【正文】 當(dāng)微電子設(shè)備所處環(huán)境的脈沖電磁場達(dá)到 。如此強(qiáng)大的雷電波能在兩公里遠(yuǎn)處感應(yīng)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場。 完善對機(jī)房的屏蔽措施可以有效防御雷電電磁脈沖的破壞。各線纜屏蔽層兩端應(yīng)同時接地 ,當(dāng)系統(tǒng)要求單端接地時 ,須進(jìn)行二次屏蔽處理。 機(jī)房室內(nèi)進(jìn)行綜合布線將電源線、信號線分槽布置 ,減少線間交叉和冗余信息點(diǎn)。 多層屏蔽阻擊雷電電磁脈沖 屏蔽就是用金屬網(wǎng)、箔、殼或管子等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對象包圍起來 ,把雷電電磁脈沖從空間入侵的通道全部阻斷。根據(jù) IEC 國際標(biāo)準(zhǔn)對能量逐級吸收的理論 ,及防護(hù)區(qū)間量級分類的原則 ,需要做多級防護(hù)。當(dāng)安裝獨(dú)立的避雷針時 ,衛(wèi)星發(fā)射、接收天線與防雷裝置的距離必須大于 3 米。衛(wèi)星天線的饋線穿金屬管 ,沿金屬天線桿塔體引下 ,并且金屬管道與電纜外層屏蔽網(wǎng) ,應(yīng)分別與塔桿金屬體或避雷針引下線及建筑物的避雷引下線間有良好的電氣連接。 衛(wèi)星發(fā)射、接收天線系統(tǒng)的防護(hù) 當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射、接收天線位于附近機(jī)房建筑避雷裝置有效保護(hù)半徑之內(nèi)時 ,可利用機(jī)房建筑避雷裝置 ,不必單獨(dú)采取避雷措施。所有避雷針應(yīng)采用避雷帶相互連接。為了防止直擊雷破壞 ,應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立 避雷針或架空避雷線 (網(wǎng) ),使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。遇雷擊或過電壓時 ,電涌保護(hù)器迅速與大地導(dǎo)通 ,將過電流泄放入地。凡是不能直接接地的金屬物體 (如 :電源線、信號線 等 ),應(yīng)通過串 /并聯(lián)浪涌保護(hù)器 (SPD:Surge Protection Device)等方法實(shí)現(xiàn)瞬間等電位 ,使設(shè)備、線路、大地形成有條件的等電位體。 淺談衛(wèi)星地球站的防雷系統(tǒng) 作者 : 時間 : 20201218 人氣 : 414 本文章共 4047 字，分 3 頁，當(dāng)前第 1 頁，快速翻頁： 123 雷電防護(hù)原理 雷電防護(hù)的本質(zhì)就是等電位連接。但是， FTP 電纜在制造過程中已經(jīng)考慮到這個因素，利用特殊的工藝加以補(bǔ)償，保證 FTP 電纜的特性阻抗等于標(biāo)稱值 (100， 120，或 150ohm)。所以，在安裝時不必考慮電纜周圍是否存在金屬或隱蔽的地。耐克森 Lanmark 雙層鋁箔屏蔽電纜 由于具有多重保護(hù)，包括絕緣的束縛薄膜和雙層的屏蔽鋁箔，保證了電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在敷設(shè)、彎曲時也不會被破壞，保證電纜的平衡及傳輸特性。但是，如果采用耐克森 Lanmark FTP 雙層鋁箔屏蔽電纜就不會存在這樣的問題。屏蔽電纜的轉(zhuǎn)移阻抗決定了其屏蔽層的的效率，它包含兩個方面的含義：防止外界電磁干擾進(jìn)入電纜內(nèi)部的能力以及阻止電纜內(nèi)部信號向外輻射的能力。轉(zhuǎn)移阻抗用單位長度量表示，即毫歐姆 /米(mOhm/m)。 轉(zhuǎn)移阻抗 轉(zhuǎn)移阻抗是用來表示屏蔽層效率或者屏蔽層保護(hù)效果的參數(shù)。測試結(jié)果表明，雙層鋁箔屏蔽電纜是將雙絞技術(shù)與鋁箔屏蔽技術(shù)最完美的結(jié)合。所以對于這樣的寬帶應(yīng)用，建議采用屏蔽布線系 統(tǒng)。從電磁兼容 (EMC)的觀點(diǎn)出發(fā)，需要設(shè)計最佳的電纜路由，避免惡劣的電磁環(huán)境。這種雙層鋁箔屏蔽電纜的最大特點(diǎn)有兩個方面：既具有卓越的屏蔽性能，又最大限度地方便用戶安裝。對于 10MHZ 以上的電磁波，利用屏蔽層的反射， 吸收及趨膚效應(yīng)的機(jī)理來抵消電磁干擾及電磁輻射，頻率越高，屏蔽層的效果越明顯。 