屏蔽機(jī)房建設(shè):屏蔽布線系統(tǒng)安裝4大技巧!
來源:行業(yè)動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間:2019-10-18
 
  隨著電子信息技術(shù)的迅速房展“屏蔽機(jī)房建設(shè)”信息化建設(shè)的日新月異,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布世界的每一個(gè)角落。數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享等IT服務(wù)引發(fā)的安全問題越來越受到重視,其中計(jì)算機(jī)機(jī)房的屏蔽設(shè)備就是保證系統(tǒng)安全的重要手段之一。特別是在軍事單位、各級(jí)政府、企事業(yè)單位的涉密部門對(duì)屏蔽機(jī)房的建設(shè)要求不斷增加,也就提高了屏蔽工程在機(jī)房系統(tǒng)工程中的地位及比重。
  屏蔽機(jī)房建設(shè)
  屏蔽機(jī)房簡(jiǎn)介與屏蔽機(jī)房的概念
  屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離,以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散;用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來,防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。因?yàn)槠帘误w對(duì)來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng),可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
  屏蔽的分類
  1. 靜電屏蔽
  用完整的金屬屏蔽體將帶正電導(dǎo)體包圍起來,在屏蔽體的內(nèi)側(cè)將感應(yīng)出與帶電導(dǎo)體等量的負(fù)電荷,外側(cè)出現(xiàn)與帶電導(dǎo)體等量的正電荷,如果將金屬屏蔽體接地,則外側(cè)的正電荷將流入大地,外側(cè)將不會(huì)有電場(chǎng)存在,即帶正電導(dǎo)體的電場(chǎng)被屏蔽在金屬屏蔽體內(nèi)。
  屏蔽機(jī)房建設(shè)
  2. 交變電場(chǎng)屏蔽
  為降低交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓,可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體,并將金屬屏蔽體接地。交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場(chǎng)電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設(shè)法使金屬屏蔽體良好接地,就能使交變電場(chǎng)對(duì)敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場(chǎng)屏蔽以反射為主,因此屏蔽體的厚度不必過大,而以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
  3. 交變磁場(chǎng)屏蔽
  交變磁場(chǎng)屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場(chǎng)屏蔽是利用高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成低磁阻通路,使大部分磁場(chǎng)被集中在屏蔽體內(nèi)。屏蔽體的磁導(dǎo)率越高,厚度越大,磁阻越小,磁場(chǎng)屏蔽的效果越好。當(dāng)然要與設(shè)備的重量相協(xié)調(diào)。高頻磁場(chǎng)的屏蔽是利用高電導(dǎo)率的材料產(chǎn)生的渦流的反向磁場(chǎng)來抵消干擾磁場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)的。
