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怎样做好电磁屏蔽

怎样做好电磁屏蔽
怎样做好电磁屏蔽

几点经验:

1、交流输入与直流输出要有较明确的布局区分,最佳办法是能够互相隔离。

2、输入端与输出端(包括DC/DC变换初级与次级)布线距离最少要在5毫米以上。

3、控制电路与主功率电路要有较明确的布局区分。

4、尽量避免大电流高电压布线与测量线、控制线的并行布线。

5、在空白的板面尽量敷铜。

6、在大电流高电压的布线连接中,尽量避免用导线在空间中长距离连接,它导致的干扰是很难处理的。

7、如果成本允许的情况下,可采用多层板布线,有专门的辅助电源层与地层,将大大降低EMC的影响。

8、工作地是最容易受干扰的,因此尽量采取大面积敷铜的布线办法。

9、屏蔽地的布线不能构成明显的环路,这样的话会形成天线效应,容易引入干扰。

10、大功率的器件最好能比较规整地布局,便于散热器的安装及散热风道的设计。

几点经验:

1.合理选择"Y"电容的接地点.

2.感性器件在PCB的合理分布,能使干扰电磁场相互削弱,避免干扰信号叠加形成更强的干扰.

一、地线设计

1.正确选择单点接地与多点接地相结合.

2.将数字电路与模拟电路分开

3.尽量加粗接地线

4.将接地线构成闭环路

二、电磁兼容性设计

1.选择合理的导线宽度

2.采用正确的布线策略

采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。

为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰.

三、去耦电容配置

在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法.

怎样做好电磁屏蔽[转帖]

电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正

常工作,因此不需要对电路做任何修改。

1 选择屏蔽材料

屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量。屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强E1与有屏蔽时该位置的场强E2的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。用于电磁兼容目的的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一至百万分之一,因此通常用分贝来表述屏蔽效能,这时屏蔽效能的定义公式为:

SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB)

用这个定义式只能测试屏蔽材料的屏蔽效能,而无法确定应该使用什么材料做屏蔽体。要确定使用什么材料制造屏蔽体,需要知道材料的屏蔽效能与材料的什么特性参数有关。工程中实用的表征材料屏蔽效能的公式为:

SE = A + R (dB)

式中的A称为屏蔽材料的吸收损耗,是电磁波在屏蔽材料中传播时发生的,计算公式为:

A=3.34t(fμrσr)(dB)

t = 材料的厚度,μr = 材料的磁导率,σr = 材料的电导率,对于特定的材料,这些都是已知的。f = 被屏蔽电磁波的频率。

式中的R称为屏蔽材料的反射损耗,是当电磁波入射到不同媒质的分界面时发生的,计算公式为:

R=20lg(ZW/ZS)(dB)

式中,Zw=电磁波的波阻抗,Zs=屏蔽材料的特性阻抗。

电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值:Zw = E / H。在距离辐射源较近(<λ/2π,称为近场区)时,波阻抗的值取决于辐射源的性质、观测点到源的距离、介质特性等。若辐射源为大电流、低电压(辐射源电路的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377,称为低阻抗波,或磁场波。若辐射源为高电压,小电流(辐射源电路的阻抗较高),则波阻抗大于377,称为高阻抗波或电场波。关于近场区内波阻抗的具体计算公式本文不予论述,以免冲淡主题,感兴趣的读者可以参考有关电磁场方面的参考书。当距离辐射源较远(>λ/2π,称为远场区)时,波波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377Ω。

屏蔽材料的阻抗计算方法为:

|ZS|=3.68×10-7(fμr/σr) (Ω)

f=入射电磁波的频率(Hz),μr=相对磁导率,σr=相对电导率

从上面几个公式,就可以计算出各种屏蔽材料的屏蔽效能了,为了方便设计,下面给出一些定性的结论。

●在近场区设计屏蔽时,要分别考虑电场波和磁场波的情况;

●屏蔽电场波时,使用导电性好的材料,屏蔽磁场波时,使用导磁性好的材料;

●同一种屏蔽材料,对于不同的电磁波,屏蔽效能使不同的,对电场波的屏蔽效能最高,对磁场波的屏蔽效能最低,也就是说,电场波最容易屏蔽,磁场波最难屏蔽;

●一般情况下,材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高;

●屏蔽电场波时,屏蔽体尽量靠近辐射源,屏蔽磁场源时,屏蔽体尽量远离磁场源;

有一种情况需要特别注意,这就是1kHz以下的磁场波。这种磁场波一般由大电流辐射源产生,例如,传输大电流的电力线,大功率的变压器等。对于这种频率很低的磁场,只能采用高导磁率的材料进行屏蔽,常用的材料是含镍80%左右的坡莫合金。

2 孔洞和缝隙的电磁泄漏与对策

一般除了低频磁场外,大部分金属材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。但在实际中,常见的情况是金属做成的屏蔽体,并没有这么高的屏蔽效能,甚至几乎没有屏蔽效能。这是因为许多设计人员没有了解电磁屏蔽的关键。

首先,需要了解的是电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。这与静电场的屏蔽不同,在静电中,只要将屏蔽体接地,就能够有效地屏蔽静电场。而电磁屏蔽却与屏蔽体接地与否无关,这是必须明确的。

电磁屏蔽的关键点有两个,一个是保证屏蔽体的导电连续性,即整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体。另一点是不能有穿过机箱的导体。对于一个实际的机箱,这两点实现起来都非常困难。

首先,一个实用的机箱上会有很多孔洞和孔缝:通风口、显示口、安装各种调节杆的开口、不同部分结合的缝隙等。屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝,同时不会影响机箱的其他性能(美观、可维性、可靠性)。

其次,机箱上总是会有电缆穿出(入),至少会有一条电源电缆。这些电缆会极大地危害屏蔽体,使屏蔽体的屏蔽效能降低数十分贝。妥善处理这些电缆是屏蔽设计中的重要内容之一(穿过屏蔽体的导体的危害有时比孔缝的危害更大)。

当电磁波入射到一个孔洞时,其作用相当于一个偶极天线(图1),当孔洞的长度达到λ/2时,其辐射效率最高(与孔洞的宽度无关),也就是说,它可以将激励孔洞的全部能量辐射出去。

对于一个厚度为0材料上的孔洞,在远场区中,最坏情况下(造成最大泄漏的极化方向)的屏蔽效能(实际情况下屏蔽效能可能会更大一些)计算公式为:SE=100 - 20lgL - 20lg f + 20lg [1 + 2.3lg(L/H)] (dB)

若L ≥λ/2,SE = 0 (dB)

式中各量:L = 缝隙的长度(mm),H = 缝隙的宽度(mm),f = 入射电磁波的频率(MHz)。

在近场区,孔洞的泄漏还与辐射源的特性有关。当辐射源是电场源时,孔洞的泄漏比远场时小(屏蔽效能高),而当辐射源是磁场源时,孔洞的泄漏比远场时要大(屏蔽效能低)。近场区,孔洞的电磁屏蔽计算公式为:

若ZC >(7.9/D·f):

SE = 48 + 20lg ZC - 20lgL·f+ 20lg [1 + 2.3lg (L/H) ]

若Zc<(7.9/D·f):

SE = 20lg [ (D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ]

式中:Zc=辐射源电路的阻抗(Ω),

D = 孔洞到辐射源的距离(m),

L、H = 孔洞长、宽(mm),

f = 电磁波的频率(MHz)

说明:

●在第二个公式中,屏蔽效能与电磁波的频率没有关系。

●大多数情况下,电路满足第一个公式的条件,这时的屏蔽效能大于第二中条件下的屏蔽效能。

●第二个条件中,假设辐射源是纯磁场源,因此可以认为是一种在最坏条件下,对屏蔽效能的保守计算。

●对于磁场源,屏蔽效能与孔洞到辐射源的距离有关,距离越近,则泄漏越大。这点在设计时一定要注意,磁场辐射源一定要尽量远离孔洞。

多个孔洞的情况

当N个尺寸相同的孔洞排列在一起,并且相距很近(距离小于λ/2)时,造成的屏蔽效能下降为20lgN1/2。在不同面上的孔洞不会增加泄漏,因为其辐射方向不同,这个特点可以在设计中用来避免某一个面的辐射过强。

除了使孔洞的尺寸远小于电磁波的波长,用辐射源尽量远离孔洞等方法减小孔洞泄漏以外,增加孔洞的深度也可以减小孔洞的泄漏,这就是截止波导的原理。

一般情况下,屏蔽机箱上不同部分的结合处不可能完全接触,只能在某些点接触上,这构成了一个孔洞阵列。缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因之一。减小缝隙泄漏的方法有:

●增加导电接触点、减小缝隙的宽度,例如使用机械加工的手段(如用铣床加工接触表面)来增加接触面的平整度,增加紧固件(螺钉、铆钉)的密度;

●加大两块金属板之间的重叠面积;

●使用电磁密封衬垫,电磁密封衬垫是一种弹性的导电材料。如果在缝隙处安装上连续的电磁密封衬垫,那么,对于电磁波而言,就如同在液体容器的盖子上使用了橡胶密封衬垫后不会发生液体泄漏一样,不会发生电磁波的泄漏。

