电缆屏蔽金属网屏蔽效能的工程计算
电缆屏蔽计算公式
电缆屏蔽计算公式
电缆屏蔽计算公式是一种用于计算电缆屏蔽效果的方法。
在电缆传输中，电缆外部的干扰会对信号的传输质量产生不良影响，因此需要通过屏蔽来保护电缆，减少干扰的影响。
电缆的屏蔽效果可以通过屏蔽系数来描述，屏蔽系数越高，表示屏蔽效果越好。
屏蔽因子=(1+4πσ/ωε)^-1
其中，σ为屏蔽材料的导电率，ω为工作频率，ε为电缆绝缘材料的介电常数。
屏蔽因子越高，表示外屏蔽的效果越好。
电缆的内屏蔽采用铜丝编织、铜箔、铝箔等方式，其屏蔽效果可以通过衰减因子来描述。
根据电场理论，内屏蔽的衰减因子与屏蔽材料的传导率、电缆内径、屏蔽厚度等因素有关。
具体计算公式如下：
衰减因子=(1+4πσ/ωε)^-1
其中，σ为屏蔽材料的导电率，ω为工作频率，ε为电缆绝缘材料的介电常数。
衰减因子越高，表示内屏蔽的效果越好。
在实际应用中，电缆常常同时具有外屏蔽和内屏蔽，屏蔽效果由两者共同决定。
总屏蔽效果可以通过屏蔽系数来描述，屏蔽系数被定义为外屏蔽因子与内屏蔽因子的乘积。
具体计算公式如下：
屏蔽系数=外屏蔽因子×内屏蔽因子
屏蔽系数越高，表示总屏蔽的效果越好。
需要注意的是，以上公式是根据理论推导得出的近似公式，实际应用中还需要考虑电缆的具体结构、工作环境等因素，以及各种因素之间的相互影响。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行修正和调整，确保计
算结果的准确性。
此外，还需要结合实测数据进行验证，以保证计算结果的可靠性。
屏蔽效能的计算
小环天线，表现为低电压、大电流，其辐射场主要 为磁场 短单极天线，表现为高电压、小电流，其辐射场主 要为电场
§ 6.1.2 屏蔽原理
E0 SEE 20 lg E1
SEH 20 lg H0 H1
( dB)
（6-2）
( dB)
上式中，E0H0为未屏蔽时测得的场强， E1H1为屏蔽后测 得的场强。 金属板的综合屏蔽效能可表示为：
2. 截至波导式通风板
为满足屏蔽机箱的散热要求，有 时需要开始通风孔洞，如果处理不 好，常常是屏蔽性能下降的重要原 因。通常采用截至波导式蜂窝板, 屏蔽效能在1GHz时，可达120dB. 工作频带宽，直到微波频段仍有 较高的屏蔽效能；
对空气阻力小，风压损失少； 机械强度高，工作可靠稳定。
Z s 6.39 107
( dB)
Z=
1 ( ) 2f 0 r 2f0r ( )
377 ( )
r
fr
( )
近场电场 近场磁场 远场
B为负值，将削弱屏蔽效能，当A > 10 dB时，该修正因 子可以忽略。
常用金属屏蔽材料的r 和 r（铜r=1， r=1）
屏蔽材料
滤波器不同放置方式
§ 6.2.2 滤波元件
在滤波器设计中，通常会使用一些专用的元件。
1. 三端电容器
除了简单的电感性滤波器之外，任何低通滤波器都要使用旁路电 容。由于电容器引线电感的存在，滤波器的高频性能将受到限制。 如果将电容器的输入和输出端分开，则引线电感可以得到利用。
2. 馈通电容器
对于信号线滤波器，当在UHF或更高频段内要获得更好的滤波效 果，特别是为了保护屏蔽体不被导线穿透时，必须使用馈通滤波器。 馈通电容器外表面直接用螺纹或焊接的方式连接到金属屏蔽体构 成接地，由于地电流分散在中心导体的360的范围内，以此实际上不 存在电感，电容可以在超过1GHz的频率范围内，保持良好特性。
屏蔽效能的计算
远场电磁屏蔽应采用高导电率金属并良好接地。
实践表明，低频磁场是在线监测中最难屏蔽的，主要因为，
低频 —— 吸收损耗 A 小 磁场 —— 反射损耗 R 小 屏蔽低频磁场主要采用高导磁率材料，以提高吸收损 耗。但应注意以下问题。 1. 材料手册上通常给出的是直流下的磁导率。但一般直流 时磁导率越高，随频率的升高，下降的也越快。 2. 高导磁率材料在经过加工或受到冲击时，导磁率会明显 下降。 3. 高导磁率材料会在强磁场中饱和，丧失屏蔽效能。
（6-1）
例1 如果屏蔽体局干扰源的距离d =1 m，根据判别条件
d = / 2 = 1 m
可求出相应的临界频率
f0 = c / = 47.7MHz
那么此时对于频率f > f0的辐射可认为是远场平面波； 而当频率 f < f0时，则可看作是近场。
对于常见两种天线：小环天线和短单极天线，两者远场 的电磁场分布特性是基本一致的。
屏蔽材料
银 铝 黄铜 不锈钢 热轧硅钢 冷轧钢
r
1.064 0.61 0.35 0.02 0.038 0.17
r
1 1 1 200 1500 180
rr
1.03 0.70 0.59 2.00 7.59 5.53
r r
1.03 0.78 0.59 0.01 0.0051 0.031
例2 设环状辐射源频率f =15 kHz, 在与辐射源相距50cm处有厚
近场
电场屏蔽 RE 141.7 10 lg(r f 3r2 r )
(dB) （6-5）
ImNaoge 磁场屏蔽 RH 74.6 10 lg(r f rr2 ) (dB)
电缆允许短路电流和电缆金属屏蔽短路电流的计算
0,t
Ws
R1 R2 Ks
1
R1
exp R12t
erfc R1
t
1 1 R2
exp R22t erfc R2
t 1
Xs2 3.629171622 2.905347919 1.764948595 0.564379804
Xs4
Ys
Xp2
Xp4
(Dc/s)^2
导体最高工作温度下交流电阻
0.00022303
屏蔽等效 截面积
As m2 0.000197473 0.000204282 0.000177044 0.000140728
单丝根数 60 60 60 19
屏蔽平均直径 Ds m
