屏蔽效能的计算

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屏蔽效能的计算

近场低频磁场屏蔽可采用高导磁率材料进行屏蔽或磁旁路。增加屏蔽体厚度或采用多层屏蔽，可提高屏蔽性能。屏蔽体不需接地。
近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。
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，
为解决强磁场下，屏蔽材料的磁饱和问题，可采用双层屏蔽。
H0
H1
H2
低导磁率高饱和强度材料
高导磁率低饱和强度材料
另一种较常用的复合屏蔽，是在高导磁材料表面涂覆高导电材料。
这种屏蔽材料对高频和低频电磁干扰都有比较理想的屏蔽效能。
硅钢铜镍
§ 6.1.3 孔缝屏蔽
屏蔽效能的计算，通常认为屏蔽体是一个完全封闭的金属壳。但实际上任何屏蔽箱体都存在必要的穿孔和缝隙。
L
L1
CY1
CX
CY2
E
NE
L2
(a) 电源滤波器外观
(b) 等效电路
1. 插入损耗
金属板的综合屏蔽效能可表示为：
SE = A + R + B (dB)
（6-3）
A — 吸收损耗；R — 反射损耗； B — 多重反射修正因子。
1. 吸收系数 A
A 0.131t frr (dB)
（6-4）
t — 金属板厚度(mm)； f—辐射频率； r—金属板相对导磁率； r—金属板相对导电率。
为了避免走线引入附加电感，连接旁路和去耦电容器的引线要尽量短直。
§ 6.2.3 电源滤波器
由于在现场，电源是许多设备公用的，同时公共电源通常也无屏蔽措施。所以在线监测设备的电源线是引入传导干扰的主要来源。

屏蔽效能的计算

近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。
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)

结构体屏蔽效能计算与测试

原理图方面通过尖端放电产生的点源辐射电磁波，类似于球面波，在测试过程中没有方
向性，对整个测试更加有利；一方面利用高压放电，可以提供较大的瞬时功率，平均电
源消耗并不高；另一方面也省去了复杂的信号产生、功率放大等电路和天线，体积可以很小，也有利于机箱的测试。测试时将宽频信号发生器放在被测体内，由天线接收，在频谱仪上可以看到众多谱线，移开被测体宽频信号发生器在空间辐射产生电磁场频谱，通过比较，可以得出被测体的屏蔽效能。
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维普资讯
电信技术研究
２００８年第５期
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图１屏蔽效能常规测试原理图
图２屏蔽效能曲线
本次屏蔽效能的测试是由外部天线发射利用场强探头来检测的，由于场强探头接收的是宽频信号，一方面会因为某些频段的阻抗不匹配造成测试的不准确；另一方面场强探头势必需要引线连接进入屏蔽机箱，从而带来了意想不到的传导干扰；另外场强探头
关键词：电磁兼容
１引言
电磁干扰
屏蔽效能
屏蔽是电磁兼容技术得以实现的重要手段之一，屏蔽的目的就是要切断内外一切干扰源相互间形成电磁骚扰的途径，原本它的计算非常复杂，一定要在有无屏蔽结构时对比条件下求解麦克斯韦方程。近年来，由于数学计算软件和计算机应用的发展，使数值法在计算上有广泛的应用空间，原因是数值法精确且适用于一切图形，但是，工程师们还是喜欢用工程计算方法，毕竟更适合现场工作条件，而且简单、方便。
的测试也是根据这个定义进行的。目前因为没有针对屏蔽效能相应的国家标准，因此可能有不同的测试方法，虽然原理相同，但是测试结果可能出入较大，为了减少外界电磁

电磁屏蔽技术

电场r = 1 m
靠近辐射源
r = 30 m
磁场 r = 1 m
靠近辐射源
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
150
250
平面波
0
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M
高频时电磁波种类的影响很小
电场波 r = 0.5 m
磁场波 r = 0.5 m
电源线
缝隙
远场区孔洞的屏蔽效能
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
H
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
r 103
磁导率随场强的变化
磁通密度 B
磁场强度 H
饱和
起始磁导率
最大磁导率
= B / H
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和
低导磁率材料：屏效不够
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
20
40
60
80
100
10 100 1k 10k
跌落前
跌落后
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体导电连续
没有穿过屏蔽体的导体
屏蔽效能高的屏蔽体
不要忘记：选择适当的屏蔽材料
你知道吗：与屏蔽体接地与否无关

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

2 23
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）。

磁场强度的测量和屏蔽效率的计算

磁场强度的测量和屏蔽效率的计算C.1 一般原则C.1.1 磁场强度指标（1） GB/T2887和GB50174中规定，电子计算机机房内磁场干扰环境场强不应大于800A/m。