3 穿过屏蔽体的导体的处理

造成屏蔽体失效的另一个主要原因是穿过屏蔽体的导体。在实际中,很多结构上很严密的屏蔽机箱(机柜)就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败,这是缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一。

判断这种问题的方法是将设备上在试验中没有必要连接的电缆拔下,如果电磁兼容问题消失,说明电缆是导致问题的因素。解决这个问题有两个方法:

●对于传输频率较低的信号的电缆,在电缆的端口处使用低通滤波器,滤除电缆上不必要的高频频率成分,减小电缆产生的电磁辐射(因为高频电流最容易辐射)。这同样也能防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内的电路。

●对于传输频率较高的信号的电缆,低通滤波器可能会导致信号失真,这时只能采用屏蔽的方法。但要注意屏蔽电缆的屏蔽层要360°搭接,这往往是很难的。

在电缆端口安装低通滤波器有两个方法

●安装在线路板上,这种方法的优点是经济,缺点是高频滤波效果欠佳。显然,这

个缺点对于这种用途的滤波器是十分致命的,因为,我们使用滤波器的目的就是滤除容易导致辐射的高频信号,或者空间的高频电磁波在电缆上感应的电流。

●安装在面板上,这种滤波器直接安装在屏蔽机箱的金属面板上,如馈通滤波器、滤波阵列板、滤波连接器等。由于直接安装在金属面板上,滤波器的输入、输出之间完全隔离,接地良好,导线上的干扰在机箱端口上被滤除,因此滤波效果十分理想。缺点是安装需要一定的结构配合,这必须在设计初期进行考虑。

由于现代电子设备的工作频率越来越高,对付的电磁干扰频率也越来越高,因此在面板上安装干扰滤波器成为一种趋势。一种使用十分方便、性能十分优越的器件就是滤波连接器。滤波连接器的外形与普通连接器的外形完全相同,可以直接替换。它的每根插针或孔上有一个低通滤波器。低通滤波器可以是简单的单电容电路,也可以是较复杂的电路。

解决电缆上干扰的一个十分简单的方法是在电缆上套一个铁氧体磁环,这个方法虽然往往有效,但是有一些条件。许多人对铁氧体寄予了过高期望,只要一遇到电缆辐射的问题,就在电缆上套铁氧体,往往会失望。铁氧体磁环的效果预测公式为:共模辐射改善 =20lg(加磁环后的共模环路阻抗/加磁环前的共模环路阻抗)

例如,如果没加铁氧体时的共模环路阻抗为100Ω,加了铁氧体以后为1000Ω,则共模辐射改善为20dB。

说明:有时套上铁氧体后,电磁辐射并没有明显的改善,这并不一定是铁氧体没有起作用,而可能是除了这根电缆以外,还有其他辐射源。

在电缆上使用铁氧体磁环时,要注意下列一些问题:

●磁环的内径尽量小

●磁环的壁尽量厚

●磁环尽量长

●磁环尽量安装在电缆的端头处

来自:今日电子

智能楼宇的电气保护与接地 [转帖]

【摘要】本文通过对几种供电接地系统的概括介绍,筛选出适合作为智能楼宇的供电接地系统,并对其所应采取的各类接地措施作了较为详尽的说明与分析,对智能楼宇应采取的电气保护与接地方法提出了适当的建议。

【关键词】负荷平衡电位基准点 TN-S 单点接地防静电接地统一接地体

在建筑物供配电设计中,接地系统设计占有重要的地位,因为它关系到供电系统的可靠性,安全性。不管哪类建筑物,在供电设计中总包含有接地系统设计。而且,随着建筑物的要求不同,各类设备的功能不同,接地系统也相应不同。尤其进入90年代后,大量的智能化楼宇的出现对接地系统设计提出了许多新的内容。在常用的几种接地方式中,哪一种能够适合智能化楼宇呢?我们不妨分析一下下面几种接地系统。

1.TN-C系统

TN-C系统被称之为三相四线系统,该系统中性线N与保护接地PE合二为一,通称

PEN线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高,线路经济简单,但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。智能化大楼内,单相负荷所占比重较大,难以实现三相负荷平衡,PE N线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管(可控硅)等设备引起的高次谐波电流,在非故障情况下,会在中性线N上叠加,使中性线N电压波动,且电流时大时小极不稳定,造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳(与PEN线连接)带电,对人身造成不安全,而且也无法取到一个合适的电位基准点,精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。

2.TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个接地系统组成,第一部分是TN-C系统,第二部分是TN-S系统,分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所,进户之前采用TN-C系统,进户处做重复接地,进户后变成TN-S系统。TN-C 系统前面已做分析。TN-S系统的特点是:中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后,不能再有任何电气连接。该系统中,中性线N常会带电,保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时,始终不会带电.因此TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性.同时只要我们采取接地引线,各自都从接地体一点引出,及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施,那么TN-C-S 系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。

3.TN-S系统

TN-S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN-S系统的特点是,中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的,而PE线不带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要象TN-C-S接地系统,采取同样的技术措施,TN -S系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时,一般都采用这种接地系统。

4.TT系统

通常称TT系统为三相四线接地系统。该系统常用于建筑物供电来自公共电网的地方。TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无一点电气连接,即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时,不管三相负荷平衡不平衡,在中性线N带电情况下,PE线不会带电。只有单相接地故障时,由于保护接地灵敏度低,故障不能及时切断,设备外壳才可能带电。正常运行时的TT系统类似于TN-S系统,也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现,该系统也会越来越作为智能型建筑物的接地系统。从目前的情况来看,由于公共电网的电源质量不高,难以满足智能化设备的要求,所以TT系统很少被智能化大楼采用。

5.IT系统

IT系统是三相三线式接地系统,该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地,无中性线N,只有线电压(380V),无相压压(220V),保护接地线PE各自独立接地。该系统的优点是当一相接地时,不会使外壳带有较大的故障电流,系统可以照常运行。缺点是不能配出中性线N。因此它是不适用于拥有大量单相设备的智能化大楼的。

在智能化楼宇内,要求保护接地的设备非常多,有强电设备,弱电设备,以及一些正常情况下不带电的导电设备与构件,均必须采用有效的保护接地。如果采用TN-C系统,将TN-C系统中的N线同时用做接地线;或者在TN-S系统中将N线与PE线接在一起,再连接到底板上去;再或不设置电子设备的直流接地引线,而将直流接地直接接到PE线上;有的干脆把N线、PE线、直流接地线混接在一起。以上这些做法都是不符合接地要求的,且是错误的。前面已经分析过,在智能化大楼内,单相用电设备较多,单相负荷比重较大,三相负荷通常是不平衡的,因此在中性线N中带有随机电流。另外,由于大量采用荧光灯照明,其所产生的三次谐波叠加在N线上,加大了N线上的电流量,如果将N线接到设备外壳上,会造成电击或火灾事故;如果在TN-S系统中将N线与PE 线连在一起再接到设备外壳上,那么危险更大,凡是接到PE线上的设备,外壳均带电;会扩大电击事故的范围;如果将N线、PE线、直流接地线均接在一起除会发生上述的危险外,电子设备将会受到干扰而无法工作。因此智能建筑应设置电子设备的直流接地,交流工作接地,安全保护接地,及普通建筑也应具备的防雷保护接地。此外,由于智能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换机房,计算机房,消防及火灾报警监控室,以及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备,所以在智能化楼宇的设计和施工中,还应考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。

下面,我们接着分析一下智能化楼宇应采取的各种接地措施。

1.防雷接地:为把雷电流迅速导入大地,以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。

智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统,如通信自动化系统,火灾报警及消防联动控制系统,楼宇自动化系统,保安监控系统,办公自动化系统,闭路电视系统等,以及他们相应的布线系统。从已建成的大楼看,大楼的各层顶板,底板,侧墙,吊顶内几乎被各种布线布满。这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低,防干扰要求高,最怕受到雷击的部分。不管是直击,串击,反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此对智能化楼宇的防雷接地设计必须严密,可靠。智能化楼宇的所有功能接地,必须以防雷接地系统为基础,并建立严密,完整的防雷结构。

智能建筑多属于一级负荷,应按一级防雷建筑物的保护措施设计,接闪器采用针带组合接闪器,避雷带采用25×4(mm)镀锌扁钢在屋顶组成≤10×10(m)的网格,该网格与屋面金属构件作电气连接,与大楼柱头钢筋作电气连接,引下线利用柱头中钢筋,圈梁钢筋,楼层钢筋与防雷系统连接,外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接,柱头钢筋与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备,而且还能防止外来的电磁干扰。

各类防雷接地装置的工频接地电阻,一般应根据落雷时的反击条件来确定。防雷装置如与电气设备的工作接地合用一个总的接地网时,接地电阻应符合其最小值要求。2.交流工作接地:将电力系统中的某一点,直接或经特殊设备(如阻抗,电阻等)与大地作金属连接,称为工作接地。

工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端子不能外露;不能与其它接地系统,如直流接地,屏蔽接地,防静电接地等混接;

也不能与PE线连接。

在高压系统里,采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移,保持三相电压基本平衡,这对于低压系统很有意义,可以方便使用单相电源。

3.安全保护接地:安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件,用PE线连接起来,但严禁将PE线与N线连接。