0.04709 0.04879 0.0424 0.0334
单线直径mm 3.8
温度系数α
ρ20
0.003931 1.7241E-08
8.4398E-05 495557.4813 3500000
9.73823E-05 657971.2313 3500000
0.000122513 1050822.125 3500000
Rs
20 As
Ws
I 2 Rs Ds
导体最高工 作温度θ 90 90 90 90
短路时间 t s 3 1 1 1
3.4
0.003931 1.7241E-08
2.65
0.003931 1.7241E-08
2.65
0.003931 1.7241E-08
单位长度屏蔽电 单位面积屏蔽 导体20度时
阻
散发热量 的热容系数
Rs
Ws
kc
Ω/m
W/m2
J/℃.m3
屏蔽效能
EMC实验报告学号：******** 班级：04101101姓名：***EMC 屏蔽效能的测试报告一、实验原理：1. GB12190-1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法：指测试过程中，除了与特定设施有关的频率之外，为考核屏蔽室屏蔽效能而选取的典型测试频率范围，分以下三个频段(见表1)。
表11）在20-300MHz 频段内由于天线尺寸和屏蔽室的谐振效应，使测量结果常常会因测试方法的微小变动产生极不正常的变化，所以在该频段内未推荐测试方法。
如确有必要侧试，本标准的小环法或频段II 测试方法可供参考。
2)侮个频段仅测一个频率点，用以粗略估计屏蔽室的屏蔽效能。
屏蔽效能的表示：在频段I ，屏蔽效能由右式表示:SE=20log12E E→→，在频段II ，屏蔽效能由右式表示:SE=20log12HH →→，在频段III ，屏蔽效能根据指示器方式的用右式表示:SE=10log 12P P 。
2. 测量的一般要求一般要求a.在正式侧量之前可对屏蔽室进行初测，找出性能差的门、接缝和安装不良的电源滤波器及通风孔，以便正式测量之前子以修补。
对于新建的屏蔽室，尤其有必要进行初测;b.在测试之前，应把金属设备或带金属的设备搬走，如桌子、椅子、柜子和不用的仪器等;c.屏蔽室的电源滤波器及室内电源线只给检测仪器及照明供电;d.在测试中，所有的射频电缆、电源和其他平时要求进人屏蔽室的设施均应按正常位置放置;e.电磁环境应满足GB 3907的要求，检测仪器本身应满足抗干扰要求，f.为了不致发生生理危害，应采取专门的预防措施，这对频段Ⅲ的测量尤为重要;9.测量中，对各种导线、电缆的进出口、门、观察口及板与板之间的接缝应特别注意;h.有些测试方法要求在不同的位置、不同的极化条件下对某一结构要素作多次测量，i.测试报告应记录可接近的屏蔽壁数目、受试屏蔽壁的数目，以及局部测试区的数目和位置。
3.测试用天线本标准对不同频段的测试天线规定如下:a.频段I:环形天线，b.频段I:偶极子天线，c.频段III:微波喇叭及其等效天线。
屏蔽效能的计算
E (0)
21e
2 2 L 2
屏蔽的平面波模型
因此，区域2中从X=0处向右传播的所有波的和为：
Etotal E 2 (0) E 21 (0) E 22 (0) E 2 (0) 1 21 23 e
2 2 L
21
23 e
2 2 L 2
式中
21 (Z1 Z2 ) (Z1 Z2 ), 23 (Z3 Z2 ) (Z3 Z2 )
当
21 23e 2
2L
1 时，
Etotal E2 (0) 1 21 23e 2 2 L E 2 ( 0) E 2 ( 0)
距离
一
单层屏蔽体
1
具有下标（ 1,2,3 ）的 μ 、 ε 、E （0） σ分别依次表示各区域中媒 质的磁导率、介电常数和 E1 γ 1 电导率； γ 、 Z 分别依次表 示各区域中平面电磁波的 H1 传播常数、媒质的本征阻 2 Z1 抗，且
E2i（0）
E2（0）
E3 (L）
T12 ρ21
ρ
23
T23 H3
E3 (L）
Etotal E 2(0)
1 1 21 23e
2 2 L
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1T23ρ Nhomakorabea23E3
γ
3
H3
2
E1(0)T 12 1 21 23e 2 2 L
Z1 0
Z2 L
Z3 x
图 屏蔽的平面波模型
Etotal沿+x方向传播距离L后形成
t H (0) 2Z 2 T12H i H (0) Z1 Z 2
屏蔽计算
1.单向覆盖系数的计算编织密度单向覆盖系数金属丝直径每锭根数编织节距锭子总数屏蔽层直径线芯直径K%Kf d n L m D D 0830.58910.1561716.00 5.60 5.30 3.1按编织角计算金属丝重量根数金属丝直径交叉系数编织角1/2锭数材料密度W Cu n d k SIN θa r 19.68120.10 1.020.6988.89金属丝重量根数金属丝直径交叉系数编织角1/2锭数材料密度W CCAM n d k SIN θa r 4.5340.13 1.020.698 3.63金属丝重量线芯直径金属丝直径交叉系数材料密度W Cu D 0d k r 7.87 2.790.10 1.028.89金属丝重量线芯直径金属丝直径交叉系数材料密度W CCAM D 0d k r 4.67 3.080.13 1.02 3.634.金属丝根数的计算n=[3.14(D0+2d)*Kf*sin θ］／ad金属丝根数线芯直径金属丝直径单向覆盖率编织角1/2锭数n D 0d Kf 45.00a 4 2.550.100.550.718 5.