电磁兼在屏柜中的应用 论文.doc

电磁兼容性在电气屏柜中的应用摘 要：文章主要简述电磁兼容性在电气屏柜中的应用，包括电气屏柜电磁兼容的设计要求、环境要求、安装维护要求、检测技术几个方面的内容。关键词：电磁兼容；电屏蔽；磁屏蔽；电磁环境风力发电机组的控制柜体就是一个典型电气屏柜，控制柜的抗干扰能力的强弱直接影响了整个发电机组的产品可靠度，如何做好电气屏柜的电磁兼容性，显得尤为重要。1、电磁兼容对设备和部件的突出影响1.1系统性的降低或失效，造成不能完成预定任务；1.2引起失效模式，减低设备的可靠性；1.3影响装备或元器件的工作寿命；1.4影响效、费比，增加产品的成本；1.5影响设备或人员的生存性和安全性；1.5延误生产和使用。2、电磁兼容性的一些基本概念2.1电屏蔽：电屏蔽的实质是减小两个设备（或两个电路、组件、元件）间电磁场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下，将干扰源所产生的干扰终止于由良导体职称的屏蔽体。因此，接地良好及选择良好导体作为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。2.2磁屏蔽：磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对于干扰磁场进行分流，因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。2.3电磁屏蔽：是游金属屏蔽体通过电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。3、电磁兼容性的设计3.1典型设备的泄漏要素 根据孔耦合理论，决定孔缝泄漏量的因素主要有两个：孔缝面积和孔缝最大限度尺寸。两者皆大，则泄漏最为严重；面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大。我们经常可以通过以下几种方法来解决这类问题：3.1.1屏柜接缝：导电衬垫3.1.2通风孔：屏蔽通风窗3.1.3观察孔与显示孔：屏蔽透光材料3.1.4连接器与机箱接缝：连接器衬垫3.2屏蔽通风部件的设计通风孔的面积与最大线度尺寸较大，是机箱等屏蔽体中数量较多且电磁泄漏量最大的一类孔缝。屏蔽通风部件既能屏蔽辐射干扰，又能通风，是通风孔唯一可用的屏蔽材料。目前广泛应用于雷达、计算机、通信设备、电子方舱以及屏蔽室等。通用的一些材料有：打孔金属板、波导通风窗、金属丝网、铝带叠压网通风窗、发泡金属通风窗。3.2.1钢制波导通风窗 钢制波导通风窗是采用碳钢带经特殊工艺加工而成的正六边形蜂窝状屏蔽部件，具有通风量大、坚固、不易变形、耐机械冲击力强及宽带高屏蔽效能的特点，特别适用于屏蔽效能要求高、抗冲振等应用环境恶劣的机箱或柜体、电子方舱以及屏蔽室等设备及设施。在蜂窝孔径相同的条件下，决定屏蔽效能及抑制带宽的是正六边形孔径的大小。 3.2.2吸波材料吸波材料是在聚氨酯海绵或硅橡胶中掺入特殊配方的碳粉或铁氧体粉而制成的，通过贴装或安放在屏蔽盒或机箱内，可有效抑制金属壁面的电磁反射，防止屏蔽盒出现电磁谐振，抑制由于谐振而引起的过高孔缝电磁泄漏，是雷达、GSM、3G等高频设备非常重要的一类特定材。吸波材料根据用途分为宽带吸收型和窄带谐振型，分别应用于屏蔽盒内的宽带电磁反射抑制和窄带电磁谐振的抑制。3.3电气接地的目的“接地一般指电路或系统与“地”之间建立低阻通路，其中一点通常是系统的一个电气或电子元件，而另一点则是称之为“地”的参考点。 3.3.1接地的类型：基准地、安全地、抗干扰地、信号地、结构地3.3.2接地的方法：单点接地、多点接地和混合接地单点接地技术分为串联型和并联型，其中串联型的缺点是产生公阻抗耦合，并联型的缺点是需要多根地线，而且只适合在低频线路中。对于低于1MHZ的频率来说，优选单点接地。