在智能化楼宇内,要求安全保护接地的设备非常多,有强电设备,弱电设备,以及一些非带电导电设备与构件,均必须采取安全保护接地措施。当没有做安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时,其外壳有可能带电。如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。如图6所示。在中性点直接接地的电力系统中,接地短路电流经人身,大地流回中性点;在中性点非直接接地的电力系统中,接地电流经人体流入大地,并经线路对地电容构成通路,这两种情况都能造成人身触电。

如果装有接地装置的电气设备的绝缘损坏使外壳带电时,接地短路电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过,Id=Id'+IR,我们知道:在一个并联电路中,通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比,即,

式中:Id—接地回路中的电流总值

Id'—沿接地体流过的电流

IR—流经人体的电流

rR—人体的电阻

rd—接地装置的接地电阻

由上式可以看出,接地电阻越小,流经人体的电流越小,通常人体电阻要比接地电阻大数百倍经过人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。当接地电阻极小时,流过人体的电流几乎等于零。即Id≈Id'。实际上,由于接地电阻很小,接地短路电流流过时所产生的压降很小,所以设备外壳对大地的电压是不高的。人站在大地上去碰触设备的外壳时,人体所承受的电压很低,不会有危险。

加装保护接地装置并且降低它的接地电阻,不仅是保障智能建筑电气系统安全,有效运行的有效措施,也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。

4.直流接地:在一幢智能化楼宇内,包含有大量的计算机,通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。在这些电子设备在进行输入信息,传输信息,转换能量,放大信号,逻辑动作,输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行,且设备之间常要通过互联网络进行工作。因此为了使其准确性高,稳定性好,除了需有一个稳定的供电电源外,还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线,一端直接与基准电位连接,另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接,严禁与N 线连接。

5.屏蔽接地与防静电接地:在智能化楼宇内,电磁兼容设计是非常重要的,为了避免所用设备的机能障碍,避免甚至会出现的设备损坏,构成布线系统的设备应当能够防止内部自身传导和外来干扰。这些干扰的产生或者是因为导线之间的耦合现象,或者是因为

电容效应或电感效应。其主要来源是超高电压,大功率幅射电磁场,自然雷击和静电放电。这些现象会对设计用来发送或接收很高传输频率的设备产生很大的干扰。因此对这些设备及其布线必须采取保护措施,免受来自各种方面的干扰。屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接;导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接;室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。在洁净、干燥的房间内,人的走步、移动设备,各自磨擦均会产生大量静电。例如在相对湿度10~20%的环境中人的走步可以积聚3.5万伏的静电电压、如果没有良好的接地,不仅仅会产生对电子设备的干扰,甚至会将设备芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体(非绝缘体)通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁静干燥环境中,所有设备外壳及室内(包括地坪)设施必须均与PE线多点可靠连接。

智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好,独立的防雷保护接地电阻应≤10Ω;独立的安全保护接地电阻应≤4Ω;独立的交流工作接地电阻应≤4Ω;独立的直流工作接地电阻应≤4Ω;防静电接地电阻一般要求≤100Ω。

智能化楼宇的供电接地系统宜采用TN-S系统,按规范宜采用一个总的共同接地装置,即统一接地体。统一接地体为接地电位基准点,由此分别引出各种功能接地引线,利用总等电位和辅助等电位的方式组成一个完整的统一接地系统。通常情况下,统一接地系统可利用大楼的桩基钢筋,并用40×4(mm)镀锌扁钢将其连成一体,作为自然接地体。根据规范,该系统与防雷接地系统共用,其接地电阻应≤1Ω。若达不到要求,必须增加人工接地体或采用化学降阻法,使接地电阻≤1Ω。在变配电所内设置总等电位铜排,该铜排一端通过构造柱或底板上的钢筋与统一接地体连接,另一端通过不同的连接端子分别与交流工作接地系统中的中性线连接,与需要做安全保护接地的各设备连接,与防雷系统连接,与需做直流接地的电子设备的绝缘铜芯接地线连接。在智能大厦中,因为系统采用计算机参与管理或使用计算机作为工作工具,所以其接地系统宜采用单点接地并宜采取等电位措施。单点接地是指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。可从机柜引出三个相互绝缘的接地端子,再由引线引到总等电位铜排上共同接地。不允许把三种接地联结在一起,再用引线接到总等电位铜排上。实际上这是混合接地,这种接法既不安全又会产生干扰,现在的规范是不允许的。

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工厂防雷方案书

一、方案总则

伴随大规模电子设备仪器的使用,雷击过电压造成的灾害越来越严重,作为全面的防雷策略,应从防地电位反击,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应影响等多方面作整体考虑,根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程度,作分类保护,从电源进线到数据通信线路多级分层保护。

1.1 雷电现象分析

雷是一种大气中的放电现象,当一部分带电云层与另一部分带异种电荷的云层之间,或

者是一部分带电的云层对大地之间,进行迅猛的放电,产生强烈的闪光,并伴随巨大的声音时,雷电就发生了。云层之间的放电主要对飞行器产生危害,而云层对地面的放电,则对建筑物、人、蓄等产生巨大的危害,这就是雷击。

雷击有三种主要形式:第一种是带电的云层对大地上某一点,发生迅猛的放电,这叫做“直击雷”。第二种是带电云层发生雷击以后,由于静电感应作用,使地面某一范围内带上异种电荷,形成电位差,这种感应的高电压沿着电缆线迅速传向室内的用电设备,使其受到干扰或被击坏,叫做“感应雷”或称“二次雷”。第三种雷叫“球形雷”,所谓“球形雷”,是指在雷雨天,一些带颜色的火球在空中、地面水平方向移动或流动,其直径由十余厘米至几十厘米,甚至超过一米,它能通过烟囟、开着的窗户、门和其它的缝隙进入室内,或无声的消失,或发出丝丝的声音,或发生剧烈的爆炸。

在雷电发生时,受雷击的目标有巨大的电流流过,称为“雷电流”。“雷电流”峰值大都为几十千安,少数为上百千安以至几百千安,雷电流峰值与土壤电阻率的大小成反比,一次雷电通常包括3-4次放电,重复放电都是沿着第一次放电通路发生的,雷电之所以重复发生,是由于雷云非常之大,其各部分密度各不相同,导电性能也不一样,它所包含的电荷也不能一次放完,第一次放电是由雷云最低层发生的,随后放电是从较高云层或相邻区发生的,一次放电全部时间可达十分之几秒。雷电对工厂危害主要表现在以下几方面:

※电源系统

电源电缆线一般由室外架空或直埋方式进入建筑物内,容易遭受直击雷和感应雷的袭击。当雷击发生后,输电线路、电信线路上的感应电荷由于局部感应高电压,其值在高压架空线路上可达300-400KV,在低压架空线路上,可达100KV,在电信线路可达40-60 KV。这种感应高电压沿着电缆线迅速传向室内的用电设备,致使设备等受到干扰或被击坏。

※信号系统

DDN通信专线、网络通信设备、路由器和程控交换机都是雷击的主要目标。遭受雷击后,雷击过电压直接损害网络设备、调制调解器、电话交换机及其它数据处理设备,造成数据丢失或中断。

针对东莞东胜皮具有限公司(天面避雷针、接地、电源、信号线等)进行防雷现场勘测。本方案建议电源系统采取分级避雷保护。电脑网络,数据传输线,信号线,分别配备不同种类的防护装置。

另外:设备外壳,金属门窗,管道等应进行等电位处理,目的在于减少需要防雷的空间内各金属部件与各系统之间的电位差。

二、设计依据

根据下列国家标准及有关现行国颁、部颁防雷设计规范、规程实施勘测、设计。

2.1、设计总则

A.依据国际电工委员会IEC标准、法国NFC标准、德国VDE标准和中国GB标准与部委颁发的设计规范的要求,该建筑物和大楼内之计算机房等设备都必须有完整完善之防护

措施,保证该系统能正常运作。这包括电源供电系统、不间断供电系统,空调设备、电脑网络、微波通信设备等装置应有防护装置保护。

B. GB50057-94〈建筑物防雷设计规范〉

为使建筑物防雷设计因地制宜的采用防雷措施,防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失,做到安全可靠,技术先进,经济合理。本规范不适用于天线塔,共用天线电视接收系统,化工厂户外装置的防雷设计。

C. GB50174-93〈计算机房防雷设计规范〉

本规范适用于陆地上新建、该建和扩建的电子计算机机房的设计。为了使电子计算机机房确保电脑网络系统稳定可靠运行和保障机房安全使用,应符合现行有关标准规范的规定。

D. B2887-89 〈计算站场地技术文件〉

本标准规定了计算场地技术要求与测试方法,并适用于各类地面计算站依据计算站的性质、任务、工作量的大小,计算机类型的不同,计算机对供电、空调等的要求。至于测试方式从环境因素的不同采用合适测试仪表,这包括磁场干扰环境场强的测试和接地电阻测试。