扁型线芯金属丝根数的计算n=[3.14(D0+2d)*Kf*sin θ］／ad 金属丝根数相当线芯直径金属丝直径单向覆盖率编织角1/2锭数线芯周长绝缘外径n Dx d Kf 45.00a c d04 2.550.100.550.7188.02 1.56二.SYV同轴电缆参数计算（GB/T14864-1993）1.单向覆盖系数的计算编织密度填充系数股宽度金属丝直径拼股数编织节距锭子总数平均直径K%Kt W dw N L n D 890.66120.960.12816.816.00 5.122.编织密度K=(2Kf+Kf 2)*100%单向覆盖系数Kf 0.59 Kf=(mnd/2L)[1+(L/3.14D)2)1/2 W=3.14*d 2*a*n*k*r/2sin θ3.2按单向覆盖系数计算W=（D 0+2d）d*Kf*k*r*3.14*3.14/2单向覆盖系数Kf 0.59一.RVVP屏蔽软电缆参数的计算（JB8734-1998)Kf=(mnd/2L)[1+(L/3.14D)2)1/2 2.编织密度K=(2Kf+Kf 2)*100%3.金属丝重量的计算平均周长C 正切值θ正弦值17.590.7744.020.69纵包铝箔外径平均周长D3C θ4.8816.080.7643.74编织角编织角。
屏蔽效能分析
A
13
表2-2列出了常用金属材料对铜的相对电导率和相对磁导 率。 根据要求的吸收衰减量可求出屏蔽体的厚度, 由式
t
A20lge
8.69t
得
l
A
0.131 f rr
表2-2
A
14
3．电磁波的多次反射损耗
电磁波穿出屏蔽体时， 在穿出面发生反射， 该反射波返回进入面 时再次被反射，如此 反复，直到其能量被 吸收至可以忽略为止。
双层编织屏蔽则可达80~90dB。
A
20
谢谢！
A
21
截止频率 屏蔽效能
fc 1.5108/b SE20lg1.5108
bf
网眼宽度
(f fc时)
SE0 (f fc时)
一般，在1~100MHz内，金属屏蔽网SE=60~100dB，
玻璃夹层金属屏蔽网SE=50~90dB。
用金属丝网作窥视窗时其透明度较差。
A
19
5．薄膜及导电玻璃的影响
在玻璃或有机介质薄膜上真空蒸发或喷涂一层导电 薄膜作为电磁屏蔽体，可用来代替玻璃夹层的金属丝 网结构。
多次反射损耗 B2l0g1 (e2t/δ)
A
15
三 屏蔽体不完整对屏蔽效果的影响
屏蔽体上总会有门、盖、仪表、开关等各种孔缝隙，以及连线 穿透，这些都不同程度地破坏了屏蔽的完整性。
A
16
影响因素：开孔的最大线性尺寸（并非面积）、波 阻抗、电磁波的频率等。
1．缝隙的影响
当趋肤深度δ>0.3g时
Hg H0et/g
Z1=
2r
(120 )
③ 在高阻抗电场源的近场（ r ）
2π
Z1=
Hale Waihona Puke (120) 2r2r 1
电线电缆参数(屏蔽密度、铜重,装盘量等)计算
L为铝箔线长度1m 为铝箔比重(20 为0.0036g/cm ，25 为0.0043g/cm ，38 为0.0067g/cm )
7.单位长度包纸线白棉纸之重量：
G=
其中：
G为1m包纸线之白棉纸的重量(kg)D为绞合外径，单位为mm
为圆周率k为铝箔之重迭系数(1.4~1.5)
G=(ID -D )
其中：
G为1m芯线绝缘体之重量，单位为kgID为芯线之绝缘外径，单位为mm
D为芯线之导体外径，单位为mm 为圆周率
L为芯线长度1m
为绝缘材质之比重(PVC为1.45g/cm ，PP或PE为0.93 g/cm )
5.单位长度之线缆外层被覆的重量：
(1)套管型(被覆层截面为规则之环形)：(2)充实型(被覆内层嵌入半成品)
三．绞距(节距)相关计算：
1．齿轮比的求法：
通过齿轮比变换绞距的机台，都有其固定的绞距和齿轮比对照表。在对照表中，齿轮比之比等于绞距(节距)之比。即：
电线电缆制程相关计算
一．材料相关计算：
1.单位重量铜线之米数：
L= = = =
由于绞铜外层铜线是绕卷斜行的，故其实物长度要比上式之计算结果偏短，实际计算时还需除以一个绞距系数，上式即变为L=
其中：
L为1000克铜线之长度，单位为mG为铜线重量1000克
为铜的比重8.89g/cm S为铜线之截面积，单位为mm
d为导体之线径，单位为mmds为内SKIN层线径，单位为mm
Ds为外SKIN层线径，单位为mm
则物理发泡外模计算公式为：
注：此处SKIN层厚度取值为0.05mm，即 -Df=0.1mm、ds-d=0.1mm，发泡度取70%。
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）。
电线电缆编织屏蔽或铠装层的耗量计算
已知条件或是假定条件清列
编织(铠装)材料的比重g=9(g/cm3)
编织(铠装)前外径Do= 4.4(mm)
编织(铠装)的锭数Zd=16
Z锭=5
编织(铠装)的每锭单丝根
编织(铠装)的单丝外径b0.15(mm)
要求的编织覆盖率(最小)
P=85(%)
在已知要求覆盖率要求下每组丝单向覆盖率的计算
根据已知公式P=(2p-p2)*100%
计算可得单向覆盖率p=0.612701665
在已知要求下编织外径的计算
根据已知公式D=Do+2t
计算可得编织外径D=5
在已知条件下编织角的计算
根据已知公式Z锭=((π*(Do+t)*p*sinα)/(a*b)
其中:Do编织前外径
t编织厚度
p单向覆盖率
sinα编织角
a总锭数的二分之一
b单丝覆盖宽度
计算可得编织角sinα=0.663234742
在已知条件下编织材料消耗重量的计算
根据已知公式W织=(Zd*Z锭*b*b*π/4*g)/sinα*K
其中:K编织交叉时增加长度系数,取值 1.02计算可得重量W织=19.57(千克/千米)
也可根据已知公式W织=(2*π*(Do+t)*p)/b*b^2*π/4*g)*K
