计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术资料下载.pdf
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14K、100K、200K、15M、450M、950M信号衰减幅度：
共分ABC三级，其中A级衰减60dB；
B级衰减80dB；
C级衰减100dB或者根据建设方要求制定屏蔽的理论方法屏蔽的理论方法电磁波理论是经典的理论。
麦克斯威尔、法拉第和其它人在电子学之前就建立了描述电场和磁场的基本方程式。
然而，对实际中的复杂硬件几乎不能直接应用这些方程式。
电场和磁场的衰减用从试验中得到的方程式能够更好的表达，这些方程式在屏蔽的设计中广泛应用。
第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-4有许多因素会影响电磁能量源周围的场。
源的种类赋予了场一些特征，如辐射幅度。
距离源的距离和电磁波传输的媒介的特性都会影响场与屏蔽之间的相互作用。
在电磁屏蔽中，波阻抗Zw是联系这些参数的有用的概念。
波阻抗定义为电场E与磁场H的比值。
源上的驱动电压决定了干扰的特性。
例如，环天线中流动的电流与较低的驱动电压对应。
结果是在天线附近产生较小的电场和较大的磁场，具有较低的波阻抗。
另一方面，四分之一波长的距离上，所有源的波的阻抗趋近于自由空间的特征阻抗，377欧姆。
这时，称为平面波，作为参考，1MHz的波长是300m。
按照到源的距离，电磁波可以进一步分为两种，近场和远场。
两种场的分界以波长除以2的距离为分界点。
/2附近的区域称为过渡区。
源与过渡区是近场，超过这点为远场。
近场波的特性主要由源特性决定，而远场波的特性由传播媒介决定。
如果源是大电流、低电压。
则在的近场以磁场波为主。
高电压、小电流的源产生电场为主的波。
在设计屏蔽控制辐射时，这个概念十分有用。
由于这时屏蔽壳与源之间的距离通常在厘米数量级，相对于屏蔽电磁波为近场的情况。
在远场，电场和磁场都变为平面波，即，波阻抗等于自由空间的特性阻抗。
知道干扰辐射的近场波阻抗对于设计控制方法是十分有用的。
用能将磁通分流的高导磁率铁磁性材料可以屏蔽200KHz以下的低阻抗波。
反过来，用能将电磁波中电矢量短路的高导电性金属能够屏蔽电场波和平面波。
入射波的波阻抗与屏蔽体的表面阻抗相差越大，屏蔽体反射的能量越多。
因此，一块高导电率的薄铜片对低阻抗波的作用很小。
对于任何电磁干扰，屏蔽作用由三种机理构成。
入射波的一部分在屏蔽体的前表面反射，另一部分被吸收，还有一部分在后表面反射，如图51所示。
屏蔽效能SE等于吸收因子A加上反射因子R，加上多次返射修正因子B，所有因子都以dB表示。
SE=A+R+B表5-1和表5-2给出了不同的屏蔽效能，吸收损耗的计算公式如下：
A=1.13trrf式中:
t-屏蔽厚度，cmr-屏蔽材料的相对导磁率r-屏蔽材料的相对导电率f-频率，Hz由于吸收主要由屏蔽厚度产生的，吸收因子对所有类型的电磁波都一样，与近场还是远场无关。
以下是计算平面后反射损耗的公式，等于电场波和磁场波有类似的公式。
R=168101g（rf/r）dB图5-1屏蔽对电磁干扰的衰减第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-5表5-1信号强度的衰减表5-2屏蔽衰减极限值dB衰减的百分比dB评价1090010屏蔽很少20991030有意义的屏蔽的下限3099.93060平均屏蔽量4099.996090屏蔽较好5099.99990120屏蔽很好6099.9999120以上现有技术的极限7099.99999表5-3给出了一些常用屏蔽材料的相对导电率和导磁率。