E. GB9361-88 〈计算站场地安全要求〉

本标准规定了计算站场地的安全要求,并适用于各类地面计算站,不建站的地面计算机机房,按本标准对计算机机房的有关要求执行;改建的或非地面计算机机房可参照本标准执行。

至于计算机机房的安全分类为A、B、C三个基本类别,因应实际设备和环境需求选择在安全机房下操作。

F. JGJ/T16-92 〈民用建筑电气执行规范〉

为在民用建筑电气设计中更好地贯彻执行国家的技术政策,作到安全可靠,技术先进、经济合理、维护方便。

本规范使用于城镇新建、改建和扩建的单体及群体民用建筑的电气设计,并应选用合适的定型产品及经过检测的优良产品。

G. GA173-1998 〈计算机信息系统防雷保安器〉

计算机信息系统加装有效可靠的防雷保安器,是国际上通用的最有效的防护措施。防雷保安器是保证计算机信息系统安全的专用产品,因此它应符合本标准的技术要求、实验方法、检验规则、标志、包装、运输及储存,并能有效防止感应雷电破坏该系统受保护设备。

H. IEC1312〈雷电电磁脉冲的防护〉

本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、安装、检查、维

护;并对装有这系统(如电子系统)的建筑物评估LEMP屏蔽措施的效率的方法。针对现有的防雷器(SPD)应用在防雷区概念安装上提出相关的要求。

I. IEC 61643 〈SPD电源防雷器〉

本标准对电源防雷器用于交直流电源电路和设备上,额定电压在1000a.c.或1500d.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。

J. IEC 61644 〈SPD 通讯网络防雷器〉

本标准对通讯网络防雷器用于通信信号网络系统,这类防雷器内置过压过流元器件,额定电压在1000a.c.或1500d.c.。电源防雷器分级分类测试和应用。

K. VDE0675〈过电压保护器〉

过电压放电保护器(电源防雷器)适用于额定交直流电压在100V至1000V范围内之供电配电系统,对应于防雷器作出分级分类要求。

三、勘测内容

3.1 现场调查

东莞东胜皮具有限公司电源供电系统和通信设备及天面防直击雷没做防雷系统。

3.2 环境气象条件

我市是副热带高压北跳登陆的前沿有山丘。相对湿度大,水汽充沛,对流旺盛,利于雷云的生成和发展,平均年雷暴日数在73.9天左右,个别年份超过90天,属于雷暴强烈区。

3.3 雷击频率

该楼所处地区雷击大地的年平均密度Ng=7.15次/平方公里* a ,年预计雷击次数N=0. 49次/a。属于第二类防雷建筑物。

四、存在问题分析

4.1 天面分析:

新厂办公楼及厂房未做防直击雷措施,大楼天面没有安装避雷针和避雷带。

4.2 电源分析:

A:厂房总配电柜未采取(防雷)过电压保护措施。

B:办公大楼电源也未采取(防雷)过电压保护措施。

4.3 信号分析:

A:1条ADSL专线进入厂房时未采取防雷电感应和雷电波侵入的保护措施。

B:程控交换机未采取防雷电感应和雷电波侵入的保护措施。

C:两栋大楼互连主干接入主交换机时未采取防雷电感应和雷电波侵入的保护措施。

4.4 接地分析:

A:机房与建筑物地相连接时未采取多点接地等电位均压处理。

B:所有线槽架及机房设备、机壳未采取等电位接地。

五、系统建议方案

1、天面部分:为防止和减弱直击雷的危害,使厂房在防直击雷的有效保护范围之内,在两栋厂房顶部各安装两支避雷针(见图一),并作好所有等电位均压处理。

2、电源部分:厂房总配电3组进线处采取弱电一级保护,安装德国OBO V25-B (三相电源一级保护,最大通流量为100KA,波形为8/20US)避雷器各一组,以防止感应雷沿配电房的电源线进入厂房。办公大楼配电房进行弱电二级保护,安装OBO V25-C(三相电源二级保护,最大通流量为40KA,波形为8/20US)。另外机房网络设备增加安装德国OB O电源专用防雷插座3个。(图见附件)

3、信号部分: DDN线安装一个德国OBO RJ45-TELE/4专用信号避雷器;程控交换机前端安装德国OBO 电话防雷排4组。两栋厂房主干接入交换机前端安装一个德国OBO RJ4 5S-E100/4-F网络防雷器。(图见附件)

4、接地部分:机房内所有设备和机柜等进行接地和等电位处理,防止感应雷和雷电波侵入机房和设备。确保弱电设备正常运行和人身安全。(图见附件)

六、附录

1.工程预算表

2.防雷结构图

3.电源防雷示意图

4.信号防雷示意图

5.等电位连接示意图

6.检测报告

电磁屏蔽一般可分为三种

电磁屏蔽一般可分为三种 :静电屏蔽、静磁屏蔽和高频电磁场屏蔽。三种屏蔽的目的都是防止外界的电磁场进入到某个需要保护的区域中,原理都是利用屏蔽对外场的感应产生的效应来抵消外场的影响。 但是由于所要屏蔽的场的特性不同,因而对屏蔽壳材料的要求和屏蔽效果也就不相同。 一、静电屏蔽 静电屏蔽的目的是防止外界的静电场进入需要保护的某个区域。 静电屏蔽依据的原理是:在外界静电场的作用下导体表面电荷将重新分布,直到导体内部总场强处处为零为止。接地的封闭金属壳是一种良好的静电屏蔽装置。如图所示,接地的封闭金属壳把空间分割成壳内和壳外两个区域,金属壳维持在零电位。根据静电场的唯一性定理,可以证明:金属壳内的电场仅由壳内的带电体和壳的电位所确定,与壳外的电荷分布无关。当壳外电荷分布变化时,壳层外表面上的电荷分布随之变化,以保证壳内电场分布不变。因此,金属壳对内部区域具有屏蔽作用。壳外的电场仅由壳外的带电体和金属壳的电位以及无限远处的电位所确定,与壳内电荷分布无关。当壳内电荷分布改变时,壳层内表面的电荷分布随之变化,以保证壳外电场分布不变。因此,接地的金属壳对外部区域也具有屏蔽作用。在静电屏蔽中,金属壳接地是十分重要的。当壳内或壳外区域中的电荷分布变化时,通过接地线,电荷在壳层外表面和大地之间重新分布,以保证壳层电势恒定。从物理图像上看,因为在静电平衡时,金属内部不存在电场,壳内外的电场线被金属隔断,彼此无联系,因此,导体壳有隔离壳内外静电相互作用的效应。 如果金属壳未完全封闭,壳上开有孔或缝,也同样具有静电屏蔽作用。在许多实际应用中,静电屏蔽装置常常是用金属丝编织成的金属网代替闭合的金属壳,即使一块金属板,一根金属线,亦有一定的静电屏蔽作用,只是屏蔽的效果不如金属壳。 在外电场的作用下,电荷在导体上的重新分布,在10-19秒数量级时间内就可完成,因此对低频变化的电场,导体上的电荷有足够长的时间来保证内部

电磁屏蔽技术基础知识

Thalez Group 电磁屏蔽技术基础知识

目录 1.电磁屏蔽的目的 2.区分不同的电磁波 3.度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能 4.屏蔽材料的屏蔽效能估算 5.影响屏蔽材料的屏蔽效能的因素 6.实用屏蔽体设计的关键 7.孔洞电磁泄漏的估算 8.减少缝隙电磁泄漏的措施 9.电磁密封衬垫的原理 10.电磁密封衬垫的选用 11.常用电磁密封衬垫的比较 12.电磁密封衬垫使用的注意事项 13.电磁密封衬垫的电化学腐蚀问题 14.与衬垫性能相关的其它环境问题 15.截止波导管的概念与应用 16.截止波导管的注意事项与设计步骤 17.面板上的显示器件的处理 18.面板上的操作器件的处理 19.通风口的处理 20.线路板的局部屏蔽 21.屏蔽胶带的作用和使用方法

电磁波是电磁能量传播的主要方式,高频电路工作时,会向外辐射电磁波,对邻近的其它设备产生干扰。另一方面,空间的各种电磁波也会感应到电路中,对电路造成干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径,从而消除干扰。在解决电磁干扰问题的诸多手段中,电磁屏蔽是最基本和有效的。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需要对电路做任何修改。 一.电磁屏蔽的目的 同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波,其屏蔽性能不同。因此,在考虑电磁屏蔽性能时,要对电磁波的种类有基本认识。电磁波有很多分类的方法,但是在设计屏蔽时,将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波和平面波。 电磁波的波阻抗ZW 定义为: 电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比值: ZW = E / H 电磁波的波阻抗与电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关。 距离辐射源较近时,波阻抗取决于辐射源特性。若辐射源为大电流、低电压(辐射源的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377,称为磁场波。若辐射源为高电压、小电流(辐射源的阻抗较高),则产生的电磁波的波阻抗大于377,称为电场波。 距离辐射源较远时,波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377Ω。电场波的波阻抗随着传播距离的增加降低,磁场波的波阻抗随着传播距离的增加升高。 注意: 近场区和远场区的分界面随频率不同而不同,不是一个定数,这在分析问题时要注意。例如,在考虑机箱屏蔽时,机箱相对于线路板上的高速时钟信号而言,可能处于远场区,而对于开关电源较低的工作频率而言,可能处于近场区。在近场区设计屏蔽时,要分别电场屏蔽和磁场屏蔽。 二. 区分不同的电磁波