注：本磁场强度是指在电流流过时产生的磁场强度，由于电流元IΔs产生的磁场强度可按下式计算：H = IΔs/4πr2 （C.1）距直线导体r处的磁场强度可按下式计算：H = I/2πr （C.2）磁场强度的单位用A/m表示，1A/m相当于自由空间的磁感应强度为1.26μT。

T（特斯拉）为磁通密度B的单位。

Gs是旧的磁场强度的高斯CGS单位，新旧换算中，1Gs约为79.5775A/m，即2.4Gs 约为：191A/m，0.07Gs约为5.57A/m。

（2） GB/T17626.9中规定，可按下表规定的等级进行脉冲磁场试验：C.1 脉冲磁场试验等级（3） GB/T2887中规定，在存放媒体的场所，对已记录的磁带，其环境磁场强度应小于3200A/m；对未记录的磁带，其环境磁场强度应小于4000A/m。

C.1.2 信息系统电子设备的磁场强度要求1971年美国通用研究公司R.D希尔的仿真试验通过建立模式得出：由于雷击电磁脉冲的干扰，对当时的计算机而言，在无屏蔽状态下，当环境磁场强度大于0.07G S时，计算机会误动作；当环境磁场强度大于2.4G S时，设备会发生永久性损坏。

按新旧单位换算，2.4 G S约为191A/m，此值较C.1.1的（1）中800A/m低，较表C.1中3等高，较4等低。

注：IEC62305-4（81/238/CDV）文件中给出在适于首次雷击的磁场（25K H2）时的1000-300-100A/m值及适用于后续雷击的磁场（1MH2）时的100-30-10A/m指标。

C.1.3 磁场强度测量一般方法（1）雷电流发生器法IEC 62305-4提出的一个用于评估被屏蔽的建筑物内部磁场强度而作的低电平雷电电流试验的建议。

（2）浸入法GB/T17626.9规定了在工业设施和发电厂、中压和高压变电所的在运行条件下的设备对脉冲磁场骚扰的抗扰度要求，指出其适用于评价处于脉冲磁场中的家用、商业和工业用电气和电子设备的性能。

电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法

电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法一、简介电磁屏蔽室的屏蔽效能测量是检测电磁屏蔽室对外部电磁场的屏蔽效果的重要手段，其目的是为了判定电磁屏蔽室是否能够达到预期的屏蔽效能。

二、屏蔽效果的测量原理屏蔽效能的测量是利用电磁屏蔽室内部的电压池及电流池在外部电磁场的作用下产生的失真电压与失真电流，使用示波器来测量电压与电流的正常电压和电流，从而计算出屏蔽室内的失真电压和失真电流，从而计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

三、测量方法1、准备工作：安装相应的测试设备，如示波器、屏蔽室内部的电压池及电流池，外部电磁场生成装置等。

2、测量步骤：（1）用示波器记录电压池及电流池内的正常电压与电流；（2）打开外部电磁场生成装置，记录放电后屏蔽室内的电压池及电流池内的失真电压与失真电流；（3）计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

四、实际测量在实际测量中，主要采用的方法是幅度法、相位法和峰值法。

它们的具体测量步骤如下：（1）幅度法：①首先，设定一定的频率。

②然后，用示波器记录屏蔽室内电压池及电流池内的正常电压与电流。

③将外部电磁场的强度依次增大，当外部电磁场的强度达到某一固定值时，记录屏蔽室内的电压池及电流池内的失真电压与失真电流，然后计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

（2）相位法：①首先，设定一定的频率，用示波器记录屏蔽室内电压池及电流池内的正常电压与电流。

②然后，将外部电磁场的强度依次增大，当外部电磁场的强度达到某一固定值时，记录屏蔽室内的电压池及电流池内的失真电压与失真电流，并计算它们的相位差，最后计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

（3）峰值法：①首先，设定一定的频率，用示波器记录屏蔽室内电压池及电流池内的正常电压与电流。

②然后，将外部电磁场的强度依次增大，当外部电磁场的强度达到某一固定值时，计算屏蔽室内失真电压与失真电流的峰值，然后计算出屏蔽室内屏蔽效能。

五、总结电磁屏蔽室的屏蔽效能的测量是植基于外部电磁场对其内部的影响，通过测量电压池及电流池内的正常电压与电流，以及外部电磁场影响下的失真电压与失真电流计算出屏蔽室内的屏蔽效能。