表5-3用于屏蔽的金属特性所用金属相对导电率r相对磁导率r银1.051铜1.001铝0.611锌0.291黄铜0.261镍0.201铁0.171000铜0.101000化学镀镍0.021如果吸收因子6dB以上，多次反射因子B可以忽略，仅当屏蔽层很薄或频率低于20kHz时，B才是重要的。
在设计磁屏蔽时，特别是14kHz以下时，除了吸收损耗外，其它因素都可以忽略。
同样，在设计电场或平面波屏蔽时，只考虑反射因子。
当一束电磁波碰到屏蔽体时，在表面上感应出电流。
屏蔽的一个作用是将这些电流在最小扰动的情况下送到大地，如果在电流的路径上有开口，电流受到扰动要绕过开口。
较长的电流路径带来附加阻抗，因此在开口上有电压降。
这个电压在开口上感应出电场并产生辐射。
当开口的长度达到/4时，就变成效率很高的辐射体，能够将整个屏蔽体接收到的能量通过开口发射出去。
为了限制开口效应，一个一般的规则是，如果屏蔽体的屏蔽效能要达到60dB，开口长度在感兴趣的最高频率处不能超过0.01。
每隔一定间隔接触的复合或用指形簧片连接的缝隙可以作为一系列开口来处理。
第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-6值得指出的是，材料本身的屏蔽特性并不是十分重要的，相比之下缝隙开口等屏蔽不连续性是更应该注意的因素。
电磁干扰需要两个基本条件：
电磁能量源和对这个源产生的特定幅度、频率的能量敏感的器件，称为敏感器。
表5-4给出了一些常见的源和敏感器。
另外，在源和敏感器之间还需要传播路径来传输能量。
电磁干扰屏蔽通常改变电磁能量传播路径来达到的。
表5-4电磁干扰源和敏感器电磁干扰源电磁干扰源电磁干扰敏感器电磁干扰敏感器电视和广播航空导航系统等幅波发射机微处理器电气马达高保真设备遥控单元计算机电焊装置等幅波接收机电气设备心脏起搏器发动机点火系统电子测量设备雷达发射机广播和电视接收机电动工具电子车库门电磁干扰分为两类：
辐射干扰和传导干扰，这是由传播路径的类型来定的。
当一个器件发射的能量，通常是射频能量，通过空间到达敏感器时，称为辐射干扰。
干扰源既可以是受干扰系统中的一部分，也可以是完全电气隔离的单元。
传导干扰的产生是因为源与敏感器之间有电磁线或信号电缆连接，干扰沿着电缆从一个单元传到另一个单元。
传导干扰经常会影响设备的电源，这可以通过滤波器来控制。
辐射干扰能影响设备中的任何信号路径，其屏蔽有较大难度。
辐射电磁能量成为电磁干扰的机理可以由法拉第定律来解释。
这个定律表明当一个变化的电场作用于一个导体时，在这个导体上会感应出电流。
这个电流与工作电流无关，但是电路会象与工作电流一样来接收这个电流并发生响应。
换句话说，随机的射频信号能够向计算机发出指令，使程序发生变化。
5.1.3.电磁屏蔽技术在结构设计中的应用电磁屏蔽技术在结构设计中的应用因为任何一个空间，如果它的外形整体性非常好，需要接缝的地方非常少，也就保证了这个空间的屏蔽性能越好，电磁泄漏的可能性也就越小。
对某个空间的屏蔽设计是一项十分精细和周密的工作，这与电子设备在这个空间工作时所处电磁场环境、电子设备本身外壳的选材以及结构形式都有非常大的关系。
针对具体情况，应采用不同的设计方式。
有关屏蔽规律必须运用于具体结构的每个环节，哪怕是一个接缝或是一个紧固件，在固定时破坏了屏蔽带造成缝隙，都将造成不良后果，这一点在设计时应考虑到，在装配时更应精心施工。
第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-75.1.4.屏蔽材料的选用屏蔽材料的选用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，而这些作用是与屏蔽结构表面上和屏蔽体内感应的电荷、电流与极化现象密切相关，按其屏蔽原理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽。