不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析要点

郑州大学毕业设计(论文) 题目:不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析指导教师:职称:讲师 学生姓名:学号: 专业: 院(系): 完成时间: 2013年5月20 日

不同材质金属板电磁屏蔽效果的对比分析 摘要高导电性材料在电磁波的作用下将产生较大的感应电流。这些电流按照楞次定律将削弱电磁波的透入。采用的金属网孔愈密,直到采用整体的金属板(壳),屏蔽的效果愈好,但所费材料愈多。 本文主要使用XFDTD仿真软件编写基于FDTD算法的计算机仿真程序,计算出了喇叭天线工作时在铜金属板以及与铁,铝金属板屏蔽下电场强度分布,重点记录了距离端口60cm 平面的电磁参数,以此观察分析不同材质金属板的屏蔽效能,为金属板的电磁屏蔽应用提供科学的理论依据和定量的数据。 关键词屏蔽效能金属板时域有限差分算法喇叭天线电磁波传播模型 Abstact Shielding effectiveness is characterized the attenuation of electromagnetic waves on shield。Because of the high conductive material will be generated a large induction current under the action of electromagnetic waves。These currents according to Lenz's law will weaken the penetration of electromagnetic waves。The metal mesh is more dense, he better the shielding effectt, until the the overall metal shell, but the more charge material used. The this thesis make use of XFdtd simulation of copper metal plate, as well as iron, aluminum metal plate in an electromagnetic field environment。Through the comparison of different materials, thickness, and the source distance parameter, analysis the performance impact of metal shielding. Key Words:Shielding effectiveness Metal plate Finite difference time domain algorithm Horn antenna electromagnetic wave propagation model

电磁屏蔽原理

利用这个特性,可以达到屏蔽电磁波,同时实现一定实体连通的目的。方法是,将波导管的截止频率设计成远高于要屏蔽的电磁波的频率,使要屏蔽的电磁波在通过波导管时产生很大的衰减。由于这种应用中主要是利用波导管的频率截止区,因此成为截止波导管。截止波导管的概念是屏蔽结构设计中的基本概念之一。常用的波导管有圆形、矩形、六角形等,它们的截止频率如下: 矩形波导管的截止频率:f c=15×109 /l式中:l是矩形波导管的开口最大尺寸,单位是cm,f c的单位是Hz。 圆形波导管的截止频率:f c=17.6×109 /d式中:d是圆形波导管的内直径,单位是cm,f c的单位是Hz。 六角形波导管的截止频率:f c=15×109 /w式中:w是六角形波导管的开口最大尺寸,单位是cm,f c的单位是Hz。 截止波导管的吸收损耗:落在波导管频率截止区内的电磁波穿过波导管时,会发生衰减,这种衰减称为截止波导管的吸收损耗,截止波导管的吸收损耗计算公式如下 A=1.8×f c×t×10-9(1-(f/f c)2)1/2(dB) 式中:t是截止波导管的长度,单位是cm,f 是所关心信号的频率(Hz),f c是截止波导管截止频率(Hz)。如果所关心的频率f远低于截止波导管截止频率(f﹤f c/5),则公式化简为:A=1.8×f c×l×10-9 (dB) 圆形截止波导管:A=32t/d(dB) 矩形(六角形)截止波导管: A=27t/l (dB) 从公式中可以看出,当干扰的频率远低于波导管的截止频率使,若波导管的长度增加一个截面最大尺寸,则损耗增加将近30分贝。 截止波导管的总屏蔽效能:截止波导管的屏蔽效能由吸收损耗部分加上前面所讨论的孔洞的屏蔽效能不能满足屏蔽要求时,就可以考虑使用截止波导管,利用截止波导管的深度提供的额外的损耗增加屏蔽效能。 16. 截止波导管的注意事项与设计步骤 1)绝对不能使导体穿过截止波导管,否则会造成严重的电磁泄漏,这是一个常见的错误。 2)一定要确保波导管相对于要屏蔽的频率处于截止状态,并且截止频率要远高于(5倍以上)需要屏蔽的频率。设计截止波导管的步骤如下所示: A) 确定需要屏蔽的最高频率F max和屏蔽效能SE B) 确定截止波导管的截止频率F c,使f c≥5F max C) 根据F c,利用计算F c的方程计算波导管的截面尺寸d D) 根据d和SE,利用波导管吸收损耗公式计算波导管长度t 说明: 在屏蔽体上,不同部分的结合处形成的缝隙会导致电磁泄漏。因此,在结构设计中,可以通过增加不同部分的重叠宽度来形成一系列“截止波导”,减小缝隙的电磁泄露。这时,截止波导的截面最大尺寸可

影响电磁屏蔽室电磁屏蔽效能的常见问题及解决方法

影响电磁屏蔽室电磁屏蔽效能的常见问题及解决方法 发表时间:2017-07-14T10:49:31.683Z 来源:《基层建设》2017年第8期作者:何琨王浩轩 [导读] 摘要:电磁屏蔽效能作为衡量电磁屏蔽室隔离电磁辐射程度的指标,是电磁屏蔽室最重要的技术参数。 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京 100041 摘要:电磁屏蔽效能作为衡量电磁屏蔽室隔离电磁辐射程度的指标,是电磁屏蔽室最重要的技术参数。本文结合电磁屏蔽室电磁屏蔽效能测试的大量经验,列举分析了影响电磁屏蔽室电磁屏蔽效能的常见问题,以及解决这些问题的方法。 关键词:电磁屏蔽室;电磁屏蔽效能问题;解决方法 引言: 屏蔽室按照结构形式可分为钢板拼装式、钢板焊接式、钢板直贴式及铜网式等四类。其中,钢板焊接式应用最为广泛,采用2~3mm冷轧钢板与龙骨框架焊接而成,相比于其他几种结构形式,其电磁屏蔽效能最优。其基本组成还包括屏蔽门、通风波导窗、强弱电滤波器等要素。根据屏蔽室的用途,还可能加装各种波导管。而电磁屏蔽室屏蔽效能也正是由屏蔽壳体焊接缝隙质量、屏蔽门、通风波导窗及其他配件所决定。 下面就屏蔽室各组成部件的常见问题展开介绍: ? 屏蔽门 屏蔽门的常见形式有平动门和气囊门两种。从结构上看,两种形式的屏蔽门差异较大,但其原理却基本相同,大多是即通过门扇边缘的镀铜板与安装在门框上的簧片紧密插接(或压接),从而实现对电磁信号的屏蔽。 对于屏蔽门,最常见的问题是,镀铜板与簧片经常暴漏在空气中,其表面会累积粉尘,更为严重的是表面氧化,使其导电系数降低,从而导致屏蔽效能的下降。所以要经常对屏蔽门进行清洁保养。方法是,采用脱脂纱布沾无水酒精对镀铜板与簧片进行擦拭,如其表面已氧化,建议使用干磨砂纸对表面氧化层进行打磨(需注意打磨力度,切不可损毁镀铜板和簧片表面的镀层),打磨后再用脱脂纱布沾无水酒精对镀铜板与簧片进行擦拭。 簧片的材质对门的性能也有很大影响。选材时,选用弹性强,导电性能好的材料。在簧片下加装导电丝棉,使镀铜板和簧片能够更加紧密接触,通常也会使屏蔽门的性能有所提高。另外,屏蔽门作为活动部件,门扇和门框接触部分的磨损不可避免。要经常查看簧片是否脱落和变形,及时进行更换。 ? 通风波导窗 电磁屏蔽室通常为密闭结构,通风波导窗是作为屏蔽室内外气体流通的重要渠道。通风波导窗截面如图1所示,为蜂窝状,其内部通风孔是正六面柱波导,波导的长度H由最高截止频率决定。 通风波导窗通风孔与四周框架通常采用锡焊进行组装,然后再采用焊接方式将框架安装与屏蔽壳体的预定位置。由于焊接波导窗时温度较高,热量传导至通风波导窗后很容易将锡焊融化,导致通风孔与四周框架间产生裂痕,甚至是通风孔与通风孔之间裂开缝隙,进而降低电磁屏蔽室的屏蔽效能。从检测角度来看,这种问题所导致的电磁泄漏在微波频段尤为明显,问题比较容易定位。遇到这种情况,可通过补焊或更换波导窗来解决。 ? 强、弱电滤波器 滤波器是电磁屏蔽室必不可少的组成部件之一。电磁屏蔽室内部用电,以及环境监测、视频监控、消防控制等均需通过各种滤波器连接至屏蔽室外部。 对于滤波器的使用常出现如下问题: 安装问题:典型的滤波器安装如下图所示。在安装中容易出现的问题是,屏蔽壳体和滤波器间,或屏蔽壳体与紧固螺母间不加装导电衬垫;螺母未紧固到位等。此类问题多会引起高频电场的屏蔽效能下降。