卓越的屏蔽布線系統(tǒng)性能 耐克森 LanmarkFTP電纜采用了當(dāng)今全球獨(dú)一無二的雙層縱包鋁箔屏蔽布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即在 UTP 電纜的外面縱包兩層 25um 厚的鋁箔，這種雙層縱包結(jié)構(gòu)既可以避免電纜彎曲或受熱時屏蔽層出現(xiàn)微小的縫隙，又減小了轉(zhuǎn)移阻抗，提高了屏蔽效果，同時使接地 (包括屏蔽接地和保護(hù)接地 )更加方便、可靠。采用復(fù)雜的編碼方式固然可以提高頻譜利用率，但是需要在布線系統(tǒng)的兩端加編碼及解碼設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)成本增加，而抗干擾能力降低，可靠性下降，而且， APM 論壇不支持 CAP 編碼方式。但是，隨著快速以太網(wǎng) (100MBPS)， ATM(155MBPS， 622MBPS)及 GBPS 以太網(wǎng)技術(shù)逐漸實(shí)用化，網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不斷 提高，同時外界電磁干擾頻率也日益提高， UTP的平衡特性已不足以抵消網(wǎng)絡(luò)本身的電磁輻射及外界的電磁干擾。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界電磁干擾或網(wǎng)絡(luò)工作頻率超過 30MHZ 時， UTP 的 EMC 性能下降，即網(wǎng)絡(luò)的可靠性降低，誤碼率增大，電磁輻射也相應(yīng)增大， UTP 廠商的技術(shù)資料里也承認(rèn)這一點(diǎn)。 2)UTP 的節(jié)距與電磁干擾或信號波長相比必須充分小，才能有效地抵消電磁干擾和電磁輻射，即節(jié)距越小， EMC 性能越好。 彎曲也會破壞 UTP 的平衡特性 在實(shí)際安裝時，電纜不可避免要彎曲。但是，利用這種平衡性來抵消電磁干擾及電磁輻射需要具備以下條件的： 1)UTP 必須是理想的平衡系統(tǒng) UTP 只有具有理想的平衡特性才能有效地抵消電磁干擾及電磁輻射，但是，理想的平衡 UTP 是不存在的，因?yàn)椋?UTP 的平衡特性受周圍環(huán)境影響。 (非屏蔽雙絞線 )電纜的 EMC 原理及局限性。 在歐洲，電磁兼容已經(jīng)引起高度重視，并有一系列有關(guān) EMC 的法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，如89/336./EEC， EN55022 及 55024，按照歐洲規(guī)定，從 1996 年 1 月 1 日起，所有有源設(shè)備必須符合 EMC 規(guī)定，同時貼有 CE 標(biāo)志。這些輻射一方面有可能干擾其它系統(tǒng)，另一方面會給網(wǎng)絡(luò)犯罪可承之機(jī)。 三、網(wǎng)絡(luò)安全性的需要。各種無線電廣播、強(qiáng)電開關(guān)的脈沖、日光燈、以及移動通信系統(tǒng)都會產(chǎn)生電磁干擾，尤其是其中的移動通信系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾越來越嚴(yán)重。這一點(diǎn)很容易理解，為什么話音、電視信號在廣播之前都 要調(diào)制到幾十到幾百兆赫茲 (MHz)?為什么雙絞線的近端串?dāng)_ (NEXT)頻率越高越嚴(yán)重 ?這些現(xiàn)實(shí)存在的實(shí)例很好地說明了頻率越高，越容易產(chǎn)生電磁輻射、電磁耦合。網(wǎng)絡(luò)速率的提高，意味著工作頻率的提高。為什么布線系統(tǒng)的電磁兼容特性日益引起重視 ?這主要有以下三個方面的原因： 一、數(shù)據(jù)通信速率迅速增長，因?yàn)橥ㄐ乓巡恢痪窒抻谡Z音 ,數(shù)據(jù) ,還包括高質(zhì)量的圖象信號，以局域網(wǎng)技術(shù)來講，網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)從以前的 10Mbps 提高到 100Mbps，乃至ATM155Mbps， 622Mbps，及目前議論較多的 Gigabit 局域網(wǎng)技術(shù)。 ? 所謂電磁兼容有兩個方面的含義：一是要求系統(tǒng)具有抵抗電磁干擾的能力，即在一定的電磁干擾環(huán)境下能夠正常工作 。同時不能產(chǎn)生過量的電磁輻射。 (EMC)? 采用屏蔽布線系統(tǒng)主要是基于電磁兼容方面的考慮。在中國，耐克森會根據(jù)實(shí)際情況，建議客戶使用合適的布線系統(tǒng)。 但作為世界布線系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者，耐克森的布線產(chǎn)品向全世界提供，并可以針對不同用戶的不同需要 (網(wǎng)絡(luò)的工作頻率不同，周圍的電磁環(huán)境不同 )，提供各種端到端的解決方案，包括屏蔽，非屏蔽以及光纖布線解決方案。