磁场屏蔽材料选用,磁场屏蔽简称磁屏蔽,是用于抑制磁场耦合实现磁隔离的技术措施磁屏蔽是利用高导磁材料制成的磁屏蔽体,提供低磁阻的磁通路,使得大部分磁通在磁屏蔽体上分流,来达到屏蔽的目的,因而磁导率成为选择磁屏蔽材料的主要依据它包括低频磁屏蔽和高频磁屏蔽应该注意的是,用铁磁材料做的屏蔽罩体在垂直于磁力线方向上不应开口或有缝隙,否则屏蔽效果会变差高频磁场屏蔽采用的是低电阻率的良导体材料,如铜铝等,其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽壳体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的,也就是说,利用了涡流反磁场对于原干扰源的排斥作用,来抵消屏蔽体外的磁场5.1.5.接缝处理接缝处理材料的接缝处理,我们知道,电磁波是直线发送的,当遇到障碍后,它会产生反射和折射,只有在极特殊的情况下才会发生衍射,所以我们在接缝处的设计应采用人为地使电磁波产生后向四周发射时,产生多次反射与折射,当电磁波因反射与折射穿透第一个接触面,能量已大为减小,而通过第二和第三个面的过滤,泄漏的可能性已经很小,就算最终泄漏出来的,也已经是能量很小的电磁波了,并且在装配面处应加入导电衬垫,以增加屏蔽效果接缝处的设计与工艺处理恰恰是电磁屏蔽最为薄弱的环节之一,只要解决好接缝处的电磁泄漏,整个空间的电磁漏泄也就比较好的解决了所有从事电子屏蔽空间设计的工程师都应该认识到他们所开发的电磁屏蔽项目的技术要求,为了用较低的成本来解决这些问题,必须在项目的初期就考虑适当的屏蔽措施来满足相关的技术要求的标准。
但本文后面所详细介绍的有关实际屏蔽技术的资料将使你在每一个特殊项目中采取一种适当的屏蔽。
屏蔽计算机机房的建设时技术要求高，建设投资大，稍有不慎，便不会达到预期设计的效果，一般屏蔽机房从基础建设起都要认真的施工。
为了达到屏蔽的效果，在整个机房建设中，需要注意以下几点：
1）在机房的结构体建设时要采取屏蔽措施在机房的结构体建设时要采取屏蔽措施?
在机房基础地面施工中，要增设屏蔽措施?
在机房墙面施工中，要增设屏蔽措施?
在机房顶面处理中，要增设屏蔽措施?
对机房的进出洞或孔，要预留并做衔接处理?
对机房墙、顶、地间接缝处，做衔接处理2）机房电磁屏蔽工程在施工中的一般要求机房电磁屏蔽工程在施工中的一般要求?
机房电磁屏蔽壳体的焊接施工中应采取有效的排烟通风措施?
机房电磁屏蔽壳体在焊接时应遵守钢结构工程施工及验收规范（GBJ20583）中第三章、第四章中的有关规定?
在机房内装修或其它项目施工时，严格禁止损坏屏蔽壳体，要采取必要的保护措施，不得使屏蔽壳体各个方面受损伤第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-8?
在机房施工中，如确实需要并按设计要求在屏蔽壳体上安装紧固件时，应将其与壳体的接触处焊封?
各种屏蔽壳体与原建筑墙体、楼板、地面应安装牢固，绝缘可靠?
在施工过程中，严格按照工序检验，合格后，下道工序方能施工3）机房电磁屏蔽工程的保护机房电磁屏蔽工程的保护?
在施工中不得在屏蔽壳体内喷洒水或其它有腐蚀性的液体?
对施工结束的机房屏蔽体及其它安装附件要及时做防腐处理。
防腐要求应符合建筑防腐工程施工及验收规范（TJZ1276）中的有关规定的要求?
对于焊接缝应按规定检查焊接效果，合格后对焊缝应及时作防腐处理?
对电磁屏蔽体有关的各种管道、电缆等应按有关规定进行保护处理4）机房电磁屏蔽工程的测试机房电磁屏蔽工程的测试?
机房屏蔽壳体与原建筑的地面、墙体、楼板的绝缘性能测试应符合要求?