电磁屏蔽材料的研究与发展展望

电磁屏蔽材料的研究与发展展望 ******** *** 摘要:电磁屏蔽是对干扰源或感受器(敏感设备、电路或组件)进行屏蔽,能有效地抑制干扰并提高电子系统或设备的电磁兼容性。因此屏蔽是电子设备结构设计时必须考虑的重要内容之一,是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施,是抑制电磁干扰最有效的手段。本文简述了研究电磁屏蔽材料的重要意义与屏蔽机制,讨论了电磁屏蔽金属材料的发展趋势。 关键词:电磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽机制;屏蔽效能 引言:随着电子工业的发展和电子设备的高度应用,电磁辐射被认为是继水污染、噪音污染、空气污染的第四大公害,它造成的电磁干扰不仅影响人们的正常生活,而且日益威胁国家的军事机密。尤其是在软杀伤武器——电磁波突现的现代化战场上,当电磁波穿透军事设备的敏感器件时,可能致使对方雷达迷茫、无线电通讯指挥系统失效、导弹火炮等武器失控。这种破坏力极大的电磁武器可能成为未来战场上重要的作战手段,因此,研究高性能的电磁屏蔽材料以提高各种武器平台的防护能力是各国军事领域的一项重大任务。此外,电磁辐射也给人们的身体健康带来了严峻的挑战。各种通讯设备、网络以及家用电器所发射的电磁波可能诱发各种疾病,如睡眠不足、头晕、呕吐,严重的甚至可能诱发癌症、心血管病等。因此,电磁屏蔽材料的研究开发是近年来治理电磁环境的重要方法。 常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料等。金属类材料能够作为主要的电磁屏蔽材料是由于其具有良好的导电性(铜、铝、镍等)和较高的磁导率(坡莫合金、铁硅合金等), 当电磁能流通过金属材料时,其主要的屏蔽机制(反射衰减R 和吸收衰减A)能够有 效地反射、吸收电磁波,衰减电磁能量,从而达到较好的屏蔽效果。大多数高分子材料的导电性能较金属差,这在很大程度上降低了高分子材料的电磁屏蔽效能。因此,为了提高高分

电磁屏蔽基本原理

1、电磁屏蔽基本原理 如图1所示电磁屏蔽的基本原理是:采用低电阻的导体材料,并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗而使电磁波能量的继续传递受到阻碍,起到屏蔽作用。某些屏蔽材料可将大部分入射波反射掉,利用内部吸收及多重反射损耗掉部分进入材料的电磁波,只允许极少量的电磁波透过材料继续传播。 钢金属结构就起到了电磁屏蔽的作用,会大大影响附近基站对楼内的信号覆盖强度,下面用具体公式证明这一点。 钢金属结构对电磁波的损耗主要由反射损耗和吸收损耗组成。吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量,吸收损耗计算公式为: AdB=(f×σ×μ) /2×t 其中 f:频率(MHz) μ:金属导磁率σ:金属导电率 t:屏蔽罩厚度 联通附近基站使用的频率是900MHz,钢的导磁率约为450×10-4左右,钢的导电率约为×10-5左右,钢结构厚度约为0.02米左右。 将上述参数代入公式,吸收损耗约为31dB。 反射损耗(近场)的大小取决于电磁波产生源的性质以及与波源的距离。对于杆状或直线形发射天线而言,离波源越近波阻越高,反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变化,因此它不仅取决于波的类型,而且取决于屏蔽罩与波源之间的距离。 近场反射损耗可按下式计算 RdB=168+10×lg(σ/μrf)

其中 r:波源与屏蔽之间的距离,估算取为200米。 将参数代入公式,得到反射损耗为。 因此,由于钢金属结构引起的损耗为吸收损耗和反射损耗之和,即为,再加上建筑物其他混凝土结构的损耗20dB,总损耗约为97dB。 2、链路预算 下行链路(DownLink)是指基站发,移动台接收的链路。 上行链路(UpLink)是指移动台发,基站接收的链路。 对于GSM900M系统的上下行链路,按照链路预算公式,计算后建筑物内信号电平值为-99dBm左右,基本无法满足正常的通话需求。 对于GSM1800M系统,其覆盖能力还不如GSM900M,也无法达到覆盖效果。 对于CDMA系统,链路预算表格如下表

抗电磁辐射织物的屏蔽效能测试方法探讨

抗电磁辐射织物的屏蔽效能测试方法探讨 发表时间:2018-09-12T16:33:07.283Z 来源:《基层建设》2018年第24期作者:王彦利 [导读] 摘要:在目前现状下,受到网络化带来的显著影响,各类视听设备、移动电话与电磁炉设施都在全面融入平日生活中。 西安市环境监测站陕西西安 710118 摘要:在目前现状下,受到网络化带来的显著影响,各类视听设备、移动电话与电磁炉设施都在全面融入平日生活中。然而不应忽视,上述产品很可能伴有电磁辐射,对此有必要予以相应的屏蔽。某些织物具备屏蔽性能以及抗辐射的效能,针对此类织物有必要予以相应的测试,从而全面评定其具备的屏蔽效能。 关键词:抗电磁辐射织物;屏蔽效能;测试方法 从危害性质来讲,电磁辐射具备显著的累积效应以及热效应,因此其能够伤害到人体健康。为了有效抵抗强度较高的电磁辐射,可以运用织物屏蔽的方式来抵抗辐射。但是实质上,某些织物本身并没能达到最优的屏蔽效能。因此可见,对于多种多样的抗辐射织物都应当予以全方位的效能测试,通过运用测试手段来获得精确结论,进而显著优化了织物具备的防辐射性。 一、抗辐射织物具备的基本原理 与传统织物相比,抗辐射织物具备全新的特征,这是由于此类织物包含了屏蔽性的织物材料,因此能够抵挡相应强度的外界电磁辐射。具体而言,抗辐射织物的基本特征在于电磁能传递的全面限制,从而阻断了特定空间内的电磁辐射传输。从波形衰减的角度来讲,此类织物可以实现衰减电磁波的效应,对于反射与入射的波形予以改变。在此前提下,某些电磁波即便没有受到衰减影响,则也将会被织物表层吸收,从而显著减低了人体遭受电磁波带来的伤害性。 对于织物具备的屏蔽电磁波效能具体在运算时,通常来讲都会涉及到吸收衰减比率、电磁屏蔽效果、多次反射而导致的内部衰减以及单次反射导致的表面衰减。在这其中,对于织物材质本身的屏蔽效能如果要予以精确鉴别,那么必须凭借总屏蔽效应予以全面的确定。某些情形下,如果将织物置于低频的环境下,则反射效应与屏蔽效能之间将会体现为更强的联系。由此可见,织物材料如果体现为较强的反射性,那么意味着与之有关的屏蔽性以及导电性也能够达到优良的水准。除此以外,对于潜在性的吸收损耗也要予以考虑。 经过归纳可知,织物屏蔽效能在根本上关乎电磁波频率、比电导率、材料厚度、待测电磁波的间隔距离、比磁导率、波阻抗、材质本身具备的阻抗以及其他要素。此外,衰减系数也关系到屏蔽效能。具体在选择不同种类的织物时,针对上述的各项要素都要全面予以兼顾。通过运用屏蔽测试的方式,应当能够给出各项要素给织物性能带来的某种影响。 二、测试织物屏蔽效能的具体方法 电磁辐射具备较强伤害性,因此亟待探究可行性的改进举措,通过运用相应的屏蔽方式来阻挡电磁波,避免其威胁到人体。截至目前,与抗辐射织物有关的各种检测方法正在逐步达到完善,其中的测试范围包含了高分子合成的织物、纤维与金属混纺的织物、纳米材质的织物与其他种类织物。具体而言,检测织物屏蔽效能可以用到如下的方法: (一)运用近场法进行测试 针对织物测试可以选择近场法用来实现全面的测定,其中包含双盒法与其他的测试手段。从基本特征来讲,近场法主要针对于近场范围的电磁波,对于织物能够屏蔽近场电磁辐射的具体效能予以测定。例如针对双盒检测法而言,其侧重于测试接收辐射的概率,凭借小型天线与屏蔽盒来完成上述的测试操作。因此相比而言,运用近场法来测定织物屏蔽效能的措施并不会耗费较多资金与较高成本,其具备便捷性与简易性的独特优势。但是不应忽视,如果选择了此类测试方法,那么将会受到谐振影响,对此有必要引发重视。 (二)运用远场法进行测试 远场测试法的测试对象包含远场的电磁波辐射,在此前提下测定屏蔽效能。在这其中,对于远场法可以将其分成同轴传输线、法兰同轴检测法与其他的检测方式。在全面实现远场电磁测试的前提下,主要能够测定平面波受到织物吸收与织物反射的比率。对于同轴传输线而言,应当将其置于特定强度的磁场中,然后根据织物本身具备的屏蔽效能来实现全过程的检测。因此,选择远场检测方法能够达到较宽的动态测试范围,与之有关的损耗能量相对较低,同时也无需配备某些辅助性的检测设施。 (三)运用屏蔽室法进行测试 运用屏蔽室来测定织物具有的屏蔽效能,其基本特征在于设置必要的信号接收设施,在此前提下给出功率值与场强的差值。因此可见,对于上述的差值就可以将其视作织物具备的屏蔽性。相比而言,屏蔽室法具备更高层次的精准性,然而很可能会耗费较高比例的资金。与此同时,运用此类检测方式还可能将会受到电磁泄露给其带来的某些干扰。具体在进行选择时,应当能够结合织物特征加以灵活的选择。 结束语: 经过全面的分析,可以得知抗辐射织物是否具备优良的辐射屏蔽效能,其在根本上决定于电磁波频率、材料特性、屏蔽体与辐射源的间隔距离与其他有关要素。因此在全面施行织物检测时,应当因地制宜选择与之相适应的测试方法,在此前提下得出精确度较高的效能检测结论,为改善织物性能提供必要的参照。 参考文献: [1]吴雄英,张亚雯,袁志磊.纺织品电磁屏蔽效能评价标准的现状分析[J].纺织学报,2016,37(02):170-176. [2]郑倩雪,刘哲,张永恒等.双层防电磁辐射织物的屏蔽效能[J].纺织学报,2016,37(01):47-51. [3]王飞龙.金属混纺织物设计与屏蔽性能影响因素分析[J].产业用纺织品,2015,33(01):34-37. [4]程明军,吴雄英,张宁等.抗电磁辐射织物屏蔽效能的测试方法[J].印染,2013(09):31-35.