其中:K编织交叉时增加长度系数,取值 1.02
计算可得重量W织=19.57(千克/千米)。
导体和金属屏蔽热稳定计算书
导体和金属屏蔽热稳定计算书电缆导体及金属护套的短路热稳定性主要通过热稳定性短路电流和短路时间来进行校验，主要校验方法如下：一、允许短路电流的计算电缆中任何载流元件，其额定短路电流的计算方法都采用绝热方法，即在短路时间内，热量保留在在流体内。
实际上在短路时，一些热量会传入相邻的材料中去，并非是绝热的，但按极端条件计算，其结果是偏于安全的。
IEC-986(1989)标准推荐的短路电流计算公式中忽略热损失。
采用绝热方法导出的公式对大多数情况是准确的。
任何误差都是偏于安全的。
对任何初始温度从绝热温升方程中导出短路电流计算公式如下：式中：S—载流体截面积，mm²，对于导体和金属套而言，使用标称截面足够了（如果是屏蔽，此值需仔细考虑）：I AD——短路电流（短路期间内电流有效值），A：t——短路时间，s，自动合闸情况下，t是短路电流持续时间的集合，最大到5s，二次短路之间任何冷却作用均忽略：K——与载流体材料有关的常数，As½/mm²，见表1。
θr——最终温度，℃；θi——起始温度，℃；β——0℃时载流体电阻温度系数的倒数，K,见附表1；σc——20℃时载流体比热，J/K·m³，见附表1；ρ20——导体20℃时电阻率，Ω·m，见附表1；二、短路电流计算简化式短路电流的实际过度过程是比较复杂的。
短路电流从产生瞬间时电流到衰变为暂态电流，最后达到稳定电流。
短路过程中载流导体的热效应正比于短路电流的平方并截止于切断故障的实际动作时间t。
一般情况下，短路电流作用时间很短，可以认为导体短路是个绝热过程。
通过分析和换算，可以将公式1化简为：式中：S——载流体截面积，mm²，对于导体和金属套而言，使用标称截面足够了（如果是屏蔽，此值需仔细考虑）；I AD——短路电流（短路期间内电流有效值），A：t——短路时间，s，自动合闸情况下，t是短路电流持续时间的集合，最大到5s，二次短路之间任何冷却作用均忽略：C——热稳定系数，见附表2。
电缆屏蔽金属网屏蔽效能的工程计算
电缆屏蔽金属网屏蔽效能的工程计算前言：众所周知，电缆屏蔽层包括金属屏蔽和非金属屏蔽两种形式，采用哪一种屏蔽形式取决于电缆的种类。
电力电缆为了屏蔽和均化电场，承载故障电流，通常采用金属屏蔽形式。
而在国家标准GB/T12706《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》中仅规定：“金属屏蔽应由一根或多根金属带、金属编织、金属丝的同心层或金属丝与金属带的组合结构组成。
”“铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成，也可采用双层软铜带间隙绕包。
”“单芯电缆铜带标称厚度≥0.12mm，三芯电缆铜带标称厚度≥0.10mm。
”“铜丝屏蔽由疏绕的软铜线组成，其表面应用反向绕包的铜丝或铜带扎紧，相邻铜丝的平均间隙应不大于4mm。
”金属带或金属丝屏蔽主要是在发生短路的情况下，在一定时间内承担一部分故障电流，避免绝缘在过高的电流影响下产生热击穿。
前提是金属屏蔽必须有牢靠的接地措施，金属屏蔽的几何截面积应能满足相应的电气要求。
当电压等级低于35kV或导体标称截面积小于500mm2时，国家标准GB/T 12706没有明确规定金属带或金属丝屏蔽的使用范围，国内在没有特殊要求时均采用铜带屏蔽结构；DIN VED 0276和AS/NZS 1429.1要求电缆的金属屏蔽应采用铜丝屏蔽结构，并对铜丝屏蔽的几何截面积或电气要求进行规定。
主要原因为国内电缆大多采用经小电阻接地方式，采用铜带屏蔽即可满足承载故障电流的要求；国外电缆大多采用直接接地方式，需采用铜丝屏蔽才可满足承载故障电流的要求。
那么，怎样计算铜带和铜丝屏蔽结构可承载的故障电流呢？在计算过程中又应注意哪些问题呢？允许故障电流的计算在进行计算前，需对以下符号的含义加以说明：A—考虑到四周或邻近材料的热性能常熟，(mm2/s)1/2；B—考虑到四周或邻近材料的热性能常熟，mm2/s；F—不完善的热接触因数；I—短路期间允许故障电流的有效值，A；IAD—短路期间，在绝热基础上计算的故障电流，A；K—载流体材料常数；M—热接触因数，S-1/2；S—载流体几何截面，mm2；n—包带层数或单线根数；d—单丝直径，mm；t—短路持续时间，s；w—带宽，mm；β—0℃时电阻温度系数的倒数，K；δ—金属护套、屏蔽层或铠装层厚度，mm；ε—考虑热量损失在临近层的因数；θf—终止温度，℃；θi—起始温度，℃；ρ3—金属护套、屏蔽层或铠装层四周媒介热阻，K.m/W；ζ1—屏蔽层、金属护套或铠装层比热，J/K.m3；ζ2、ζ3—屏蔽层、金属护套或铠装层四周媒介比热，J/K.m3。
关于电力电缆金属护套的磁实际屏蔽系数计算方法
一、 在磁影响下电力电缆金属护套的屏蔽系数基本 表达式
在具有分 布参 数金属护套上 ， 当电力电缆芯线单相短路 时 短路 电流在护套 卜 任 意点 、 处
的感应电压 Ｕ （ ｘ ） 和电流 Ｉ （ ｘ ） ， 可 用如下方程计算Ｉ 见参考文献第 １ ５ 页］ ：
［ Ｉ ＇ ｌ 十 Ｋ Ｉ １ ０ １ － ｔ ‘ （ ・ ， １ 二 卜 Ｚ ｓ ｈ ｙ ， ｘ 式中： Ｙ 为护套传播常数； 及 为护 套波阻抗；
电磁 兼 容 论 文 集 ：Ｙ Ｉ 当两 端不 接地， 即Ｒ ， ＝ Ｒ ２ ‘二， ： ： ＝ ｅ ２ ＝ １ ９ ０ ＇ 时： ６ ＝２＿ ７ Ｉ Ｌ
， ‘ “ 凡
当中间不考虑分布接地 只两端集 中接地时 ： ‘二
Ｒ， ＋Ｒ２ Ｒ， ＋Ｒ２ ＋乙ｌ