  屏蔽機(jī)房建設(shè)
  4. 交變電磁場(chǎng)屏蔽
  一般采用電導(dǎo)率高的材料作屏蔽體,并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生反方向的渦流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)抵消而削弱高頻磁場(chǎng)的干擾,又因屏蔽體接地而實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)屏蔽。屏蔽體的厚度不必過大,而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為主要考慮因素。
  屏蔽機(jī)房的組成
  屏蔽機(jī)房由屏蔽殼體、屏蔽門、電源濾波器、電話濾波器、信號(hào)濾波器、通風(fēng)波導(dǎo)和截止波導(dǎo)管等組成。
  1. 屏蔽殼體
  電磁屏蔽機(jī)房采用冷軋鋼板焊接式結(jié)構(gòu)。屏蔽殼體骨架用優(yōu)質(zhì)槽鋼、方鋼和型鋼焊成網(wǎng)格,地面、墻面和頂部分別用厚度2~2.5mm的優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板焊接而成。具有很高的強(qiáng)度和剛性,完全能起到物理防護(hù)和電磁防護(hù)的作用。
  屏蔽機(jī)房建設(shè)
  2. 屏蔽門
  屏蔽室性能的好壞,其主要因素取決于是否有一個(gè)高性能的屏蔽門,屏蔽門是通過利用簧片與門板上的“刀”壓接,從而使泄漏的電磁波的路徑增大,達(dá)到防漏的要求。
  3. 電源濾波器
  濾波就是利用器件的頻譜特性,控制有害干擾的流向或吸收干擾以達(dá)到控制干擾的目的。濾波技術(shù)是抑制傳導(dǎo)干擾的主要手段之一,也是提高電子設(shè)備抗傳導(dǎo)干擾能力的重要措施。
  4. 通風(fēng)波導(dǎo)
  通過計(jì)算風(fēng)量,選擇通風(fēng)波導(dǎo)面積和數(shù)量,在屏蔽殼體上安裝六角蜂窩狀的通風(fēng)波導(dǎo)窗。通風(fēng)波導(dǎo)窗是按照微波理論(截止波導(dǎo))及嚴(yán)格工藝,用模具制成六角蜂窩狀截止波導(dǎo)管通過真空鉛焊接構(gòu)成;使用頻率:10kHz~10GHz,屏蔽效能:100dB。
  5. 截止波
  7.5/d,式中:f—截止頻率、d—圓波導(dǎo)管內(nèi)的直徑。對(duì)綜合布線系統(tǒng)采用光纜進(jìn)入屏蔽機(jī)房的方式,光纜通過波導(dǎo)管進(jìn)入屏蔽機(jī)房,其波導(dǎo)管的長(zhǎng)度L大于6d。在屏蔽機(jī)房通過光端機(jī),將電信號(hào)變成光信號(hào),再將光纖穿過截止波導(dǎo)管, 在屏蔽機(jī)房外將光信號(hào)變成電信號(hào)。
  常見的屏蔽材料
  1. 橡膠芯編織網(wǎng)屏蔽襯墊
  橡膠和金屬絲可選(蒙乃爾絲、鍍錫鋼芯銅絲),應(yīng)用于機(jī)箱、機(jī)柜縫隙屏蔽、屏蔽室和屏蔽方艙。有溝槽安裝和表面貼裝兩種方式。
  2. 導(dǎo)電橡膠屏蔽襯墊
  主要包括:導(dǎo)電橡膠板、導(dǎo)電橡膠屏蔽條、雙層導(dǎo)電橡膠屏蔽襯墊內(nèi)層:硅橡膠,外層:導(dǎo)電橡膠。
  3. 鈹銅簧片屏蔽襯墊
  鈹銅制成的簧片適用于通信、計(jì)算機(jī)、屏蔽室、屏蔽方艙等設(shè)備的縫隙設(shè)計(jì)中。它既解決了其它襯墊不能承受切向運(yùn)動(dòng)的問題,又具有很高屏蔽效能,同時(shí)還具有高導(dǎo)熱性,耐壓性好的特點(diǎn)。
  4. 導(dǎo)電膠
  主要包括:硅脂導(dǎo)電膠,用于導(dǎo)電橡膠板與金屬粘接;導(dǎo)電橡膠條與金屬粘接;環(huán)氧導(dǎo)電膠,用于金屬與金屬粘接、印刷電路板線路連接、微波元件引線連接、金屬絲網(wǎng)屏蔽條固定。
  5. 導(dǎo)電填充物(導(dǎo)電膩?zhàn)?
