摘 要：本文主要论述了目前发生在消防系统中的电磁干扰的问题。通过对消防各个子系统工作原理的介绍，由理论结合实际情况，阐述了不同场合中电磁干扰对社会造成的不同危害。通过城市轨道交通气体灭火系统的设计和施工，分析了在复杂环境下主要存在的电磁干扰源。阐述了针对轨道交通气体灭火系统，应该采取哪些有效防御或抑制电磁干扰的方法和措施。
关键词：消防系统 电磁干扰 干扰源 防干扰
中图分类号： TU998 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）04（a）0000-00
前言：随着科技不断发展、自动化设施工艺水平不断提高，在人们对消防安全日益重视的今天，越来越多的场所安装了合理的消防系统。但是在笔者十余年从事消防工程的生涯中，曾数次遇到消防设备由于受到电磁干扰导致严重后果。这样了解电磁干扰现象产生的原因、如何有效的防御和抑制就是摆在从业人员面前的一个重要的课题。
1电磁干扰在消防系统中的危害
这里所指的消防系统是火灾自动报警系统、室内外消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、细水雾灭火系统等的总称。由于各类消防系统和消防设备各司其职工作于不同场合，一旦发生电磁干扰影响的危害程度也各不相同。
1.1在火灾自动报警系统中：火灾报警主机接收的是触发器件（感烟探测器、感温探测器和手动火灾报警按钮等）通过回路线传送的信号。一旦信号在传送途中由于电磁干扰导致误报，联动控制器将按设定的控制逻辑准确发出联动控制信号给电梯迫降、非消防电源切断、消防泵、喷淋泵、防火门、防火阀、防排烟阀和通风等等消防设备；同时以声、光和音响等方式向报警区域发出火灾警报信号，以警示人们迅速采取安全疏散。
声、光和音响等方式的误报警其结果往往造成人们许多不必要的恐慌，尤其在人员密集的公众聚集场所这种潜在危险更大。电梯迫降和非消防电源切断等有时可能造成大的损失和严重后果，本市就曾发生过由于电梯迫降产生的人员伤亡事故。
1.2在消防水系统中：在一些高层或超高层的建筑，其室内消火栓和自动喷水灭火系统的组成的供水管路，为了保证最不利点出水的压力其水管管网最大压力可能到达1.0MPa或者更高。特别在一些十几年以上的老旧大楼，由于电气设备的无序添加，致使电磁干扰现象日益严重。一旦水泵远程启动模块受到电磁干扰而发生误动作，这样就有可能长时间的启动消防泵或者喷淋泵。水泵打出过高的压力极有可能破坏原本的消防水管网，造成大面积的出水，甚至发生人员伤亡事故。这是确实存在的一种消防隐患。
1.3在气体灭火系统中：气体灭火系统主要由报警触发器件（感烟、感温探测器等）、警报装置（声光报警器、警铃等）、气体控制盘、气体存储容器和气体输送管网等几大部分组成。其工作原理为：由触发器收集火灾信息，通过回路线传送火警信息给控制器。由控制器分别对一点报警或两点报警进行控制输出。一般当两点报警后声光报警器、警铃启动，保护区域的非消防电源切断，防火阀关闭。延时器即刻启动，当30秒后，控制灭火气体喷放的电磁阀启动，组合分配系统管网的选择阀开启，灭火气体迅速通过管网进入保护区域扑灭火灾。由于当今越来越多的电子、通信以及大功率电器的使用，空中电磁干扰日益增多，在实际情况中无论是信号的传送、控制器的计算和控制，各个环节都是很容易受到干扰的。一旦有一环受到干扰，有可能会造成无预警的气体误喷而导致人员伤亡，因此，气体灭火系统的电磁干扰更应该成为防范重点。
1.4无预警误喷的实例：某变电所使用一款型号为RP-1002的气体灭火产品。在发生突然喷放后，检查人员对系统本身、报警触发器和主机操作记录等做了检查，但都未检查出任何异常。直到在火灾自动报警（FAS）记录到的喷放时间与电力设备监控系统（SCADA）上面记录到的变压器跳闸时间一致。在排除其他因素和无法确认其他潜在因素的情况下，调查组最终认定气体灭火系统是受变压器跳闸产生的电磁干扰而喷放的。
城市轨道交通、飞机场、变电所、通信发射基站等等场所均为电磁干扰复杂且干扰强度大的环境，运行在这些场所的气体灭火系统尤其容易受到电磁干扰。下面笔者将以轨道交通为例，分析具体的干扰源是哪些、如何去有效的防御和抑制干扰。
2通过气体灭火系统在轨道交通中的实例来分析
2.1轨道交通中的强电磁干扰环境：地铁是通过直流1500V供电驱动机车而运行的，其沿线的变电站是供电设备的集中场所。在此场所下运行的电气设备，尤其是气体灭火系统应具有较强的抗电磁干扰的能力。还要保证在此场合最大电磁场环境下，灭火设备均能不受其干扰而产生异常、故障和误动作。