三、单相对金属护 套短路状态的磁实际屏蔽 系数 在工程设 计中也 应考 虑此种状态， 以 提高屏蔽作用， 在此仍然考虑中间分布接地和两端集 中接地。（ １ ） 式的边界条件为： Ｕ ： 二一 Ｒ ， １ ，・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 卜 ‘ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ …… （ ９ ） 若金属护套与变压器中性点 共同 接地： Ｉ 、 二 １ ０ ＋ Ｉ （ ０ ） ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ …… （ １ ０ ）
ｃ ＝ ｙ ｌ ｓ ｈ （ ｒ ｌ ＋ ｅ 万 不 下 ｛ ｓ ｈ ｅ ， ［ ｓ ｈ （ ｙ ｌ ＋ ‘ ， ） 一 ｓ ｈ ｅ ， ＋ ｓ ｈ ｅ ， ［ ｓ ｈ （ ｙ ｌ ＋ ｅ ２ ） 一 ， ｈ ｅ ２ Ｊ ｝（ “ ）
电路法计算屏蔽效能
电路法计算屏蔽效能一般来说，有三种方法可以用来计算屏蔽体屏蔽效能：1．传输线方法2．电路方法3．波导法传输线方法是以平面电磁波通过一个薄片或者无限延伸的薄片的传播方程和传输线方程之间的差异为基础。
最初，这种方法适用于外壳的尺寸比波长大得多，屏蔽壳和源之间的距离相对很大的情况下。
后来，有人将此法应用到源和屏蔽壳距离很近或者波长比屏蔽壳的尺寸大的情况，但是这种情况下的结果不太可靠，经常出现过估计。
尤其是当考虑低频区域内的金属薄屏蔽壳的屏蔽效果时，由于此时屏蔽壳的尺寸比波长要小，源的距离比较大。
电路方法同理论解的结果很吻合，无论是在稳态还是暂态激励的情况下。
电路方法的一个重要方面就是它考虑屏蔽外壳的整体几何尺寸。
例如：在低频情况下，用电路方法表明一个屏蔽壳对平面波的屏蔽效能不仅是壳壁材料和壁厚度的函数，也是屏蔽壳整体尺寸的函数。
另一方面，同电路方法和其他方法相比较，传输线方法仅仅考虑屏蔽壳的材料和壁厚度，这通常会导致平面波的屏蔽效能计算偏大。
电路方法有低频和高频近似公式。
对于典型的薄壁型屏蔽外壳置于低频交流磁场比如elf频带或者更高频带，使用低频近似公式是比较合理的。
1．低频屏蔽问题的定性分析通常，有必要考虑任意类型的电磁波施加在屏蔽壳的情况，但是，为了简化处理，仅仅考虑平面波作为入射波。
当屏蔽壳的结构尺寸远远小于波长的时候，入射波基本是散射的。
电场的高阻抗作用和磁场的低阻抗作用将分别对待，。
在屏蔽壳表面上的电场和磁场分布将根据散射理论或者简单的准静态场原理来处理。
一旦外部场的分布求得，内部场的解就能计算出来。
如图一，静电场施加在一个盒子上，外部场认为是均匀的。
盒子表面感应的电荷和电场线如图所示：每一根场线均起止于一个感应电荷。
由于在盒子的内部没有未中和的电荷，因此电场不能透入到盒子内部。
让电场随时间而变化，将会有能量耦合进屏蔽层内部。
电荷将会重新分布，造成电流在盒子的上边缘和下边沿之间流动。
电流流动引起盒子上下部分之间的电压降。
schelkunoff电磁屏蔽公式
Schelkunoff电磁屏蔽公式用于计算金属板的屏蔽效能（SE），其表达式为SE = A1 + A2 + A3。
Schelkunoff电磁屏蔽公式是基于传输线理论得出的，它适用于薄的、无限大的金属平面屏蔽板，且入射波为垂直入射的横电磁波的情况。
在这个公式中，SE表示屏蔽效能，单位是分贝（dB），而A1、A2和A3分别代表屏蔽材料的吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗。
具体来说：
1. A1（吸收损耗）：是指电磁波通过屏蔽材料时，由于材料的导电性而产生的能量损耗。
2. A2（反射损耗）：是指电磁波在遇到屏蔽材料表面时，由于阻抗不匹配而产生的反射损耗。
3. A3（多次反射损耗）：是指在屏蔽材料内部，由于电磁波的多次反射和透射而产生的额外损耗。
关于屏蔽效能的工程计算
关于屏蔽效能的工程计算张宏琴【摘要】根据电磁场与电磁波理论,对金属材料的屏蔽效能在各种不同条件进行分析、计算和比较,得到了一定的结论,它极大地方便了电磁兼容技术的工程应用和实践.对于实际工程应用具有一定的指导价值.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】3页(P78-80)【关键词】电磁场;屏蔽效能;金属材料【作者】张宏琴【作者单位】吉林化工学院理学院,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】TN03电磁波辐射对环境的污染，在许多城市已经相当普遍.但是，人们对电磁波辐射危害的认识却十分不足.因为许多电磁场理论应用设备已经进入千家万户，如每个人经常使用的手机.如果防护不当，可能造成电磁波污染，对人体产生严重的伤害，不利于身体健康.电磁屏蔽是电磁兼容技术得以实现的重要手段之一，如今的人们生活的环境中电磁污染也越来越恶劣，要想防止电磁污染的影响，电磁屏蔽正在日新月异发展起来，并广泛应用于日常生活的各个领域，它的计算及其复杂.虽然使数值法求值在计算上有非常广泛的应用，但其耗费时间太长和计算量太大，对于指导工程实践方面的应用不太适合.因此，针对工程上电磁屏蔽效能的繁杂运算,确定一些行之有效的计算公式和计算方法，对工程应用有一定的指导价值.在实际过程中，各种仪器的电力设备之间都存在相互影响，例如：电磁感应、电磁传导和电磁辐射等各种方式彼此相互影响着.与此同时也会对运行的设备和人员造成辐射干扰影响和危害.由于EMC 的基本要求很高，常有设备不能通过国际(GBl51A-97)规定的EMC试验项目，但将与仪器相连的电缆包敷金属网后测试，很多仪器就能通过国际标准.