  應(yīng)用:用于無法加屏蔽襯墊的縫隙處屏蔽。
  6. 磁場(chǎng)屏蔽材料
  工作頻率或100kHz以下磁場(chǎng)屏蔽,需要提供極低磁阻表面來完成,磁場(chǎng)屏蔽材料提供高導(dǎo)磁率屏蔽材料。
  7. 屏蔽玻璃
  應(yīng)用:電子設(shè)備需要透光的窗口,如:CRT、儀器儀表夜晶顯示窗口。
  8. 透光導(dǎo)電聚脂膜
  電子設(shè)備顯示窗口屏蔽,透光率:70%,最佳屏蔽效能:40~60dB。
  9. 屏蔽通風(fēng)板
  10. 屏蔽膠帶
  主要包括:電磁屏蔽膠帶、導(dǎo)電法蘭保護(hù)膠帶。
  屏蔽機(jī)房監(jiān)理要點(diǎn)
  設(shè)計(jì)要點(diǎn)
  1.此處以鋼板焊接式電磁屏蔽室為例。包括六面龍骨框架、冷軋鋼板。龍骨框架由槽鋼、方管焊接而成,材料規(guī)格按屏蔽室大小確定地面龍骨(地梁)應(yīng)與地面進(jìn)行絕緣處理。墻、頂部冷軋鋼板厚度2mm,底部鋼板厚3mm,先在車間預(yù)制成模塊,分別焊接在龍骨框架內(nèi)側(cè)。所有焊接均采用CO2保護(hù)焊,連續(xù)滿焊,并用專用設(shè)備撿漏,防止漏波。所有鋼質(zhì)殼體必須進(jìn)行良好的防銹處理;
  2. 電磁屏蔽門:電磁屏蔽門是屏蔽室唯一活動(dòng)部件,也是屏蔽室綜合屏蔽效能的關(guān)鍵,技術(shù)含量較高,材料特殊,工藝極其復(fù)雜,共426道工序。電磁屏蔽門有鉸鏈?zhǔn)讲宓堕T、平移門兩大類,各有手動(dòng)、電動(dòng)、全自動(dòng)等形式。如考慮使用的穩(wěn)定性及性價(jià)比,則首選手動(dòng)插刀式鉸鏈門;
  3. 蜂窩型通風(fēng)波導(dǎo)窗:通風(fēng)換氣、調(diào)節(jié)空氣是屏蔽室必備設(shè)施。蜂窩型波導(dǎo)窗由對(duì)邊距42mm的六邊形鋼質(zhì)波導(dǎo)管集合組成,波導(dǎo)管不妨礙空氣流通,卻對(duì)電磁輻射有截止作用。目前主要采用300mm×300mm×42mm規(guī)格的全焊接式蜂窩式波導(dǎo)窗,插入損耗150KHz~1GHz≥100dB,完全滿足規(guī)范要求。屏蔽室按面積大小配置相應(yīng)數(shù)量的波導(dǎo)窗,分別用于進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、瀉壓;
  4. 強(qiáng)弱電濾波器:進(jìn)入屏蔽室的電源線、通信信號(hào)線等導(dǎo)體都會(huì)夾帶傳導(dǎo)電磁干擾,必須有相應(yīng)的濾波器加以濾除。濾波器是由無源元件(電感、電容)構(gòu)成的無源雙向網(wǎng)絡(luò),其主要性能參數(shù)是截止頻率(低通、高通、帶通、帶阻)、插入損耗(阻帶衰減量),濾波性能取決于濾波級(jí)數(shù)(濾波器濾波元件數(shù))、濾波器結(jié)構(gòu)類型(單電容型C型、單電感型L型、π型)等;
  5. 波導(dǎo)管:進(jìn)入防護(hù)室的各種非導(dǎo)體管線如消防噴淋管、光纖等,均應(yīng)通過波導(dǎo)管,波導(dǎo)管對(duì)電磁輻射的截止原理與波導(dǎo)窗相同;
  6. 被屏蔽的物體(設(shè)備等)不要安排在緊靠屏蔽體的位置上,以盡量減少通過被屏蔽物體體內(nèi)的磁通;
  7. 必須盡量減少結(jié)構(gòu)的電氣不連續(xù)性,以便控制經(jīng)底板和機(jī)殼進(jìn)出的泄漏輻射。提高縫隙屏蔽效能的結(jié)構(gòu)措施包括增加縫隙深度,減少縫隙長(zhǎng)度,在結(jié)合面上加入導(dǎo)電襯墊,在接縫處涂上導(dǎo)電涂料,縮短螺釘間距離等。
  施工要點(diǎn)
  1.在底板和機(jī)殼的每一條縫和不連續(xù)處要盡可能好的搭接。搭接的程度對(duì)殼體的屏蔽效能起決定性作用;在屏蔽、通風(fēng)和強(qiáng)度要求高而質(zhì)量不苛刻時(shí),用蜂窩板屏蔽通風(fēng)口,最好用焊接方式保持線連接,防止泄漏。