全面的否定某一類的布線方案是片面的和不負(fù)責(zé)任的。隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)安全性的需要，人們對此類要求越來越高。 屏蔽體對輻射干擾的抑制能力用屏蔽效能 SE（ Shielding Effectiveness）來衡量，屏蔽效能的定義 :沒有屏蔽體時，從輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g某一點(diǎn) (P)的場強(qiáng) 1（ 1）和加入屏蔽體后，輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g同一點(diǎn) (P)的場強(qiáng) 2（ 2）之比，用 dB（分貝）表示。由于輻射源分為近區(qū)的電場源、磁場源和遠(yuǎn)區(qū)的平面波，因此屏蔽體的屏蔽性能依據(jù)輻射源的不同，在材料選 擇、結(jié)構(gòu)形狀和對孔縫泄漏控制等方面都有所不同。在當(dāng)前電磁頻譜日趨密集、單位體積內(nèi)電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設(shè)備大量混合使用等因素而導(dǎo)致設(shè)備及系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。 在電子設(shè)備及電子產(chǎn)品中，電磁干擾（ Electromagic Interference）能量通過傳導(dǎo)性耦合和輻射性耦合來進(jìn)行傳輸。對這種低頻磁場，要通過使用高導(dǎo)磁率材料提供磁旁路來實(shí)現(xiàn)屏蔽，如圖 1 所示。某些用 途的電源變壓器中，常在初級繞組與次級繞組之間放置一不閉合的金屬薄片作為屏蔽裝置。在電子儀器中 ,為了免受靜電干擾，常利用接地的儀器金屬外殼作屏蔽裝置。這樣，導(dǎo)體殼就可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。） 1016， 可見在現(xiàn)階段所能達(dá)到的實(shí) 驗(yàn)精度內(nèi)，庫侖定律的平方反比關(guān)系是嚴(yán)格成立的。最近的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是威廉斯等人于 1971 年完成的，指出在式 F=q1q2/r2177。根據(jù)高斯定理，絕緣金屬球殼內(nèi)部的場強(qiáng)應(yīng)為零，這也是靜電屏蔽的結(jié)論。高斯定理可以從庫侖定律推導(dǎo)出來的，如果庫侖定律中的平方反比指數(shù)不等于 2 就得不出高斯定理。事實(shí)上，由一個封閉導(dǎo)體空腔實(shí)現(xiàn)的靜電屏蔽是非常有 效的。在靜電實(shí)驗(yàn)中，因地球附近存在著大約 100V／ m 的豎直電場。又如作全波整流或橋式整流的 電源變壓器 ，在初級繞組和次級繞組之間包上金屬薄片或繞上一層漆包線并使之接地，達(dá)到屏蔽作用。 靜電屏蔽有兩方面的意義，其一是實(shí)際意義：屏蔽使金屬導(dǎo)體殼內(nèi)的儀器或工作環(huán)境不受外部電場影響，也不對外部電場產(chǎn)生影響。 總之，封閉導(dǎo)體殼不論接地與否，內(nèi)部電場不受殼外電荷與電場影響；接地封閉導(dǎo)體殼外電場不受殼內(nèi)電荷的影響。 ③ 在靜電平衡時，接地線中是無電荷流動的，但是如果被屏蔽的殼內(nèi)的電荷隨時間變化，或者是殼外附近帶電體的電荷隨時間而變化，就會使接地線中有電流。假如殼外有帶電體，則殼外壁仍可能帶電，而不論殼內(nèi)是否有電荷（圖6）。這與第一種情況不同。 但如果將外殼接地，則殼外電荷將消失，殼內(nèi)電荷 q 與內(nèi)壁感應(yīng)電荷在殼外產(chǎn)生電場為零（圖 5）。 如果殼內(nèi)空腔有電荷 q，因?yàn)殪o電感應(yīng)，殼內(nèi)壁帶有等量異號電荷，殼外壁帶有等量同號電荷，殼外空間有電場存在（圖 4），此電場可以說是由殼內(nèi)電荷 q 間接產(chǎn)生。 由以上討論可知，封閉導(dǎo)體殼不論接地與否，內(nèi)部電場不受殼外電荷影響。這時因空腔內(nèi)壁有異號感應(yīng)電荷，因此空 腔內(nèi)有電場（圖 3）。靜電平衡后空腔導(dǎo)體與大地等勢，空腔內(nèi)場強(qiáng)仍然為零。殼外壁的感應(yīng)電荷起了自動調(diào)節(jié)作用。