电磁兼容性在船舶电气设备中的探讨

摘 要：科学技术的发展尤其是电子技术的发展和应用，使得现代船舶设备朝着电子化、智能化和集成化的方向不断发展。但是由于船舶本身的空间相对狭小，电气设备之间会产生相互的电磁干扰，这样不仅会影响电气设备的使用而且还会对船舶产生不良影响，采取措施做好船舶电气设备的电磁兼容性是当前研究和关注的重点。基于此，文章对船舶电气设备的电磁兼容性进行了探讨，以期为船舶电气设备的使用和设计提供一定的参考。

关键词：船舶；电气设备；电磁兼容性

随着新技术、新工艺和新材料的不断出现，船舶制造业随之不断发展，加上当前船舶使用功能的不断优化和发展，当前的船舶设备功能越来越复杂、种类越来越丰富，这种情况下，船舶电气设备的电磁兼容性工作面临着巨大的挑战。完善船舶电气设备的电磁兼容性不仅能够保证电气设备的使用效能，而且还能够提高船舶的整体性能。

1 船舶电气设备电磁干扰产生的原因和危害

电气设备的兼容性是指在一定的空间范围内，在一定的时间间隔内各种电气设备同时运作的时候，既能够保证自身的功能实现，又不会对其他设备的功能和使用产生影响，设备的抗电磁干扰能力和电磁噪声的产生能力是电磁兼容性的两个重要方面。船舶电气设备电磁干扰的产生主要是因为船舶的空间相对狭小，而船舶所使用的电气设备种类又十分繁杂，类型多样、复杂的电气设备全部都布置、安置在狭窄、紧凑的空间内，在设备的启动、停止和运行过程中都会产生电磁干扰。电磁干扰会对电气设备的运行、船舶的性能等产生极为不利的影响。电磁干扰能够产生电信号模糊、畸变和差错，引起设施设备的信息错误和丢失。首先，电磁干扰会降低电气设备系统的性能指标。电磁干扰会造成船舶语音系统出现失真、畸变等问题，影响雷达显示和电视、传真等图像显示系统，让人无法对船舶的相关情况进行及时、正确的判断和掌握。其次，电磁干扰会导致电气设备出现误动作，产生误爆和误燃。雷达、遥感设备接收到较强的电磁干扰之后，会导致定线天线出现错误动作、错误指向等，如果船舶内存有易燃易爆物品，较强的电磁场会引起金属电弧火花的出现，导致易燃易爆物品的误燃和误爆。最后，电磁干扰还有可能会出现电磁辐射、电磁暴露和电磁泄密等问题，这样对于执行隐蔽任务的船舶会产生极为不利的影响。

2 船舶电气设备电磁干扰抑制对策和措施

2.1 屏蔽措施

屏蔽措施就是运用金属对两电气设备的区域之间进行隔离，通过控制电磁场对另一个区域的电磁感应和辐射来降低、减弱电磁干扰的产生。屏蔽体本身能够对外部的干扰源和内部的电磁波进行吸收、反射和抵消，因此能够在电磁干扰降低和减弱过程中发挥积极的作用，但是需要注意的是，良好的接地是屏蔽体作用和效能发挥的重要前提条件，没有良好的接地，屏蔽体无法起到屏蔽作用。在实际应用过程中，电磁屏蔽技术和措施主要有两种，一种是屏蔽电磁干扰源，一种是屏蔽被电磁干扰的电气设备。不论是哪一种手段，都能够在船舶电气设备电磁干扰性能降低方面发挥重要作用。船舶电气设备的信号输入环节具有距离长、电磁场耦合干扰大的特点，屏蔽技术的应用能够在降低电磁干扰方面发挥重要作用[1]。

2.2 接地措施

接地措施是通过低电阻或者是低阻抗的导体将两个电气设备的金属面同时与地进行连接，接地措施降低电磁干扰的主要原理是通过射频干扰电流对地通路去耦等来隔断电磁感染的传输的。良好的接地技术和措施不仅能够保证船舶电气设备和相关人员的安全，而且还能够在降低、消除电磁干扰方面发挥积极的作用。首先，良好的接地系统能够将船舶电气设备系统的公共阻抗产生的传导造成电压降到最小。其次，良好的接地系统能够在高频电流的空间内确保较低的共模电压，降低电气设备信号辐射噪声。另外，接地技术的应用还能够有效的降低电气设备回路差模干扰电压，还能够避免因电位差造成的电流回路，减少电磁传导干扰。在船舶电气设备电磁兼容性接地技术中，主要是应用多点信号接地系统，这主要是通过高于10MHz的阻抗对数据信号进行采集和处理，高频电路、高速数字脉冲电路等是其中主要的接地结构[2]，这同时也是船舶电磁兼容性设计的主要内容。

2.3 滤波措施

滤波措施主要用于电气设备在电磁传导过程中产生的电磁干扰。根据滤波器在电气设备中的安装位置和在其中发挥的作用，常用的滤波措施主要有信号滤波、电源去耦滤波、谐波滤波和EMI滤波等[1]。其中EMI滤波是船舶电气设备电磁干扰降低的最常用方式。通常情况下，EMI滤波器是通过电抗器的串联和电容器的并联组成的，对电气设备传导耦合过程中产生的噪声降低起到十分明显的作用。船舶电气设备电磁兼容性设计在选用EMI滤波器的时候，要对滤波器的电路结构进行科学的考虑和设计，尤其是要对滤波输入、滤波输出等进行考虑，并且还要对串联的电抗器和并联的电容器运行所需要的工作电压和额定电流等进行确定。在使用EMI滤波器的时候，要对滤波器的相关性能和特性进行充分的了解，并且按照相关的使用标准进行使用，不然不仅不会降低电磁干扰，而且还可能导致新干扰的出现。

3 结束语

随着电子科学技术的不断发展，船舶电气设备的应用也在不断的更新和推进。电磁兼容性设计是否科学不仅影响到电气设备本身的运行，而且会对船舶的效能发挥起到十分重要的影响。加强船舶电气设备电磁兼容性的研究，对船舶电气设备的使用和船舶的安全航行等都具有十分积极的意义，文章对屏蔽技术、滤波技术和接地技术进行了简单的分析，在实际设计和应用过程中，要根据船舶电气设备的安装和使用实际选择合适的技术，优化船舶电气设备的电磁兼容，为船舶的安全航行提供可靠的保障。

参考文献

[1]叶萍，许明华.提高船舶电气设备电磁兼容性的探讨[J].南通航运职业技术学院学报，2012（3）：30-34.

[2]余运江，何宇林，臧曙.船舶电气设备电磁兼容性探析[J].广东造船，2010（3）：24-26+23.

[3]刘骁 .船舶电气设备电磁兼容性探析[J].装备制造技术，2015（10）：187-188+193.

作者简介：王成（1982-），男，辽宁大连人，中远船务工程集团有限公司技术中心工程师，硕士研究生，研究方向：船舶电气设计。