  2. 在可能的情況下,接縫應(yīng)焊接。在條件受限制的情況下,可用點(diǎn)焊、曉間距的鉚接和用螺釘來固定。用螺釘或鉚接進(jìn)行搭接時(shí),應(yīng)首先在縫的中部搭接好,然后逐漸向兩端延伸,以防金屬表面的彎曲,在不加導(dǎo)電襯墊時(shí),螺釘間距一般應(yīng)小于最高工作頻率的1%,至少不大于1/20波長(zhǎng);
  3. 要注意由于電纜穿過機(jī)殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導(dǎo)線穿過屏蔽體時(shí),屏蔽效能降低30db以上;電源線進(jìn)入機(jī)殼時(shí),全部應(yīng)通過濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機(jī)殼外;若濾波器結(jié)構(gòu)不宜穿出機(jī)殼,則應(yīng)在電源線進(jìn)入機(jī)殼處專為濾波器設(shè)置一隔艙;信號(hào)線、控制線進(jìn)入/穿出機(jī)殼時(shí),要通過適當(dāng)?shù)臑V波器。具有濾波插針的多芯連接器適用于這種場(chǎng)合;
  4. 穿過屏蔽體的金屬控制軸,應(yīng)該用金屬觸片、接地螺母或射頻襯墊接地。也可不用接地的金屬軸而用其它軸貫通,一般采用波導(dǎo)截止頻率比工作頻率高的圓管來做控制軸;必須注意在截止波導(dǎo)孔內(nèi)貫通金屬軸或?qū)Ь€時(shí)會(huì)嚴(yán)重降低屏蔽效能;
  5. 在接縫不平整的地方,或在可移動(dòng)的面板等處,必須使用高導(dǎo)電率和彈性好的導(dǎo)電襯墊或指形彈簧材料;保證緊固方法有足夠的壓力,以便在有變形受力、沖擊、震動(dòng)時(shí)保持表面接觸;
  6. 保證同襯墊材料配合的金屬表面沒有任何非導(dǎo)電保護(hù)層;
  7. 可通過截止波導(dǎo)或通風(fēng)板對(duì)窗進(jìn)行屏蔽,也可以用鍍膜或夾金屬網(wǎng)的屏蔽窗用于顯示器監(jiān)視器等;盡可能在指示器、顯示器后面加屏蔽,并對(duì)所有引線用穿心電容濾波;在不能從后面屏蔽指示器/顯示器和對(duì)引線濾波時(shí),要用與機(jī)殼連續(xù)連接的金屬網(wǎng)或?qū)щ姴A帘沃甘酒?顯示器的前面。對(duì)夾金屬絲的屏蔽玻璃,在保持合理透光度條件下,對(duì)30~1000m的屏蔽效能可達(dá)50~110db。在透明塑料或玻璃上鍍透明導(dǎo)電膜,其屏蔽效果一般不大于20db;
  8. 在操作器件(如旋鈕按鍵撥動(dòng)開關(guān)等)的處理方面,當(dāng)信號(hào)頻率較高時(shí),可利用截止波導(dǎo)管的原理;當(dāng)信號(hào)頻率較低時(shí),可利用隔離艙將其與其他電路部分割離;
  9. 指示燈表盤處理可以采用:金屬網(wǎng)屏蔽、截止波導(dǎo)管法、濾波器、加隔離窗;
  10. 屏蔽機(jī)房?jī)?nèi)一般考慮混合接地,一般把設(shè)備地線分成類:電源地和信號(hào)地。設(shè)備中各部分的電源地線都接到電源總線上,所有信號(hào)地都接到信號(hào)總線上。兩根總線最后匯總到公共的參考地。
  展望
  電子屏蔽技術(shù)已經(jīng)不僅僅是政府、企業(yè)的一種保密手段,更會(huì)在國(guó)家的重要安全領(lǐng)域起到至關(guān)重要的作用,比如軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中的電子對(duì)抗、航空航電技術(shù)的安全等等,將來隨著無線技術(shù)的發(fā)展,信號(hào)分離、過濾技術(shù)、加密手段的提高,屏蔽技術(shù)也將得到更大的發(fā)展。
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