电磁屏蔽材料的研究进展

万方数据

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电磁屏蔽材料的研究进展 作者:于名讯, 徐勤涛, 庞旭堂, 连军涛, 刘玉凤, Yu Mingxun, Xu Qintao, Pang Xutang, Lian Juntao , Liu Yufeng 作者单位:中国兵器工业集团第五三研究所,济南,250031 刊名: 宇航材料工艺 英文刊名:Aerospace Materials & Technology 年,卷(期):2012,42(4) 参考文献(33条) 1.周秀芹导电电磁屏蔽塑料研究新进展 2006(01) 2.王锦成电磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究现状 2002(07) 3.Lee C Y;Song H G;Jang K S Electromagnetic interference shielding efficiency of polyaniline mixture and multiplayer films 1999 4.Huang J L;Yau B S;Chen C Y The electromagnetic shielding effectiveness of indium tin oxide films with different thickness 2001 5.赵福辰电磁屏蔽材料的发展现状 2001(05) 6.岩井建;毕鸿章在纤维表面形成金属被覆膜的金属纤维"METAX" 1999(02) 7.于鑫;付孝忠;杜仕国电磁屏蔽材料在火箭弹包装中的应用 1999(01) 8.Dhawan S K;Singh N;Rodrigues K Electromagnetic shielding behavior of conducting polyaniline composites 2003(04) 9.王佛松;王利群;景遐斌聚苯胺的掺杂反应 1993 10.师春生;马铁军;李家俊镀金属炭毡/树脂基复合材料的电磁屏蔽性能 2001(03) 11.王光华;董发勤;司琼电磁屏蔽导电复合塑料的研究现状 2007(02) 12.谭松庭;章明秋金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能 1999(12) 13.薛茹君电磁屏蔽材料及导电填料的研究进展 2004(03) 14.潘成;方鲲;周志飚导电高分子电磁屏蔽材料研究进展 2004 15.毛倩瑾;于彩霞;周美玲Cu/Ag 复合电磁屏蔽涂料的研究 2004(04) 16.施冬梅;杜仕国;田春雷铜系电磁屏蔽涂料抗氧化技术研究进展 2003(03) 17.李秀荣;刘静;李长珍高频电磁屏蔽用ITO膜结构与性能分析 2000(06) 18.Wojkiewicz J L;Fauveaux S;Redon N High electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline-polyurethane composites in the microwave band 2004(04) 19.闾兴圣;王庚超聚苯胺/聚合物导电材料研究进展 2003(01) 20.Morgan H;Foot P J S;Brooks N W The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites 2001 21.王杨勇;张柏宇;王景平本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展 2004(03) 22.Bernhard Wessling Dispersion as the link between basis research and commercial application of conductive polymers (polyaniline) 1998 23.徐勤涛;孙建生;侯俊峰电磁屏蔽塑料的研究进展 2010(09) 24.Hu Yongjun;Zhang Haiyan;Xiao Xiaoting Elcetromagnetic interference shielding effectiveness of silicon rubber filled with carbon fiber 2011 25.彭祖雄;张海燕;陈天立镀银玻璃微珠/碳纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能 2011(01) 26.Huang C Y;Wu C C The EMI shielding effectiveness of PC/ABS/nicked-coated-carbeln-fibre composites 2000 27.邹华;赵素舍;田明镀银玻璃微珠/硅橡胶导电复合材料导电性能的影响因素 2009(08) 28.孙建生;杨丰帆;徐勤涛镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶的制备与性能 2010(01) 29.王进美;朱长纯碳纳米管的镍铜复合金属镀层及其抗电磁波性能 2005(06) 30.徐化明;李聃;梁吉PMMA/定向碳纳米管复合材料导电与导热性能的研究 2005(09) 31.戚亚光世界导电塑料工业化进展 2008(04)

EMI电磁屏蔽原理-导论

在电子设备及电子产品中,电磁干扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求,对传导性耦合需采用滤波技术,即采用EMI滤波器件加以抑制;对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出。 屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波,因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同,在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能,则需首先确定辐射源,明确频率范围,再根据各个频段的典型泄漏结构,确定控制要素,进而选择恰当的屏蔽材料,设计屏蔽壳体。 屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)来衡量,屏蔽效 能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1(1)和加入屏 蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2(2)之比,用dB(分贝)表示。 图1 屏蔽效能定义示意图 屏蔽效能表达式为(dB) 或(dB)

工程中,实际的辐射干扰源大致分为两类:类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式,实际的辐射源在空间某点产生的场,均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析,就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性,从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。 图2 两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r(场点至源点的距离)的变化而确定的, 为远近场的分界点,两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 表1 两类源的场与传播特性 波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比,场源不同、远近场不同,则波阻抗 也有所不同,表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性。

屏蔽效能

屏蔽效能的计算用途与材料 一,电磁屏蔽效能 电磁屏蔽是解决电子设备电磁兼容问题的重要手段之一,大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决,特别是随着电路工作的频率日益提高,单纯依靠线路板设计往往不能满足电磁兼容标准的要求。电子设备的屏蔽设计与传统的结构设计有许多不同之处,一般的在结构设计师如果没有考虑屏蔽问题,很难满足电磁兼容性要求。所以再设计电子产品时,必须从一开始就考虑电磁屏蔽问题。 电磁屏蔽主要是用来放置高频电磁场的影响,从而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐射传播。基本原理是才艺欧诺个低电阻值得导体材料,利用电磁波在屏蔽体表面的反射以及在到体内部的吸收和传输过程中的损耗而产生屏蔽作用。 电磁屏蔽的目的就是抑制电磁噪声的传播,使处在电磁环境中的仪器在避免电磁干扰的同时也不产生电磁干扰,通常采用导电性导磁性较好的材料把所需屏蔽的区域与外部隔离开来。 屏蔽体的有效性是用屏蔽效能来度量的,屏蔽效能定义为:电磁场中同一地点没有屏蔽存在时电磁场强度E1与有效屏蔽时的电磁场强度E2的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。用于电磁兼容目的的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一甚至百万分之一,因此通常用分贝来表述屏蔽效能。 一般民用产品机箱的屏蔽效能在40dB以下,军用设备机箱的屏蔽效能一般要达到60B,屏蔽室或屏蔽舱等往往要达到100dB。100dB

以上的屏蔽体是很难制造的,成本也很高。 二,屏蔽材料选择 (1)金属铁磁材料适用于低频(f<300Hz)磁场的磁屏蔽。较常用的有纯铁、铁硅合金(即硅钢等)、铁镍软磁合金(即坡莫合金)等。相对磁导率μr越高,屏蔽效果越好;层数越多,屏蔽也越好。 (2)非金属磁性材料——铁氧体磁性材料该材料在高频时具有较高的磁导率,电导率较大,且具有较高的介电性能,已广泛应用于高频弱电领域。 (3)良导体材料适用于高频电磁场、低频电场以及静电场的屏蔽。高频电磁场及低频电场的屏蔽应选用高电导率良导体(如铜、铝等)。 常用的屏蔽薄板材除了铜板、铝板等外,还常用铍青铜、锡磷青铜等(具有弹性)作开启的门盖。 作为通风用屏蔽网,通常采用紫铜丝制作。用于频率不大于100MHz的大面积通风窗孔。网孔越小、线径越粗,屏蔽越好。f >lOOMHz 时,金属丝网屏蔽效能明显下降。 4.具有高磁导率的合金磁屏蔽材料 这类合金主要是铁一镍( Fe-Ni)合金中的lj46、1jso、lj54、lj76、lj77、lj79、lj80、lj83、lj85、lj86和铁一铝(Fe-Al)合金中的lj16。 5.电磁屏蔽材料的选用原则 ①应根据使用环境(即干扰扬的性质、使用频率)选用屏蔽材料。