原因金属网由于柔韧性好、价格合适、使用方便等[1-10].电磁屏蔽是利用屏蔽体 (具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁骚扰能量的传输，是电磁场领域抑制电磁干扰的重要方法.其屏蔽有两个目的：其一是防止内部辐射的电磁能量及电磁波泄漏；其二阻止外来电磁辐射及电磁波干扰进入.电磁屏蔽效能 (Shielding Effectiveness) 表示屏蔽体对电磁骚扰的阻止能力及防御效果.电磁屏蔽与很多因素有关：它与屏蔽体材料的组成，屏蔽体材料表面的粗糙度有关，还屏蔽体与干扰源间的距离远近有关等等.电磁屏蔽效能是指电磁场空间某个位置的电场强E1与有屏蔽时该位置的电场强E2的比值，它表示了该电磁波在屏蔽体上的衰减度.一般情况，屏蔽体能将入射的电磁波的强度衰减到原来的百分之一到百万分之一，不同材料有所不同.屏蔽效能的定义为:(1)式只能计算屏蔽材料的电磁屏蔽效能，而材料的性能无法确定.要根据材料特性参数制造屏蔽体，算出其电磁屏蔽效能.根据电磁场理论计算材料屏蔽效能的公式为:SE=A+R(2)式中的A-材料的吸收损耗.当电磁波传播时遇到介质时，计算公式应为:A=3.34t(fμrσr)其中t-屏蔽材料的厚度,μr -屏蔽材料的磁导率,σr- 屏蔽材料的电导率.对于固定的材料,这些都是已知的，f-入射电磁波的频率.R-屏蔽材料的反射损耗.当电磁波传播入射到不同介质的分界面时发生反射，其反射细数为:R=20lg(ZW/ZS)(4)式中，ZW-电磁波遇到介质分界面的波阻抗，ZS-屏蔽材料本身的特性阻抗.以金属网包敷在圆柱形电缆为研究对象，计算不同金属材料的在10 K-100 MHz的平面波的影响，如表1：以长度L=1 m，Ф=8 cm金属网为例，由图1可以看出：(1) 金属网的屏蔽效能由电磁波传播过程中的传输损耗、反射损耗及电磁波的频率决定.(2) 金属网的蔽效能均和电磁波的频率成反比，不同的材料频率越高，差别越小；(3) 不同材料相同规格情况下，铜网比钢网电磁屏蔽效果好；对于同样材料，目数越多屏蔽效越好；(4) 当电磁波频率在1 MHz时，电磁屏蔽效能缓慢下降，在100 MHz时，其屏蔽效能下降迅速，因此金属网不适用高频电磁波.但由于柔软性好、使用灵活，铜网用于设备间互连的屏蔽电缆.铜网分为黄铜网、紫铜网和磷铜网三种，从性能特性考虑，常常磷铜网.对于其丝径不同规格相同的铜网，其屏蔽效能是不同的，如表2：由图2可以看出，要得更高的屏蔽效能，在相同规格条件，常常要选择孔径小的丝径大的铜网.从图3可以看出，在相同条件下，双层铜网的屏蔽效能比单层铜网的屏蔽效能高，因此实际可采用双层屏蔽网.假设80目铜网不同缝隙的屏蔽效能的影响如图4.由图4可以知，规格同样的缝隙，沿径向开缝(图4中曲线4)横向开缝(图4中曲线2)电磁屏蔽效果好.原因是方向缝隙对铜网上高频电磁波感应通路的电流影响不同，横向的缝隙对高频电磁波感应电流通路破坏很大.随着缝隙尺寸增大，高频电磁波电磁泄漏也越大.因此，如果确定了电磁波频率区间，铜网的电磁屏效完全由缝隙决定.在实际工程中，电缆屏蔽铜网与连接器等设备处往往出现横向的缝隙.通过计算数据分析可知，缝隙泄露将严重损失铜网的屏蔽效能.因此最好采用铜网接地包裹胶带连接的方法.通过对不同规格不同材料金属电缆屏蔽效能的计算比较，得出以下结论：(1) 金属网屏蔽效能随着入射电磁波频率的升高而降低，但两种网屏蔽效能差别不大；(2) 入射电磁波频率高于100 MHz时，金属网屏蔽效能迅速下降.因此高频时金属网不再适用.(3) 金属网的屏蔽效能与很多因素有关.例如：铜网与钢网相较，其屏蔽效能要略高一些；条件相同的密网比疏网屏蔽效能要高；双层屏蔽网的屏蔽效能要远超单层屏蔽网；(4) 金属网缝隙的电磁泄漏对电磁屏蔽效能也有一定的影响.入射的电磁波频率越高，横向缝隙越大，其电磁泄漏也越大.因此如果给定的频率区间，铜网的屏效主要由缝隙决定.【相关文献】[1] 杨克俊.电磁兼容原理与设计技术[M].北京:人民邮电出版社,2004:12-48.[2] 白同云.电磁兼容设计实践[M].北京:中国电力出版社,2007:9-35.[3] 高攸刚.屏蔽与接地[M].北京:北京邮电大学出版社,2004:11-42.[4] 段玉平.缝隙对金属网屏蔽效能的影响[J].安全与电磁兼容,2004,4:46-48.[5] 赵万章.屏蔽效能的工程计算[J].长春工业大学学报.2005,26(4):335-338.[6] 邱扬.电磁屏蔽效能的计算方法[J].系统工程与电子技术,1992(3):12-18.[7] 程丽丽.黄铜和不锈钢丝网电磁屏蔽效能的研究[J].电子质量,2006(6):72-74.[8] 旭锋,李颖,倪谷炎.有孔腔体屏蔽效应分析的混合模型[J].电波科学学报,2011,26(1):25-29.[9] 石丹,沈远茂,高攸纲.有孔屏蔽腔屏蔽效能的高次模分析[J].电波科学学报,2009,24(3):510-513.[10] 张宏琴.关于手机电磁辐射的研究[J].吉林化工学院学报,2014(11):98-100.。
高压电缆金属屏蔽层(铜带)的直流电阻应如何计算
Ｇ4.1 电缆应有金属性屏蔽层,金属屏蔽有铜丝屏蔽、金属丝编织屏蔽和铜带屏蔽等结构型式。
Ｇ4.3 铜带屏蔽由一层重叠绕包的软铜带组成 ，也可采用双层铜带间隙绕包 。铜带间搭盖率应不小于 15％（标称值），其最小搭盖率应不小于 5％。铜带标称厚度应按下列要求选用：
单芯电缆：≥0.12ｍｍ；
5.3.1为了使系统在发生单相接地或不同地点两相接地时，故障电流流过金属屏蔽层而不至将其烧损，该屏蔽层最小截面宜满足表5要求。
表5交联聚乙烯电缆金属屏蔽层最小截面推荐值