由于殼外壁感應(yīng)出異號電荷，它們與 q 在殼內(nèi)空間任一點(diǎn)激發(fā)的合場強(qiáng)為零。靜電平衡時殼內(nèi)無電場。 （一）封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場不受殼外電荷或電場影響。 在靜電平衡狀態(tài)下，不論是空心導(dǎo)體還是實(shí)心導(dǎo)體；不論導(dǎo)體本身帶電多少，或者導(dǎo)體是否處于外電場中，必定為等勢體，其內(nèi)部場強(qiáng)為零，這是靜電屏蔽的理論基礎(chǔ)。為了防止外界信號的干擾，靜電屏蔽被廣泛地應(yīng)用科學(xué)技術(shù)工作中。如果外殼接地，即使內(nèi)部有帶電體存在，這時內(nèi)表面感應(yīng)的電荷與帶電體所帶的電荷的代數(shù)和為零，而外表面產(chǎn)生的感應(yīng)電荷通過接地線流入大地。若空腔導(dǎo)體內(nèi)有帶電體，在靜電平衡時，它的內(nèi)表面將產(chǎn)生等量異號的感生電荷。 空腔導(dǎo)體在外電場中處于靜電平衡，其內(nèi)部的場強(qiáng)總等于零。 靜電屏蔽 [1]:為了避免外界電場對儀器設(shè)備的影響，或者為了避免電器設(shè)備的電場對外界的影響，用一個空腔導(dǎo)體把外電場遮住，使其內(nèi)部不受影響，也不使電器設(shè)備對外界產(chǎn)生影響，這就叫做靜電屏蔽。法拉第把自己關(guān)在金屬籠內(nèi)，當(dāng)籠外發(fā)生強(qiáng)大的靜電放電時，他并未受到任何影響，并且驗(yàn)電器也無任何顯示。這樣，導(dǎo)體的外殼就會對它的內(nèi)部起到 “保護(hù) ”作用，使它的內(nèi)部不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。由此可推知，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。物理學(xué)中將導(dǎo)體中沒有電荷移動的狀態(tài)叫做 靜電平衡 。根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度等于 E 外和 E內(nèi)的疊加。這樣，導(dǎo)體的負(fù)電荷分布在一邊，正電荷分布在另一邊，這就是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。選擇使用電磁密封襯墊時要考慮 4 個因素：屏蔽效能要求、有無環(huán)境密封要求、安裝結(jié)構(gòu)要求和成本要求。當(dāng)干擾的頻率超過 1O MHz 時，就需要考慮使用電磁密封襯墊。當(dāng)波長遠(yuǎn)大于開口尺寸時，就不會產(chǎn)生明顯的泄漏。用導(dǎo)電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能防止電磁波泄漏。隨著新型材料不斷被發(fā)現(xiàn)，會有越來越多新材料應(yīng)用于屏蔽的研究。 眾多高分子材料中，塑料引起了學(xué)者的關(guān)注 [1引。其通過模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的物質(zhì)來作為屏蔽層，可以應(yīng)用于商業(yè)研究 [1 。 ]。 Phang Sook— Wai 等采用摻雜聚苯氨研究其對微波的屏蔽效能，結(jié)果顯示其對微波的屏蔽效果非常理想 [1 。 WernShiarng Jou 等采用納米碳粉進(jìn)行研究，也發(fā)現(xiàn)其具有明顯的 優(yōu)越性 [1 。最新研究發(fā)現(xiàn)納米級碳粉是 一種良好的屏蔽材料 Eg]。陸邵聞等采用對人體無致敏、無毒害的金屬錫制成柔性屏蔽材料，免除了鎳可能會引起的皮膚過敏、中毒反應(yīng)，是一種良好的環(huán)保材料 [7]。這也迫切要求開發(fā)新型的屏蔽材料。但這樣所用材料也隨著網(wǎng)孔的密度愈多而增加，同時增加了屏蔽層的重量。 采用金屬材料作屏蔽網(wǎng)，網(wǎng)孔愈密，屏蔽的效果愈好。標(biāo)準(zhǔn)的屏蔽合金 (比如 Mumeta1)在低溫時就失去了其大部分磁導(dǎo)率。 對于 低溫用的屏蔽體， Cryoperm 10 為一種最佳選擇。對低頻磁場屏蔽時，經(jīng)常采用高磁導(dǎo)率比如含 8O 的鎳合金 Mumetal，這是一種高磁導(dǎo)率鐵鎳合金的屏蔽材料，這些合金材料適用于需要在極小空間內(nèi)降低電磁干擾源時的應(yīng)用場合。 2． 1 常用的屏蔽材料 目前常用的電磁屏蔽材料主要以金屬材料為主，如鋁、銅、鋅、鐵、鋼、鎳以及他們的合金等。在設(shè)計 屏蔽體時，要深入了解不同屏蔽合金的特性。真正影響屏蔽體屏蔽效能的只有兩個因