在轨道交通供电系统及各种通信信号，无线通讯、各种自动化控制系统中，采用了大量的电器产品，其中包括有高压设备和线路（35KV交流，1500V 直流），低压（380V交流，220V交流，24V直流）等多种类型的电压等级。设备所处环境中，有大量的电磁干扰发生源，其干扰源从大到几千千伏安的变压器到小型无线通讯设备等。因此，火灾报警系统和气体灭火控制系统对由这些干扰源所产生的电磁干扰进行有效的防护，将是系统安全可靠运行的基本保证。
2.2轨道交通中存在的主要干扰源：
1）静电干扰：静电干扰是由于带不同电位的材料或物体相互“接触分离”过程中产生了电荷转移从而产生的一种自然的电磁干扰。静电干扰的危害性极大，对其防范的疏忽，将可能直接导致设备中电子电路的损坏。对气体灭火系统而言，静电干扰的发生主要在人员对设备进行操作、维护或一般接触时产生。
2）雷电干扰：雷电干扰是由于雷电冲击所产生的自然放电现象。雷电的最大特点是冲击电流大，其电流高达几万至几十万安培，持续时间短，整个过程一般不会超过60S。同时，雷电流的变化剃度很大，会产生较大的交变磁场，从而产生较大的电磁干扰。
3）电源浪涌干扰：主要是电力系统出现短路、投切大负荷是都会产生大量的辐射电磁场，从而产生较大的电磁干扰。上述雷电干扰也属于此类干扰。
4）辐射干扰：这类辐射的干扰源主要是由于电器设备在运行过程中产生的电磁波通过介质（包括自由空间）以电磁波的特性和规律传播。产生辐射电磁波的设备如果是结构开放式，几何尺寸和电磁波的波长在同一量级上时，就会构成辐射干扰。在轨道交通运行环境中，大量使用无线通讯设备，而这些设备的天线就是最大的辐射干扰源，同时，轨道交通中所大量采用的大型变压器、整流器、高低压控制柜、通讯设备等均是主要的辐射干扰源。
5）传导干扰：主要是通过导体传播的干扰。传导干扰源产生的电压电流沿地线网络、电源、信号线等途径传输，在其他电路或设备中产生相应的电流或电压。传导干扰的强度与传导通路密切相关。在本系统中，邻近的电源线、接地线、设备之间的通讯线、控制信号线等都可能成为其传导干扰的产生因素。
2.3轨道交通采取防干扰和抑制自身产生干扰的措施：
1）在设备设计和制造过程中对抗电磁干扰的措施：将设备元器件采用大规模集成电路和成套生产技术，尽最大可能排除电磁干扰。同时，为获得较小的表面积尺寸及较大的抗射频噪声性能，所有设备的电子线路采用表面焊接技术，采用屏蔽安装技术。相当于为设备加装了一层屏蔽外壳，更加提高了设备的抗干扰性。保证设备及系统均不产生任何影响地铁环境中其它设备、系统或生态的电磁干扰。达到标准所要求的电磁兼容性能。
2）防雷击干扰的方式和措施：本系统的火灾报警及气体灭火控制系统均布置于各建筑物室内或地下，而建筑物均设有避雷装置（避雷针或防浪涌设备），此设备的设置，将有效地保证建筑物内设备对雷击或雷击干扰的防止。对于本工程中控制器、模块箱、手动控制箱等设备外壳，均应先通过接地线与建筑物内提供的户内接地网相连接后，再通过连接地线与变电所户外主接地网可靠连接，以保证在遭受雷击时变电所户外主接地网的电位升高后，户内接地网的电位跟着升高，使二者的电位差等于零。
3）电磁屏蔽方式：设备无论是控制盘还是手报箱、端子箱均采用金属（钢）外壳封装形式，该金属外壳实际上起电磁屏蔽层的作用，电磁屏蔽层可以达到消除噪声电流的目的。
钢材料的相对导电率为17，相对磁导率为200。根据有关资料得到厚度为1mm 的钢板接地面积阻抗对10HZ-10GHZ不同频率的阻抗的最小值为106。以而系统内的电流一般不会超过100mA， 据此可以算出一般对地电位差在0.1mV左右，因此无论是外界对本设备的干扰和本设备对外界的干扰，均满足有关标准。需指出的是，本系统的所有外壳均采用超过1.5mm的钢板，无疑将更大地提高系统的抗干扰和防干扰泄漏的效能。
4）穿管保护：在本工程的系统施工布线时，采用穿金属管的方式进行，该金属管即起到保护导线的作用，也主要起到屏蔽电磁干扰的作用。金属管的屏蔽效能和上述金属外壳的估算方式一样，通过对面积和干扰能量的计算同样可以得出，金属管的壁厚大于1mm时，就能达到电磁屏蔽的效能。
5）电磁隔离：对于与外部设备相连接的设备，采用加装隔离器的电磁隔离措施，防止外来电磁干扰波进入本系统。
3结束语
电磁干扰问题是在电子产品高度发展的今天是一个十分广泛的课题，其中每一个问题都能够单独进行深入研究，比如防雷、接地、布线等等，每一个范畴都是值得深入研究和探讨的问题，本文只是笔者根据实际工程中的设计、施工及多年工作的经验进行一次初步的探讨，希望对读者有所助益。
参考文献：
[1] 黄耀峰. 《电子电气设备的接地》 [J].2002.
[2] 《电路抗干扰技术手册》 [M].北京科学技术出版社，1987.
[3] 《布线中的屏蔽与非屏蔽》 [N].中国电磁兼容网，2001.
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