<DIV align=center>
系统额定电压U
kV
6～10
35
63
110
220
330
500
金属屏蔽层截面
mm2
25
35
50
75
95
3.7.12电力电缆金属屏蔽层的有效截面，应满足在可能的暂态电流作用下温升值不超过绝缘与外护层的短路容许最高温度平均值。
按照此条文，对于交联电缆来说，最终短路温度为250/2+160/2=205℃，而根据有关文献，此值取300℃仍偏于安全。
三芯电缆：≥0.10ｍｍ。
铜带的最小厚度应不小于标称值的 90％。
GB/T 12706.3的附录G与GB/T12706.2的规定基本相同，但增加了“标称截面为 500ｍｍ2及以上电缆的金属屏蔽应采用铜丝屏蔽结构”的规定。
DL401—91高压电缆选用导则对金属屏蔽层截面有如下规定（黑体字部分）：
5.3交联聚乙烯电缆金属屏蔽层截面选择
t—短路时间，s
以上计算公式并不算复杂，关键在于起始短路温度和最终短路温度的选取。我们知道对于导体的短路电流时，起始短路温度和最终短路温度分别取90℃和250℃(由于短路时间不可能达到5秒，这样取值偏于安全)。
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根据电磁波理论 ,当 d <<δ时 ( d为壁的厚度 ) ,
用网制成的双层屏蔽的效能是同样网制成的单层屏
蔽的 S E1 4πλd12倍 (此处 , d12为双层屏蔽体两壁之间
·88·
航 天 控 制
2010年
的距离 , S E1 为单层屏蔽的效能 ) 。通过选择双层金
属网之间的距离 ,使
S E1
式中 , s为缝隙面积 , ∑为屏蔽的全部表面积 。
对于长为 a, 宽为 b的矩形缝隙 ,需用圆形 (或
正方形 )孔洞的等效面积 Se 代替实际面积 , Se 可按
下式求出 :
Se = s
bα2 ,α =
b
a
2a ln 0. 628b
a
当 b >> a时 ,即形成缝隙 ;当 b = a时 ,即为圆形
定 ,在频率较高的情况下 ,多次反射损耗计算后的值
极小 ,可以忽略不计 。
4) K1 项 :当干扰源到屏蔽体的距离比孔间距大
得多时 ,
K1 = - 10 lg ( an)
(5)
a是单个孔的面积 (Hale Waihona Puke cm2 ) , n是每平方厘米面积上的
孔数 。
5) K2 项 :当趋肤深度接近孔间距时 ,屏蔽体的 屏蔽效能将有所下降 ,用趋肤深度修正项表示这种 效应的影响 。
Ca lcula tion of Sh ield ing Effectiveness of M eta l W ire M esh of Cable
WANG Yongli1, 2 ZHANG J ie2 1. Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, B eijing 100039, China
4πd12 λ
>> 1,可提高金属网
的屏蔽效能 。
2. 4 缝隙对金属网屏蔽效能的影响 实际工程应用中 ,由于制造 、工艺等原因 ,屏蔽
金属网上会有一些缝隙 ,而缝隙泄漏是影响其屏蔽 效能的重要因素 。根据文献 [ 3 ]可知 ,孔洞屏蔽效 能的估算公式为 :
3
∑2
T洞 = 0. 25 s
( 12)
(8)
屏蔽效能之间的关系如下 :
S Er
= 20 lg
1 Sr
( dB )
(9)
S Ec
= 20 lg 1 2S r
= S Er - 6. 02 ( dB )
( 10 )
S Es
= 20 lg
1 3S r
= S Er - 9. 54 ( dB )
( 11 )
2. 3 双层金属网的屏蔽效能计算
设屏蔽网 Φ = 8cm ,长度 L = 1m ,金属网规格如 表 1所示 。
表 1 金属网规格参数表
金属丝材料 铜 钢 铜 钢
目数 (目 /英寸 ) 48 48 80 80
丝径 (mm ) 0. 173 0. 173 0. 122 0. 122
注 :钢的相对磁导率 μ= 50。
孔径 (mm ) 0. 356 0. 356 0. 196 0. 196
·86·
航 天 控 制 Aerospace Control
Feb12010 Vol128, No. 1
电缆屏蔽金属网屏蔽效能的工程计算
王永利 1, 2 张 洁 2
1. 中国科学院研究生院 ,北京 100049 2. 北京航天自动控制研究所 ,北京 100854
摘 要 金属网由于柔韧性好 、使用方便等优势而在电缆屏蔽工程上得到广泛 应用 。本文对电缆用的金属网屏蔽效能进行工程计算 ,通过计算 ,对金属网不同 材料 、不同规格 、单层与双层屏蔽及有缝隙情况下的屏蔽效能进行比较与分析 , 对工程应用有一定的指导意义 。 关键词 电磁屏蔽 ; 屏蔽效能 ;损耗 ;缝隙 ;铜网 ;钢网 中图分类号 : TP273 + . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 100623242 (2010) 0120086204
论 ,对传输线法计算的屏蔽效能进行了修正 ;对于双 层金属网及缝隙对屏蔽效能的影响给出了相应的计
算公式 ,进而对远场平面波情况下的包敷在电缆上 的圆柱型金属网屏蔽效能进行计算 。
2. 1 金属网的屏蔽效能计算 采用等效传输线法 ,根据文献 [ 1 ] ,金属网屏蔽
效能表达式为 :
S E = Aa + Ra + B a + K1 + K2 + K3 ( dB ) 式中 , Aa 为孔的传输损耗 ; Ra 为孔的单次反射损耗 ; B a 为多次反射损耗 ; K1 为与孔个数有关的修正项 ; K2 为趋肤深度不同而引入的低频修正项 ; K3 为由相 邻孔间相互耦合而引入的修正项 。
