浅谈机上电缆的电磁干扰与抑制

徐璐

摘要：电缆的电磁干扰严重影响飞机上电子电气设备正常工作，危害飞机的安全性和可靠性，文章介绍分析了电缆的电磁干扰来源和原因以及有效的抑制、防止干扰的措施和方法。

关键词：电缆；电磁干扰；抑制；防止干扰

1 引言

飞机上的许多电子电气设备都是通过电缆将许多不同功能的器件和元件连接起来，实现各种复杂的功能。如果电缆中存在干扰电流或电压，会干扰设备的正常工作，同时也会通过传导和辐射干扰附近的其他设备，进而危及到飞机的安全性。因此，能够有效防止电缆的电磁干扰显得尤其重要。

2电缆的电磁干扰来源和原因

2.1电缆的电磁干扰来源

电磁干扰是一种有害的电磁效应，主要传播途径有通过传输线路传播和空间辐射两种方式。传输线路传播的电磁干扰主要由差模干扰电流引起，空间辐射形式传播的电磁干扰主要由共模干扰电流引起。

2.2差模干扰电流和共模干扰电流

一般情况下，各种干扰信号对电子、电气设备的影响可用图1来表示。其中把相线（L）和中线（N）之间存在的干扰信号称作差模干扰；相线（L）与地（E）和中線（N）与地（E）间存在的干扰信号称为共模干扰，U1、U2为共模干扰电压，U3为差模干扰电压。产生的差模电流和共模电流如图2所示。

2.3差模电流和共模电流产生的原因

产生差模干扰电流的主要原因是电路或器件工作过程中产生的噪声电流直接传导到电缆中，再传导至其他电路或设备使之受到影响。

产生共模干扰电流的原因有三个方面：（1）导线之间存在杂散电容和互感，耦合外界电磁场在电缆中所有导线上产生感应电压；（2）电缆两端的设备所接的地电位不同导致共模干扰电压产生，形成共模干扰电流，使电缆如同一根单极天线，产生电磁场与微波；（3）设备上的电缆与大地之间的电位差产生共模干扰电流。

3电缆电磁干扰的抑制和防止

电缆的差模干扰可以通过滤波器来抑制，通常选择滤波器内置的电子电气设备，或采用 同轴电缆和光缆来避免干扰，也可采用带滤波器的连接器。电缆的共模干扰抑制和防止措施通常在三个层次上实施：（1）电缆的安装敷设；（2）要求有接地；（3）屏蔽。下面重点讨论抑制防止共模干扰的措施和方法。

3.1电缆的敷设安装

电缆在初始敷设安装中，要尽可能的降低耦合，使敏感线尽量远离干扰源并尽量利用现存结构进行隔离敷设安装。为使机上电缆间电磁耦合最小，捆扎电缆时应按类型进行分类，同时应把握以下原则：

（1）电缆平行布置时，电缆之间存在较大的互电感，故应避免平行走线，若不能满足，则需要导线良好屏蔽和接地。

（2）当信号线必须在有干扰的传输线附近通过时，应使它们大致相互垂直敷设。

（3）当不同类型的电缆必须敷设在一起时，应在敷设通道内尽可能短的距离内隔离开。

（4）不同类型的电缆不应穿过同一个连接器，尤其是隔离线、敏感线不应和电源线、干扰线使用同一连接器。

3. 2接地

良好的接地是电磁干扰防护的第一道防线，为干扰电流提供一条通路，也为从外部进入到系统的信号提供一个参考。正确的接地应考虑以下问题：

（1）接地电流回路应该满足设备的运行额定电流和电压降。

（2）由于系统电源线引起的电磁干扰问题，可在附近设置相应接地回路以及将电源线和其接地回路成对双绞来尽量减少干扰。

（3）设备无论内部是否接地均应有一个外部接地连接，信号电路在信号源处应单点接地。

3. 3屏蔽

屏蔽是通过使用金属性的编织层来覆盖电缆来消除电磁干扰的过程。为了使屏蔽层起到良好的屏蔽作用，屏蔽层的连接应注意以下问题：

（1）为了保持屏蔽的完整性，屏蔽编织层在其要连接的末端所剥离的尾段尽可能短。

（2）在屏蔽终端，所有屏蔽电缆的屏蔽层均应端接在有防电磁干扰或射频干扰的连接器上，以实现其外部搭接。所有连接器壳体均应无绝缘面层，并应与其配对的连接器和设备机壳一起提供可靠搭接与接地。连接器直接接电阻时应大于2500μΩ。

（3）高频线和易受高频干扰的敏感线屏蔽应注意满足360°屏蔽要求。特别注意要从电缆端头部量起的剥线尺寸后移至5.0英寸。

4结束语

飞机上电缆的电磁干扰主要包括差模干扰和共模干扰，抑制和防止差模干扰可使用同轴电缆、光缆或者带滤波器的连接器；抑制和防止共模干扰可通过空间隔离、接地和屏蔽等电磁兼容性控制措施；电缆的敷设安装及屏蔽材料选用等方面都需要考虑电磁防护问题，良好的敷线和接地既能够提高抗扰度，又能够减小干扰发射。

参考文献：

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[2]李心强.电力电缆敷设问题分析 [J]. 工业设计. 2011（09）

[3]郑已龙.电缆敷设技术在电力配电工程中的应用研究 [J]. 中国新技术新产品. 2017（24）