布线系统能中的电磁干扰标准重要性

电磁兼容是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力。同时不能产生过量的电磁辐射。也就是说,要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作,同时又不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。

接地、等电位连接和通地是任何新建筑和设施的一个主要部分。它们对系统的电磁兼容性和减轻电磁干扰有很大影响。

屏蔽和非屏蔽布线系统的接地与等电位连接的要求之间常常存在误解。这种误解常常是实践中的问题。人们常常认为这是电气安装公司或建筑设计师的责任,而不是数据布线安装公司的责任。但实际上,各方都负有责任。在电磁兼容性方面,顾问和/或设计师应负责保证所安装的系统符合要求。

欧洲标准强调电磁兼容的重要性

电磁兼容性的重要性越来越高,因此,理解其关联性很重要。所以,欧洲标准不断强调这种重要性。

如果电子设备的设计中没有最大限度地减少内外电磁环境干扰的影响,则电子设备可能发生故障,或者无法工作。正确的设备和系统设计也是最大限度地减少进入工作环境中的电磁辐射的必要条件。

对于布线系统,这意味着收发机和发射机之间没有影响,全部设备的运转不受其它信号源的干扰,也不会干扰其它设备。当前的一个问题是外部近端串扰(ANEXT)和背景噪音,这是非屏蔽铜缆万兆以太网传输中的主要问题。

布线系统不是可能受到影响的唯一系统。全部敏感的电子设备都可能受到影响。

一个最好的例子是飞机中移动电话。在整个航程中严禁使用移动电话。原因是移动电话的发射功率为2瓦左右。这种发射功率太强,可能干扰计算机、导航和航空电子仪器。在最坏条件下,可能使这些设备发生故障。顾问或设计师应负责保证最终设施的全部子系统都符合电磁兼容性指令的要求。对于布线系统,EN50173给出了布线系统和与信息技术布线系统相关的其它标准之间的关系。

1、与布线有关的标准

此指令对布线系统有什么意义?

首先,无源元件不需要CE标记。下列标准是电磁兼容性的重要和相关标准:

EN50173
EN50310
EN55022,EN55024
EN50174(美国为TIA-568B)

全部无源元件(例如电源插座、插孔、配线架和电缆等)不需要CE标记。

当不作为端到端系统的一部分时,它们不产生任何电磁干扰,也不受任何电磁干扰的影响。它们属于没有任何自我功能的第一组元件。另一方面,如果整个系统端接并连接到开关和NIC,则该系统必须符合电磁兼容性指令的要求。连接是有源的,能够产生电磁干扰,而系统也能够接收电磁干扰。因此,供应商必须确定产品设计和安装准则,使用户能够始终满足上述指令的要求。

2、电磁兼容性机制的基本知识

一个系统受另一个系统影响有几种方式。通常,有多个电磁兼容性机制干扰另一个系统,并且有不同的组合形式和强度。实际上,在实际工程中很难确定哪个机制是主要干扰机制。通常,这些干扰机制的作用方式不同,强度也有差异。在一座建筑中,全部电磁兼容性机制可能都对系统和元件有影响。

电流耦合是指多条电缆通过共享电阻耦合。在实际情况中,这可能是印刷电路板(PCB)1的一部分。对于布线系统,有两个原因可能是这个机制的产生源:

因隔离不良而造成的电流耦合
因接地不良而造成的电流耦合

隔离不良的情况很少,且大多数情况可以忽略。第二个机制更常见,并可能造成问题。通常,数据电缆中的现有电流很少,不足以产生干扰电压。

如果设备在电源侧有保护接地,并且设备还与数据线连接,则会发生这种情况。最重要的部分是配电系统,尤其是当接地电势不同时。EN50130强烈建议采用TN-S结构,以实现不受干扰地运转。

如果电线和导线彼此平行安装,则最有可能出现电容C。每条电缆的电容确定互扰大小。电容耦合与平行电缆的长度成正比。因此,电缆的安装方式是解决此参数的主要途径。电缆之间的距离对电容耦合的大小有直接影响。建议不要把不同功率等级的电缆靠近安装或安装在同一条电缆管中。

EN50174-2做出了明确声明:

信息技术电缆和荧光灯、氖灯、或水银蒸汽灯(或者其它高强度放电灯)之间的最小距离应为130毫米,电线的端接和数据线的端接应在独立的机柜中。在任何情况下都应把数据配线架与电气设备隔离开来。

电缆交叉应为直角。不同用途的电缆(例如主电源电缆和信息技术电缆)不应位于同一线束中。不同的线束彼此之间应电磁隔离。

上述要求只能通过金属隔离与包藏系统实现。金属隔离与包藏系统必须连接到等电位系统。

这同时适用于屏蔽系统和非屏蔽系统。如果电器设备能够载流,就会在金属部件(隔板)上传导电流,从而影响数据电缆。

这意味着电缆的安装应采用下列原则:

如有可能,应避免平行电缆
使用隔板分隔电缆
使用布线管理系统保证最小间距。

EN50174-2的第6.5.2节中提供了设计准则。对于布线系统,提供了下列信息:

如果水平布线长度短于35米,对于屏蔽系统,不需要隔离。
如果长度大于35米,应在全长上隔离,但不包括引出线的最后15米。

最有效的方式是隔离。对于布线系统,EN50174-2提供了下列信息。
 
没有隔板或非金属隔板
铝隔板
  钢隔板

非屏蔽电源电缆和非屏蔽IT信号电缆
200毫米 
100毫米
50毫米

非屏蔽电源电缆和屏蔽IT信号电缆
50毫米
20毫米
5毫米

屏蔽电源电缆和非屏蔽IT信号电缆
30毫米
10毫米
2毫米

屏蔽电源电缆和屏蔽IT信号电缆
0毫米
0毫米
0毫米

减少数据电缆中的磁耦合的最常用方法是互绞线对。导线A的感生电压与导线B的感生电压相反。由于极性不同,其和为0。互绞方式对效果有影响。互绞比越高,减轻作用越明显。双绞线有助于减少这种机制的影响,但是不能完全避免。

在欧洲,电磁兼容已经引起高度重视,并有一系列有关EMC的法规及标准,如89/336./EEC,EN55022及55024,按照欧洲规定,从1996年1月1日起,所有有源设备必须符合EMC规定,同时贴有CE标志。布线系统属于无源系统,但是,一旦它与有源网络设备相连构成系统,它也必须服从EMC的规定。

责任编辑:小柯