PCB电磁屏蔽详解

PCB电磁屏蔽详解 电磁兼容中的屏蔽技术 屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能传输的一种重要的防护手段。屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播,即切断辐射电磁噪声的传播途径,通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。 屏蔽作为电磁兼容控制的重要手段,可以有效的抑制电磁干扰。电磁干扰能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求,对传导性耦合需采用滤波技术,即采用EMI 滤波器件加以抑制;对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。目前的各种电子设备,尤其是军用电子设备,通常都采用屏蔽技术解决电磁兼容中的问题。 屏蔽按其机理可分为电场屏蔽,磁场屏蔽和电磁屏蔽。 电场屏蔽 电场的屏蔽是为了抑制寄生电容耦合(电场耦合) , 隔离静电或电场干扰。 寄生电容耦合: 由于产品内的各种元件和导线都具有一定电位, 高电位导线相对的低电位导线有电场存在, 也即两导线之间形成了寄生电容耦合。通常把造成影响的高电位叫感应源, 而被影响的低电位叫受感器。实际上凡是能幅射电磁能量并影响其它电路工作的都称为感应源(或干扰源),而受到外界电磁干扰的电路都称为受感器。

静电防护的方法:建立完善的屏蔽结构,带有接地的金属屏蔽壳体可将放电电流释放到地;内部电路如果要与金属外壳相连时,要用单点接地,防止放电电流流过内部电路;在电缆入口处增加保护器件;在印制板入口处增加保护环(环与接地端相连)。 磁场屏蔽 磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。磁场屏蔽主要是依赖高导磁材料所具有的低磁阻对磁通起到分路的作用,使得屏蔽体内部的磁场大大减弱。如图8-14所示 图4磁场的被动屏蔽 图8-14 磁场屏蔽 射频磁屏蔽是利用良导体在入射高频磁场作用下产生涡流,并由 涡流的反磁通抑制入射磁场。常用屏蔽材料有铝、铜及铜镀银等。 电磁屏蔽 电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一,大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需对电路做任何修改。

电磁屏蔽原理及应用

电磁屏蔽的原理及应用 摘要:阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理。介绍了电磁屏蔽材料的发展现状,其中较为详细地介绍了表层导电型屏蔽材料以及填充复合型屏蔽材料。 关键词:电磁屏蔽,危害,屏蔽原理,研究现状 AbStraCt The harms of electromagnetic radiation to electric equipment, fuel, animals and human were intoduced, andthe mechanism of electromagnetic shielding materials and its development was summarized. Key words electromagnetic radiation, shielding, harm, mechanism, development 近几十年来,随着各种电器的普及,电子计算机、通讯卫星、高压输电网和一些医用设备等的广泛应用,由此带来的电磁辐射污染也越来越严重。为此,必须进行电磁屏蔽。 1、电磁屏蔽原理 电磁屏蔽,实际上是为了限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。电磁波传播到达屏蔽材料表面时,通常有3种不同机理进行衰减:一是在入射表面的反射衰减;二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;三是在屏蔽体部的多次反射衰减。电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算: SE=R+A+B (1) 式中:SE为电磁屏蔽效果,dB; R为表面单次反射衰减;A为吸收衰减;B为部多次

反射衰减(只在A<15dB情况下才有意义)。 一般来说,电屏蔽材料衰减的是高阻抗的电场,屏蔽作用主要由表面反射R 来决定,吸收衰减A则不是主要的。所以,电屏蔽可以用比较薄的金属材料制作;而磁屏蔽体的衰减主要由吸收衰减A决定,反射衰减R不是主要的。根据电磁学的有关知识,可分别得出A, R, B的计算公式: (2) A与电磁波的类型(电场或磁场)无关,只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收,它与材料厚度成线性增加,并与材料的电导率及磁导率有关。 反射衰减R不仅与材料的表面阻抗有关,同时也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离有关。对于远场源(平面波辐射源): (3) 对于近场源: 磁场: (4) 电场 (5) 金属屏蔽材料一般都比较薄,A也比较小,通常考虑部多次反射衰减B。在此情况下,部多次反射衰减B。在此情况下,部反射甚至可以发生多次, 形成多次反射。用“多次反射修正项”B来表示这种衰减。 对于近场源:

结构件电磁兼容设计规范电磁屏蔽设计

结构件电磁兼容设计规范 1、概述: 本规范规定了结构件电磁兼容设计(主要是屏蔽和接地)的设计指标、设计原则和具体设计方法。 本规范适应于结构设计人员进行结构件的电磁兼容设计,目的是规范机电协调中电磁兼容方面的内容,指导结构设计人员正确地选择方案和进行详细设计。下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GJB 1046《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》 GJB 1210《接地、搭接和屏蔽设计的实施》 GJB/Z 25《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽设计指南》 MIL-HDBK-419 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽》 IEC 61587-3 (草案)《第三部分: IEC 60917-... 和 IEC 60297-... 系列机箱、机柜和插箱屏蔽性能试验》 《结构件分类描述优化方案及图号缩写规则》 术语本规范中的专业术语符合 IEC50-161 《电磁兼容性术语》的规定。 2、设计程序要求 对于有EMC 要求的项目的开发程序,在遵守部门现有的结构造型设计流程基础上,提出以下特殊的要求: 所有需要考虑屏蔽的A 类项目以及产品定位为海外市场的所有项目,必须通过EMC 方案评审后才能进行详细的设计; 对于 C 级以上屏蔽等级(具体级别划分见 5.1)要求的项目,方案评审时必 须提交详细的 EMC 设计方案(包括屏蔽体的详细结构和具体处理措 施); 对于 C 级以上屏蔽等级的项目,样机评审时必须提交屏蔽效能测试报告;除通用结构件(例如 19" 标准机柜)外,如果样机的屏蔽效能测试结果达不到设计 134 指标的要求,只要整机(产品)的EMC 测试中相应指标符合要求,结构件 可以不要求再作优化。 3、屏蔽效能等级 3.1、屏蔽效能等级的划分 一般结构件的屏蔽效能分为以下六个等级,各级屏蔽效能指标规定如 下: E级: 30-230 MHz 20 dB;230-1000 MHz 10 dB D 级:30-230 MHz 30 dB;230-1000 MHz 20 dB C级: 30-230 MHz 40 dB;230-1000 MHz 30 dB B 级:30-230 MHz 50 dB;230-1000 MHz 40 dB A 级:30-230 MHz 60 dB;230-1000 MHz 50 dB T级:比A级高10dB或者以上,和/或对低频磁场、1GHz以上平面波屏蔽效能有特殊需求。 屏蔽效能等级由高至低分别为:T 级 A 级 B 级 C 级 D 级 E级。一

常见的电磁屏蔽材料有哪些

常见的电磁屏蔽材料有哪些? 电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用,其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种,即对电场和磁场同时加以屏蔽。 屏蔽效果的好坏用屏蔽效~g(SE,Shielding effectiveness)来评价,它表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能定义为屏蔽前后该点电磁场强度的比值,即:SE=2OIg(Eo/Es)或SH=2Olg(HdHs)式中:、分别为屏蔽前该点的电场强度与磁场强度,、分别为屏蔽后该点的电场强度与磁场强度。对屏蔽效果的评价是根据屏蔽效能的大小度量的。 按照屏蔽作用原理,屏蔽体对屏蔽效能的贡献分为3部分:(1)屏蔽体表面因阻抗失配引起的反射损耗;(2)电磁波在屏蔽材料内部传输时,电磁能量被吸收引起传输损耗或吸收损耗;(3)电磁波在屏蔽材料内壁面之间多次反射引起的多次反射损耗。由此可以得到影响材料屏蔽效能的3个基本因素,即材料的电导率、磁导率及材料厚度。这也是屏蔽材料研究本身所必须关注的问题和突破口。当然,对于电磁屏蔽体结构,其屏蔽效能还与结构、形状、气密性等有关,对于具体问题,还需要考虑被屏蔽的电磁波频率、场源性质等。○1□a 常见的屏蔽材料

电屏蔽指的是对电场(E场)的屏蔽,它通常可选用的屏蔽材料种类比较多,如下: 1一、导电弹性体衬料(导电橡胶) 每种导电橡胶都是由硅酮、硅酮氟化物、EPDM或者碳氟化物-硅氟化物等粘合剂及纯银、镀银铜、镀银铝、镀银镍、镀银玻璃、镀银铅或炭颗粒等导电填料组成。 由于这些材料含有银,包装和存储条件应与其他含银元件相似,它们应当存储在塑料板中,例如聚酯或者聚乙烯,远离含硫材料。标准形状有:实体O形条、空心O形条、实体D形条、空心D形条、U行条、矩形条、中空矩形条、中空P形条、通道条以及模制导电橡胶成形件、模制的D-形圈/O-形圈、各种法兰、I/O衬垫。 特点:在20M-20GHz的范围内可达90 dB-120dB,纯银颗粒的甚至可达到120dB以上。能起到屏蔽和环境密封的作用,安装方便,适用于通讯、医疗、军品、航空等场合。 二、EMI导电泡棉衬料 导电泡棉是把导电编制套缠绕在采用聚氨基甲酸乙脂或EPDM构成的泡绵芯上,导电编制套通常是由镀银镍尼龙、铝泊或者Monel丝(镍铜合金)Ferrex(镀锡包铜钢丝)组成,有良好的导电性。符合阻燃等级(UL94-V0),具有好的 弹性和柔韧性等机械性能。导电泡棉衬垫具有良好的屏蔽性能,遇到电波时,则会根据其物体的性质而进行反射、吸收、提供极佳的屏蔽效果。并且具有极高的性价比,是目前最新的、也是应用最广的

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