机房屏蔽效能的测试?
电磁屏蔽效能的测试应按设计要求确定。
测试的方法应按高效能屏蔽室屏蔽效能测试方法执行5.2.计算机机房固态屏蔽工程计算机机房固态屏蔽工程计算机机房固态电磁屏蔽工程一般有三种形式：
即焊接式电磁屏蔽壳体、装配式电磁屏蔽壳体和薄膜屏蔽，还有多层屏蔽体。
5.2.1.焊接式电磁屏蔽壳体焊接式电磁屏蔽壳体焊接式电磁屏蔽壳体是按设计将预加工的单元金属板块在机房内焊接成整体，形成电磁屏蔽壳体。
焊接式电磁屏蔽壳体在施工中应注意以下几个问题。
1）焊接式电磁屏蔽壳体在焊接时使用的预先加工好的单元金属板，必须符合设计要求，公差值在允许的范围内。
2）焊接顺序，宜从底面内侧一角的单元板块开始，向四周到顶部依次焊接。
3）侧面及项面单元板块，除板块间焊接牢固外，必须与支撑架和吊杆焊接牢固。
4）在焊接时，可采用分段逆向焊接法，焊缝不得漏焊、虚焊。
5）焊接处在电磁性能上必须有紧密的结合，在焊接处不能出现裂缝，裂缝导致的开口会降低整体的屏蔽效果，而裂缝常常由于不良点焊或者不良的空间固定器如螺丝钉或铆钉所引起。
6）单元体接合处的焊接方式（如图5-2所示）有非阶梯重叠连续焊接、阶梯重叠连续焊接、邻接连续焊接。
7）绝缘吊架与支撑龙骨的图5-2接合处的焊接方式第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-9安装，宜与顶面金属板块的焊接同时依次进行。
8）屏蔽门框、波导风口等应在屏蔽体焊接同时与壳体板块焊接。
9）屏蔽壳体焊接现场应保持清洁，在焊接完毕后要及时清理焊渣和其它无关的物品。
10）焊接完毕后应及时检查焊缝焊接的效果，达不到要求，不得进行下一道工序。
11）屏蔽壳体防锈涂漆应按规定实施，漆层应均匀，牢固无遗漏。
5.2.2.装配式电磁屏蔽壳体装配式电磁屏蔽壳体装配式电磁屏蔽壳体是预先将屏蔽壳体制成组件，在机房内进行组装成整体，形成电磁屏蔽壳体。
装配式电磁屏蔽壳体在施工中应注意以下几个问题。
1）装配式电磁屏蔽壳体安装现场应注意如下要求?
屏蔽壳体安装现场地面应平整，符合设计要求；
?
屏蔽壳体内地面为矩形或正方形时，在安装现场可用对角线法定出四角位置；
屏蔽壳体安装现场应干净，空间无杂物，符合安装现场要求。
2）装配式电磁屏蔽壳体组装前的处理应注意如下要求?
铜网式组件的装配处应预先用酒精擦洗干净，紧固接合处按设计要求进行搪锡处理；
将钢板式组件与紧固件接触处的保护膜揭掉，并用酒精擦洗干净，无保护膜时，其接触处用细砂纸轻轻打磨出光泽后，再用酒精擦洗干净；
将钢板组件四周擦洗干净，根据设计要求搪锡或加垫软性导电材料后方可组装紧固。
3）装配式电磁屏蔽体在装配施工时应注意如下要求?