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.。

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。

完整屏蔽体屏蔽效能的计算

E3 (L）
Etotal E 2(0)
1 1 21 23e
2 2 L
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3Leabharlann H32E1(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

pH
e

2 L2
(1 q2e
2 2 L2 1
)
e

3 L3
(1 q3e
2 3 L3 1
)
e

1 ( L2 L3 )
式中：
Z i 1 Z i Z i 1 Z i Z i 1 Z i Z i 1 Z i
E3 (L）
E1 γ
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3
E21 (0) E2 (0)e 2 L 23 e 2 L 21 H1 E2 (0) 23 21e
2 2 L
H3
2
Z1 0
图
Z2 L
Z3 x
E22 (0) E21(0) 23 21e2 2 L
一
单层屏蔽体
1. 电磁波在屏蔽体x＝0界面处的传播公式 2.单层屏蔽体的有效传输系数
3. 电场和磁场的有效传输系数
4. 单层屏蔽体的屏蔽效能
二多层平板屏蔽体的屏蔽效能
三. 屏蔽效能的计算
1 吸收损耗 2 反射损耗 3 多次反射损耗四平面波模型推广到非理想屏蔽结构

屏蔽性能指标介绍

屏蔽性能指标介绍1.表面转移阻抗(SuRFaceTransferImpedance)按IEC61196-1测试同轴电缆的方法，测试带屏蔽的平衡电缆，短路8根芯线后用50Ω信号源激励。

被测试线长1米，测试频率30MHz，频率越高，线长越短导体表面转移阻抗。

主要用于评估连接硬件的屏蔽效率，其实测值不超过以下计算值。

ZTcable=37+4f+4f1/2+5f1/3ZTcable：表面转移阻抗，单位mΩ/mf：信号频率，单位MHz2.转移阻抗(TransferImpedance)转移阻抗与屏蔽电缆和连接硬件的屏蔽效率相关，其数值可通过实验室高频密封箱测量屏蔽插入损耗，计算得出。

Ri1=Ri2=50Ω——网络分析仪特性阻抗R1=50Ω——馈电电阻R2=50Ω——终端电阻U1=信号发射电压(V)U2=信号接收电压(V)Uc=被测设备两端电压Zcond=连接器特性阻抗(Ω)Zt=转移阻抗(Ω)Zt=1/l电缆长度•Ri1/Ri2•(R2+Ri2)•U2/U1=100/l电缆长度•U2/U1由于屏蔽插入损耗(αs)为20•lg(U2/U1)dB，转移阻抗(Zt)也可以表示为：Zt=100•10α/20(Ω)3.耦合衰减(CouplingAttenuation)耦合衰减用于描述电缆系统的电磁兼容性能。

耦合衰减Catt=Pr/Pi(Pr：线缆接收功率;Pi：在内导体上产生的噪声功率)将电缆近似看作电磁场中的全向天线，其接收到的电磁功率Pr=λ2/4π•PD(λ：信号波长，PD：电磁场功率密度)内部内部导体产生噪声功率Pi=内部导体产生噪声功率Vi2/Z(Vi：内导体上的噪声电压;Z内导体阻抗，50Ω)4屏蔽系数(GB54419-1985)按下图装置，测试电缆金属护套及铠装层的理想屏蔽系数γ0s=VC/VS(线芯上的感应电压mV;电缆式样金属套上的纵向干扰电压mV)。

5屏蔽耦合损耗(CouplingLoss)(GY/T186-2002)GTEM小室馈入功率与被测件耦合功率的分贝差。

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。

屏蔽效能

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。

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IOOdB 以上的屏蔽效能一般要达到60B,屏蔽室或屏蔽舱等往往要达到10OdBO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。

穿孔金属板的屏蔽效能计算

穿孔金属板的屏蔽效能穿孔金属板屏蔽效能的计算至今还没有很完整的计算公式。

这里介绍一种考虑因素较为全面的计算公式，它既适用于穿孔金属板，又适用于金属网的屏蔽效能计算。

当孔眼尺寸远小于电磁波波长时，屏蔽效能表达式为SE dB =A a +R a +B a +K 1+K 2+K 3(1)式中A a ——孔眼中的传输衰减(dB )；R a ——孔眼的单次反射损耗(dB )；B a ——多次反射修正项(dB )；K 1——与孔眼个数有关的修正项(dB )；K 2——由集肤深度不同而引入的低频修正项(dB )；K 3——由相邻孔间相互耦合而引入的修正项(dB )。

