强电磁场环境中电磁防护的几点建议

曹胜利

信息系统设备工作在强电磁场环境中会受到很严重的损坏，对信息和通讯设备在强电磁脉冲环境中受到危害程度进行了探究。实验证明，计算机在强电脉冲环境中会受到很大的影响，计算机的功能会受到抑制。选用适当的电磁防护措施可以有效的减少强电磁场对信息通讯设备的影响。本文介绍了强电磁场环境和有这种类型环境出现的原因，列举出了强电磁场环境对计算机的危害，并且对强电磁脉冲环境下的防护措施提出了几点建议。

【关键词】强电磁场 脉冲环境 电磁防护 电磁损伤

近年来，我国的高新技术产业迅速发展，电磁的科学技术也日新月异，磁场与电力系统有着很密切的联系，电磁场可以根据自己的强度分为强电磁场和弱电磁场，本文主要介绍的是强电磁场。计算机网络技术推动了信息时代的发展，但是在信息网络里面有越来越突出的安全问题，电磁脉冲如果作为一种武器来冲击计算机网络，会对计算机有很严重的破坏性。电磁环境的复杂程度使得强电磁脉冲对通讯和信息设备造成了损坏。它的硬杀伤和软破坏力对计算机系统构成了巨大的威胁。因此，在强电磁场环境中设置电磁防护是很有必要的。

1 强电磁场脉冲的基本类型

雷电是自然界天气的常见现象，同时也是能量最强的一种十分短暂的电磁辐射。高空对流层和大气层是雷电产生的区域所在。一直到地表下面，都会受到雷电的电磁辐射，由此可见雷电影响的范围之广。雷电对计算机里面的通讯和信息系统的破环方式分为两种，一种是直接雷电击中破环，另外一种是雷电产生的电磁脉冲破坏。直接雷击是指雷电直接击中设备，使设备直接被烧焦。随着科技的发展，防止直接雷击破坏的防护技术已经发展完善。而雷电电磁脉冲的理论基础是法拉第电磁感应，在雷电过程中，会出现大量的电磁辐射。电磁脉冲武器的基本原理也是强电磁脉冲原理。它是一种高新的武器，能够利用电磁脉冲效应来毁坏雷达、通讯设备和一些电子设备。比如它可以使计算机、电话、电视机、探测仪都无法正常工作，还可以造成电子设备的物理性损坏。核电磁脉冲武器和非核电磁武器是两种基本的电子武器分类。

2 强电磁场对计算机的危害

前门耦合和后门耦合是强电磁脉冲的两种基本攻击方式。在前门耦合的情况下，强电磁脉冲环境所产生的能量经过天线或者传输线缆直接耦合，耦合完毕后直接通过孔缝非线性耦合方式进入到通讯、信息等电子设备中，干扰电子信号，破环电子系统，导致电子设备内部被破坏，被破坏的电子设备也因此不能正常工作。对于计算机设备来说，电磁脉冲不仅仅能够从电源线和信号线进入，还可以经过计算机的各个大小的端口渗透到内部，在计算机内部的系统进行一系列的破坏。在电子设备工作时，电力系统如果出现了短路或者断路故障，都会有电流浪涌的现象。电流浪涌通过各种线缆进入到通信和信息設备中，虽然电流浪涌的现象不会持续很长的时间，可能只有几十微秒左右，但是在着不到一秒的时间，还是会造成计算机内部电源部分和电路部分的损坏。计算机网络上的很大部分服务器和生活应用中不可缺少的路由器以及各种信息处理终端都可以被电磁脉冲能量耦合进来，造成电源、路由器、交换器等计算机前端的设备损坏。如果数据通信系统被强电磁脉冲干扰，那么系统中的数据处理、数据分析、数据储存都会受到负面的影响。整个计算机的自动化系统可能就此瘫痪。

3 强电磁场环境中的电磁防护

计算机技术已经成为各行各业不可缺少的组成部分，在计算机网络设计初始阶段就应该把电磁防护考虑进去，使计算机网络具有抗电磁脉冲的防护措施。将计算机的端口接地可以有效的减少信息、通讯设备因为电磁脉冲的损伤。也可以从电磁脉冲的传播途径入手解决问题，用屏蔽技术来抑制强电磁磁场发出的电磁脉冲，对于一些造价很高，很重要的大型计算机网络设备来说，可以建立起专门的屏蔽场地，将计算机通讯设备放置在屏蔽场地中，电源接口、网络线缆和各个端口都是要屏蔽起来的主要对象。对于断路导致的损坏问题，可以加入保险丝、继电器等原件来防止因为断路而被电磁脉冲而所损坏设备。对于计算机的一些核心电子设备，使用抗电磁干扰能力强的电子原件可以有效的抵抗电磁脉冲波的干扰。这样即使电磁脉冲过强，滤波器没有及时的拦住，电子设备的器件也可以用自身的耐压性与之对抗，形成了双重防护。线路放置的合理性也可以减少电磁脉冲的干扰，计算机设备的线路配置要摆放合理，根据线缆的不同用途和不一样的电平，合理的搭配放置，高电平和低电平要分开，弱电线和强电线不能在一起平行放置，电路和设备器件的连接线缆不宜过长，还要对重要的线缆端口设有屏蔽保护。

4 总结

电气设备和信息设备在强电磁场环境下极易受到电磁干扰，为了避免电磁脉冲的能量对信息设备和通讯设备造成危害，需要合理的采取上述建议的措施对计算机设备进行保护。在现代信息社会中，加大电磁防护可以有效的抵御电磁武器对我国计算机信息的威胁，提高我国的软军事力量。

参考文献

[1]张传元.电磁兼容与电磁防护相关研究进展[J].科研，2016.

[2]谈儒猛.通信系统的大功率电磁防护[J].安全与电磁兼容，2016.

[3]曲兆明，王庆国，王小亮.编织增强型电磁防护材料的等效模型与屏蔽性能[J].高电压技术，2016.

[4]陈卫涛，韩晋阳，贺应平.铁磁涂层碳纤维复合材料电磁防护性能仿真计算[J].中国新技术新产品，2016.

作者单位

中国电科33所 山西省太原市 030032