装配式屏蔽壳体墙板组件和顶板组件的安装顺序与技术应符合产品说明书上的规定；
装配式屏蔽壳体地板组件铺设应符合产品说明书的要求。
用钢板焊接组成的地板，施工应符合前面焊接式电磁屏蔽壳体提出的焊接要求；
屏蔽壳体在组装过程中，随时对板壁组件进行垂直、水平校正，达不到要求不得进行下道工序；
组合装配式屏蔽壳体在装配过程中，所有接缝处必须紧固严密，接触良好。
所有螺钉必须紧固可靠，并应衬垫软性导电材料；
钢板组件紧固后，所有接缝处应按设计要求涂导电漆，导电漆涂刷要均匀无遗漏。
5.2.3.薄膜屏蔽薄膜屏蔽薄膜屏蔽是一种金属膜附着在支撑金属膜的结构上，而不是靠金属膜本身之支撑力，以金属薄膜抵挡电磁场的干扰。
薄膜屏蔽在使用时应注意以下问题。
计算薄膜屏蔽中金属膜的厚度符合要求；
金属薄膜在施工中薄膜厚度要均匀；
第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-10?
薄膜与其它金属体接合处应接触良好。
5.2.4.多层屏蔽多层屏蔽多层屏蔽是将屏蔽面作成多层，表面与金属之间留很小的空间，而不是紧密的接触在一起，在很小的空间中充满空气或其它电介质，多层屏蔽能起到很好的屏蔽效果。
多层屏蔽在一些机械加工上花费大，施工要求严，操作困难。
要严格按设计要求施工。
5.3.计算机机房非固态屏蔽工程计算机机房非固态屏蔽工程计算机机房的非固态屏蔽，是在机房屏蔽体上，由于某些理由必需进行的一种屏蔽。
如：
机房屏蔽体需要开门、窗；
机房屏蔽体需要开通风口；
机房屏蔽体需要开孔让电线、电缆、水管、仪表、设备进入；
由于机房的某些需要而造成机房屏蔽外壳出现不连续处，如两个金属接触表面之间接合处（两片金属被铆钉或螺丝钉锁紧在一起和两金属表面以金属垫材料的连接处或开口）。
非固态屏蔽工程在屏蔽工程建设时，是必然进行的工程，施工的难度比较大。
非固态屏蔽在施工中常用的屏蔽材料有屏蔽网、编织材料、蜂巢材料。
下面分别说明非固态屏蔽的种类和在施工中应注意的问题。
5.3.1.屏蔽门屏蔽门1）屏蔽门在搬运和安装时，对门扇、门框的密封刀和密封簧片进行有效的保护，避免碰撞造成变形或损伤；
2）屏蔽门框在安装时应进行垂直、水平校正，与屏蔽壳体门洞之间的连接应牢固、可靠、无缝隙；
3）门扇安装时，应先对门扇铰链的安装孔在门框上定位校正，再固定所有紧固件；
4）安装屏蔽门的开闭手动机构、电动或气动装置后，对门的关闭情况进行试验。
试验结果应可靠，转动灵活，密封刀与密封簧片接触良好；
5）安装完毕后，应进行各种接触处的测试；
6）测试合格后，要喷涂防锈漆。
在进行此项工序时，应对密封刀和密封簧片进行遮盖，不得沾污。
5.3.2.波导风口和观察窗波导风口和观察窗波导风口和观察窗在安装前应做如下处理：
1）将波导风口与钢片壁接触面的漆层和锈蚀面刮去，并均匀搪锡；
2）波导风口的支架与板壁的龙骨采用焊接或用螺钉固定，不得破坏壁面。
所有支架应平直，牢固；
第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-113）观察窗两侧透镜和中间波导或金属网均与观察窗框镶嵌牢固、严密。
窗框与板壁接触面处应均匀搪锡；
4）波导风管和观察窗在板壁组件上安装应安装可靠、平直；
5）波导风管和观察窗的内、外接触面锡焊必须严密、平整；
6）焊接口按设计要求涂导电漆、防锈漆、装饰漆，涂刷应均匀无遗漏；
7）波导风管安装后应用挡板遮盖，验收时拆除。
5.3.3.滤波器滤波器1）滤波器的波导联接器与壳体壁板安装前应将接触的漆层刮掉；
2）滤波器外壳与屏蔽壳体之间衬垫软性导电材料，安装应牢固、可靠；
3）滤波器的波导联接器与壳体装配必须紧固，装配处应锡焊无缝隙；
4）在接缝处按设计要求涂导电漆、防锈漆、装饰漆，涂刷应均匀无遗漏；
5）滤波器输出端子接线时应速焊，不得损坏接线端子的绝缘层，也可以用紧固卡固定引线。
5.3.4.电缆和连接头的屏蔽电缆和连接头的屏蔽屏蔽电缆线可用编织金属带，易弯曲的金属线管，坚硬的金属线管或者高磁化率材料的螺旋缠绕金属极进行屏蔽。
电缆线的屏蔽还应包括电缆线端点及接头的屏蔽。
1）电缆屏蔽?