表 2 相同规格的不同丝径铜网参数表
金属丝材料 铜 铜
目数 (目 /英寸 ) 80 80
丝径 (mm ) 0. 122 0. 165
孔径 (mm ) 0. 196 0. 150
第 28卷 第 1期
K3 = 20 lg co th Aa
(7)
8. 686
2. 2 金属网各种结构屏蔽效能的比较
在实际工程应用中 ,用于电磁屏蔽的金属网往
往是包覆在电缆或仪器设备表面 ,因此需比较金属
网的不同结构对屏蔽效能的影响 。根据电磁波理
论 ,平面形 、圆柱形及球形屏蔽体的屏蔽系数之间近
似的存在如下关系 :
S r ∶Sc ∶Ss = 1 ∶2 ∶3
K2 = - 20 lg ( 1 + 35P- 2. 3 )
(6)
式中 , P为孔间隔宽度与趋肤深度之比 ,趋肤深度 δ
=
1。 πμf rσr
6) K3 项 :当屏蔽体上各个孔眼相距很近 ,且孔
深比孔径小得多时 ,由于相邻孔之间的耦合作用 ,屏
蔽体将有较高的屏蔽效能 。相邻孔耦合修正项由式
(7)决定 :
m esh
屏蔽技术是抑制电磁干扰最有效的手段 ,在型 号研制中 ,常有设备不能通过 GJB151A - 97规定的 EMC试验项目 ,将与仪器相连的电缆包敷金属网 后 ,大多数仪器能通过测试 。工程上对包敷电缆的 屏蔽金属网的屏蔽效能只是定性分析 ,对金属网规 格的选择一般采用通过 EMC试验为依据 。本文针 对电缆用的屏蔽金属网的屏蔽效能进行研究 ,通过 理论计算 ,对金属网不同材料 、不同规格 、单层与双 层屏蔽及有缝隙情况下的屏蔽效能进行比较与分 析 ,对工程应用有一定的指导意义 。
van tages of flex ibility and conven ience. In th is paper, the sh ield ing effectiveness of m eta l w ire m esh tha t is m ade of d ifferen t m a teria ls, d ifferen t types, sing le and double m esh, and slit on m eta l m esh is com pa red
2 金属网屏蔽效能的工程计算
金属网屏蔽效能的计算比较复杂 ,应用麦克斯 韦方程组在边界条件下的精密求解较烦琐 ,在实际 工程中 ,近似法获得了广泛的应用 。但各种近似方 法均有特定的适用条件 ,因此需根据实际应用中的 干扰场特性选择相应的近似计算方法 。
目前 ,各类文献上等效传输线法计算金属网屏 蔽效能仅考虑金属网为平面形状 ,未考虑不同形状 金属网的屏蔽效能是有区别的 。本文根据电磁波理
·87·
用于防止高频电磁场的影响 。 屏蔽体的好坏用屏蔽效能描述 。屏蔽效能表现
了屏蔽体对电磁波的衰减程度 ,它定义为屏蔽前某 点的场强与屏蔽后该点场强之比 ,用公式表示为 :
S EE = 20 lg E0 ES
S EH = 20 lg H0 HS
式中 , E0 , H0 分别为屏蔽前某点的电场强度与磁场 强度 , ES , HS 分别为屏蔽后某点的电场强度与磁场 强度 。
对于平面波场矩形孔 , p = j6. 67 ×10 - 8 fW (3)
其中 W 为矩形孔宽边长度 (m ) , f是频率 (Hz) 。
3)Ba 项 :
Ba
= 20 lg 1 -
(p (p
+
1 1
) )
2 2
10
-
0.
1A a
(4)
当 Aa < 15dB 时 ,多次反射修正项由式 ( 4 ) 决
收稿日期 : 2008206223 作者简介 :王永利 (1972 - ) ,女 ,河北人 ,高级工程师 ,主要研究方向为运载火箭控制系统综合设计 ; 张 洁 ( 1971 - ) ,男 ,河南人 ,研究员 ,主要研究方向为导航 、制导与控制 。
第 28卷 第 1期
王永利等 :电缆屏蔽金属网屏蔽效能的工程计算
1) Aa 项 :传输衰减与金属网孔的形状有关 ,对 于矩形孔 ,
Aa = 27. 3 ( l /W )
(1)
式中 , l是孔深 ( cm ) ,W 是与入射场直的矩形孔宽度
( cm ) 。
2) Ra 项 :取决于孔的形状和入射波的波阻抗 。
Ra
= - 20 lg
4p ( p + 1) 2
(2)
式中 p为孔的特征阻抗与波阻抗之比 。
在电缆屏蔽金属网工程应用中常以目 / cm2 表 示金属网规格 ,而工业上则用目 /英寸表示 ,屏蔽工 程上常用的 360目 / cm2 金属网相当于工业上的 48 目 /英寸 。 3. 1 铜网与钢网屏蔽效能比较
图 1 铜网与钢网屏蔽效能比较
从计算数据和公式 (1) ～式 (7)可以看出 : 1)金属网的屏蔽效能取决于传输损耗 、反射损 耗及各修正项的综合 ,屏效大小与金属网的材料 、目 数 、丝径 、孔径及电磁波的频率有关 ; 2)钢网和铜网屏蔽效能均随着频率的升高而 降低 ,随着频率的升高 ,这两种网屏蔽效能之间的差 别越来越小 ; 3)在相同目数 、丝径 、孔径的情况下 ,铜网的屏 蔽效果略好于钢网 ; 4)对于同一种材料 ,屏蔽效能随目数的增多而 升高 ; 5)当电磁波频率高于 1MHz以后 ,屏蔽效能开 始下降 ,高于 100MHz以后 ,下降趋势更为明显 ,因 此金属网不适用于数百兆赫以上的高频情况 。 铜网由于柔软性好 、使用灵活 ,常用于设备间互 连电缆的屏蔽 。常用的铜网有黄铜网 、紫铜网和磷 铜网 3种 ,综合考虑工艺性 、导电率和电缆的加工特 性 ,宜选择磷铜网 。 3. 2 相同规格铜网不同丝径屏蔽效能比较 对于相同规格的铜网 ,其丝径不同 ,屏蔽效能也 不同 ,下面对表 2中相同规格 、不同丝径铜网的屏蔽 效能进行比较 。