场与电场一同提供了辐射的射频能量，二者相互依存，然而在辐射过程中，二

者中只有一个场发挥主导作用。

对于辐射发射引发的电磁兼容故障，通常运用辐射骚扰试验来诊断和解决。

通常判断辐射骚扰，是以标准限制要求做为依据的，而诊断辐射骚扰造成的故障，通常也是在现场测试，缺乏标准化的监督，所以无法采用标准界限值作为判定是

否发生干扰的依据。而如果同样采用天线测量，此时的关注重点被集中在不同发

射点之间，导致其绝对意义丧失。由于天线测量原理的局限性，再加上天线的体

积限制，使得其测量无法再较小范围内精准的判断干扰位置。所以在近场测量过

程中，往往需要通过具有更高灵敏度和分辨水平的探头来实现[4]。

4结束语

综上所述，电磁兼容故障诊断对于保障电磁系统的安全可靠运转具有至关重

要的意义。然而，就电磁兼容故障诊断来说，依然需要持续深入研究，才能够找

到更加有效的诊断和测试方法，从而最大程度防止电磁干扰造成的影响。

参考文献

[1] 赵航，董进喜，周尧.浅析机载电子设备电磁兼容故障诊断与预防处理[J].机械研究与应用，2017，30（06）：177-178+181.

[2] 宋健，贺庚贤，葛欣宏.空间光学有效载荷电磁兼容故障诊断[J].现代

电子技术，2018，41（06）：74-78.

[3] 辛恩承，袁海文，陆家榆，崔勇，吕建勋，刘鸿宇.无线电场测量仪电

磁兼容性能分析[J].高电压技术，2016，42（03）：1003-1008.