式(1)中前三项分别对应于实心型屏蔽体的屏蔽效能计算式中的吸收损耗、反射损耗和多次反射修正系数，后三项则是针对非实心型屏蔽引入的修正项。

a.A a 项当入射波频率低于孔的截止频率f c (按矩形或圆形波导孔截止频率计算)时，则可按下述两式计算：矩形孔A a =27.3t /w (dB )(2)圆形孔A a =32t /D (dB )(3)式中t ——孔的深度(cm )；w ——与电场垂直的矩形孔宽边长度(cm )；D ——圆形孔的直径(cm )。

b.R a 项取决于孔的形状和入射波的波阻抗，其值由下式确定：N N R 4)1(lg 202a +=(dB )(4)式中N ——孔眼特性阻抗与入射波阻抗之比值；N =w /(πr )适用于低阻抗磁场的矩形孔；N =D /(3.682r )适用于低阻抗磁场的圆形孔；N =j6.69⨯10-5fw 适用于平面波场的矩形孔；N =j5.79⨯10-5fD 适用于平面波场的圆形孔；r ——干扰源到屏蔽体的距离(cm )；f ——频率(MHz )。

c.B a 项当A a <10dB 时，多次反射修正项仍可利用上述比值Ｎ按下式决定：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯+--≈-10/22a a 10)1()1(1lg 20A N N B (dB )(5)d.K 1项当干扰源到屏蔽体的距离远大于孔眼间距时，孔眼个数修正项由下式确定：K 1=-10lg (a n ) (dB )(6)式中a ——每一孔眼的表面积(cm 2)；n ——每平方厘米内的孔眼数目。

0.1m～2m屏蔽壳体屏蔽效能的测量方法

0.1m～2m屏蔽壳体屏蔽效能的测量方法摘要：1.屏蔽壳体概述2.屏蔽效能的定义与重要性3.屏蔽效能的测量方法4.0.1m～2m 屏蔽壳体屏蔽效能的测量方法5.测量方法的优缺点及应用场景正文：一、屏蔽壳体概述屏蔽壳体是一种用于隔离电磁辐射的装置，广泛应用于电子设备、通信设备等领域。

它可以有效保护设备内部电路免受外部电磁干扰，同时防止设备内部电磁辐射对外部环境产生影响。

二、屏蔽效能的定义与重要性屏蔽效能是指屏蔽壳体对电磁辐射的隔离能力，一般用分贝（dB）表示。

屏蔽效能越高，说明屏蔽壳体对电磁辐射的隔离能力越强。

在实际应用中，屏蔽效能是衡量屏蔽壳体质量优劣的重要指标。

三、屏蔽效能的测量方法屏蔽效能的测量方法主要包括以下几种：1.吸收法：通过测量电磁波在屏蔽壳体中的吸收程度，计算出屏蔽效能。

2.反射法：通过测量电磁波在屏蔽壳体表面的反射程度，计算出屏蔽效能。

3.传输法：通过测量电磁波穿过屏蔽壳体的传输程度，计算出屏蔽效能。

四、0.1m～2m 屏蔽壳体屏蔽效能的测量方法对于0.1m～2m 范围内的屏蔽壳体，可采用以下方法进行屏蔽效能的测量：1.在测量范围内，选择合适的测试频率，一般为30MHz～1GHz。