电缆屏蔽一般多采用金属编织带，金属编织带易处理，重量轻。
屏蔽的效果随编织带编织的密度增加而增加，但是当波长接近编织开口时，则屏蔽效果随频率增加而减少；
坚硬的金属线管与相同厚度的金属薄板具有相同的屏蔽效果，但在冷条件下，高磁化率的金属薄板会失去磁化特性，需要增加保护措施；
电缆外屏蔽线管或者金属编织带，在穿过屏蔽体外壳时应与进入口处外壳周围有良好的搭接。
这种搭接应使用接头或者接合器的外壳来完成。
2）接头屏蔽?
接头设备在环境条件变化时（如振动、腐蚀和温度变化时），不会影响屏蔽的效果；
接头屏蔽必须在接脚结合之前完全接触，并在接脚拔掉之前必须保持接触，即接脚结合和分开发生任何电弧将在接头的屏蔽体内；
各种电缆线接头的屏蔽端点接法如图5-3所示；
接头分开时，要注意避免突然触及电接头的可能性；
屏蔽导线端的接法如图5-4所示；
同轴电缆线屏蔽端点的接法如图5-5所示；
声频电路屏蔽的端点接法如图5-6所示。
第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-125.4.计算机机房电磁屏蔽方法的选择计算机机房电磁屏蔽方法的选择计算机机房的电磁屏蔽应根据机房内设备工作的性能和安全的要求来选择。
一般有以下3种方法：
屏蔽机房；
屏蔽工作间；
设备专项屏蔽。
图5-3各种电缆接头的屏蔽端点之接法图5-4屏蔽导线端的接法第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-135.4.1.屏蔽机房屏蔽机房为了保障国家和部门的政治、经济、军事上的安全，屏蔽机房是防止计算机泄密的重要手段。
采用屏蔽机房这样的保密手段，可减少各种电磁场强的电磁波（尤其是大型电台、电视台、其它超短波、微波）对计算机正常工作的影响，同时也保护工作人员免受电磁波的侵害。
屏蔽机房造价高，要求严，施工困难。
5.4.2.屏蔽工作间屏蔽工作间屏蔽工作间是为了保密和防止减少电磁场的干扰，在局部范围内采取的屏蔽手段。
屏蔽工作间适用的范围比较广，造价和施工环境都比较合理，特别是近几年出现的金属板可拆卸式屏蔽工作间，产品结构合理，单元组合清楚，安装方便，提高了屏蔽效能，能更好地满足各方面的需要。
5.4.3.设备专项屏蔽设备专项屏蔽设备专项屏蔽是为了保证电子仪器设备调试维修正确，需要在一个无电磁信号干扰的场合来进行，这种屏蔽专门为设备调试准备的屏蔽场所。
这三种屏蔽方式用户可根据需要选择图5-5同轴电缆屏蔽的端点接法图5-6声频电路屏蔽的端点接法第5章计算机机房电磁环境及电磁屏蔽技术5-14资料：
市电力测试设备厂生产的JP-88型金属板屏蔽室的主要技术指标：
标准屏蔽范围：
0.120000MHz；
标准屏蔽效果：
80100dB；
标准系列规格：
长边0.85m一个单元，用户可自选单元需要数，高2.40m、宽2.40m，见表5-5。
表5-5规格单元长（m）宽（m）高（m）NN0.852.402.40三单元32.552.402.40四单元43.402.402.40五单元54.252.402.40六单元65.102.402.40特殊规格任意内部设施：
已配有箱式风扇、工作吊壁灯、
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