2.将测试设备放置于屏蔽壳体内部，调整设备与壳体表面之间的距离，使电磁波在传输过程中能够充分被屏蔽壳体吸收。

3.记录设备在不同距离下的接收信号强度，通过计算接收信号强度与发射信号强度之比，得出屏蔽效能。

五、测量方法的优缺点及应用场景各种测量方法都有其优缺点，具体应用场景如下：1.吸收法：测量精度较高，但需要对电磁波在屏蔽壳体内的传播特性有较深入了解。

适用于对屏蔽效能要求较高的场景。

2.反射法：测量简便，但对壳体表面质量和平整度要求较高。

适用于对屏蔽效能要求不太高的场景。

3.传输法：测量速度快，但对测试设备和测量环境的要求较高。

适用于对屏蔽效能要求较高的场景。

电磁屏蔽室的屏蔽计算及屏蔽方案选择

１引言
因此，金属网的屏蔽效能为：
ＳＥ：３９．４０ｄＢ
在进行某工程设计时，建设单位提出个别实验室的电磁场强度需小于１５ａｒｇ。针对此要求，需对此实验室进行屏蔽计算及屏蔽方案的选择。
同时，经计算得知，当频率ｆ越高时，屏蔽效能越高。Ｚ电磁屏蔽基本知识４．２镀锌薄钢板规格选择及屏蔽效能计算电磁波是电磁能量传播的主要方式，高频电路工作时，会向外辐射根据《电磁屏蔽室工程技术规范》ＧＢ／Ｔ５０７１９ — ２Ｏｌｌ中单层金属板的电磁波，对邻近的其它设备产生干扰。电磁屏蔽的作用是切断电磁波的屏蔽效能计算规定，经过计算，０．５ｍｍ厚的镀锌薄钢板符合该实验室屏传播途径，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蔽要求。响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改。计算公式如下：ＳＥ单＝Ａ单＋Ｒ单＋Ｂ单同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波，其屏蔽性能不同屏蔽体的有
（１）ＳＥＭ＝Ａ＋＋Ｂ＾＋Ｋ】＋Ｋ２＋Ｋ３
效性用屏蔽效能（ＳＥ）来度量。屏蔽效能的定义如下：
，、
式中： Biblioteka 娆刚ｓ／Ｅ。ｊ
式中：，Ｅｌ＝没有屏蔽时的场强Ｅ２＝有屏蔽时的场强项如果屏蔽效能计算中使用的是磁场强度，则称为磁场屏蔽效能，如根据规范中各项参数的计算方法可得：Ａｌ苴＝６５，７２ｄＢ；果屏蔽效能计算中使用的是电场强度，则称为电场屏蔽效能。屏蔽效能的单位是分贝（ｄＢ）。Ｒ－＝７４．０２ｄＢ．．电磁屏蔽室利用金属板体（金属网）制成六面体，由于金属板（罔）对Ｂ苴忽略不计。入射电磁波的吸收损耗、界面反射损耗与板内反射损耗，使其电磁波的因此，镀锌薄钢板的屏蔽效能为：ｄＢ。能量大大的减弱，而使屏蔽室产生屏蔽作用。４．３铜网式电磁屏蔽室屏蔽效能计算３．电磁屏蔽效能选择电磁屏蔽室屏蔽效能按下式计算：ＳＥ－＝１３９．７４本工程该电磁屏蔽实验室附近生产设备主要为一些机械加工类设备，其产生的电磁场相对较小。为满足上述设备运行，在电磁屏蔽实验室周边配置了ｌＯｋＶ变配电间和排放机房等辅助设施。查相关资料，该类厂房变配电间的变压器为主要电磁源，因此主要针对变配电间产生的电式中：１ｊ。礼，Ｂｌ。娩ｌ０。・－．磁场进行屏蔽设计。：根据国家电网网站提供的１９９９年上海市辐射环境监理所对位于大楼ｓＥ～屏蔽金属网的屏蔽效能（ｄＢ）；内的ｌＯｋＶ配电站的工频磁场实测值，１０ｋＶ配电站对周边造成的最大工频ｓＥ一屏蔽金属板的屏蔽效能（ｄＢ）；ｓＥｎ～信号滤波器、通风截止波导、缝隙、门等的屏蔽效能（ｄＢ）嘲；磁感应强度为ｌ１．６９ｕＴ（１Ｔ＝１００００Ｇ）。考虑周边其他杂散磁场的影响，取１．５的系数作为未进行电磁屏蔽前的电磁场强度进行计算。该实验室针铜网式电磁屏蔽室主要是以金属网的屏蔽效能为主，其他可忽略不对变配电间的屏蔽效能应为：。计，因此，该实验室采用铜网式电磁屏蔽的屏蔽效能经计算可得：

屏蔽效能的计算

t H (0) 2Z 2 T12H i H (0) Z1 Z 2
反射
r E (0) Z1 Z 2 E 21 i E (0) Z1 Z 2
E1（0）
E2i（0）
E2（0）
E3 (L）
H (0) Z 2 Z1 21 i H (0) Z1 Z 2
i r t
E1 γ H1
2
T12 ρ21
1
T23
ρ
23
E3
γ
3
H3
2
H (0) H (0) H (0)
i r t
E r (0) Z1H r (0)
E i (0) Z1H i (0)
Z1 0
图
Z2 L
屏蔽的平面波模型
Z3 x
E t (0) Z2 H t (0)
透射
t E (0) 2Z 2 E T12 i E (0) Z1 Z 2
电磁波在穿过屏蔽体时发生衰减是因为能量有了损耗，这种损耗可以分为两部分：反射损耗和吸收损耗。电磁波穿过一层屏蔽体时要经过两个界面，因此要发生两次反射电磁波穿过屏蔽体时的反射损耗等于两个界面上的反射损耗的总和。
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
场强
B
吸收损耗A R1 R2
E1（0）
E2i（0）
E2（0）
Etotal e ，它透过区域2和区域3
的分界面，在区域3中X=L
E1 γ H1 Z1 γ 2
μ 1ε 1σ
1
2 L
E3 (L）
T12 ρ21
ρ
1 1 23
T23 H3 Z3 2 γ
2
E3