当信号工作频率大于10MHZ时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就 近多点接地。假设信号是上升延长、频率介于1MHZ到10MHZ之间，这时只有最长走线或接地引线长小于波长的1/20时，才用单点接地。3.4静电放电3.4.1静电放电要求电气和电子设备对于由于操作者触摸改装置而产生的静电放电和装置附近的物体间产生的静电放电的敏感试验阶段严酷等级和试验方法。3.4.2产生静电放电的原因 低湿度环境、低导电率地毯、乙烯基外衣等，使系统设备处于静电放电环境。最典型的是操作人员在行走的过程中，鞋子与地面的摩擦，似的操作人员带电，在于设备接触时将产生放电（如桌椅之间），从而损坏芯片、设备等。3.4.3最常见的静电放电现象3.4.3.1装置与与导电接地面接地良好，放电经外壳直接传入大地；3.4.3.2外壳不直接接地或接地不良，放电经主电源线接地，所产生的接地电压较良好接地要高一个等级，此时线路元件将承受感应耦合或辐射影响；3.4.3.3当放电电流沿连接电缆从一个机柜流向另外一个机柜时，信号将受到干扰的极大影响。3.5机柜内部的电缆敷设一般要求：3.5.1同类电缆敷设在一起，与其它类电缆按标准最小间距敷设。同类电缆中若传输信号电平差大于40dB(即相差大于100倍)应再进行分组，直至每组传输信号电平差小于40dB；3.5.2电缆精良靠近机柜屏蔽体、金属构架敷设，充分利用现存金属结构进行给力，但一定要避免靠近机柜屏蔽体上的长缝和大开孔；3.5.3电源电缆与敏感信号电缆、模拟信号电缆与数字信号电缆应尽量敷设在机柜两侧，避免平行、靠近、长距离走线。无法避免时要采取隔离措施；3.5.4邻近电缆所传送信号的工作频率最好是分布在不同频段，以避免相串扰。但是频率差大于100倍或更高时就应该看做不同类的线分开绑扎；3.5.5机柜内的电源模块（如DC/DC模块）的输入线和输出线避免捆扎平行走线；3.5.6小风扇电源线跟信号线不要捆扎在一起；3.5.7信号线与电源线不要捆扎在一起；3.5.8交流电源线和直流电源线应该分开捆绑。3.6机柜外部的电缆敷设一般要求: 3.6.1电源供电与信号电缆分开走线；3.6.2射频电缆与其它信号电缆分开走线；3.6.3尽量避免机柜上下同时出线；3.6.4电缆穿过屏蔽机柜时，电缆屏蔽层要与机柜紧密连接在一起，360度搭接。禁止从散热孔中间穿线。3.7特殊电缆敷设间距3.7.1大功率发射天线的馈线与所有其他电缆的距离至少200mm；3.7.2低电平模拟信号电缆是极敏感电缆，与其太电缆距离至少为150mm。4、系统的安装维护对设备的电磁骚扰性而言，设计是保证其性能的关键，但离开良好的系统安装，再好的设备都可能有电磁兼容问题，因此系统的安装队电磁兼容性是非常重要的。4.1机柜安装注意事项：4.1.1机柜所有螺钉要紧固适当；4.1.2机柜门等活动部分与机柜接触良好，没有缝隙；4.1.3并柜机柜在关门后，中间不留下缝隙；4.1.4并柜互连线分布均匀，搭接良好，构成一个等势体；4.2单板安装注意事项：4.2.1手抓单板前代号防静电手套，避免直接抓单板；4.2.2戴好防静电手腕，防静电手腕要接地；4.2.3取下的单板不要直接放在地上，桌子上等，要套上防静电袋；4.2.4拿单板时注意不要碰触到单板上的器件，最好是拿单板的边沿；4.2.5单板不可重迭迭放。4.3电磁环境一般要求4.3.1电场要求：在10KHZ10GHZ范围内，环境电磁场强度不超过130dBuv/m;4.3.2在没有条件判别是否环境满足以上条件时，可以参考一下要求：4.3.2.1安装位置原理大型电UPS电源、逆变器10m以上；4.3.2.2远离变电站20m以上。4.4静电要求4.4.1电信中心环境：环境静电强度小于200V4.4.2非电信中心环境：环境静电强度小于1KV5、系统电磁兼容性的检视、问题处理5.1系统检视：5.1.1检查系统接地，保证系统接地良好5.1.2维护后设备门处于关闭状态，报纸原始屏蔽状态；5.1.3检查电缆布线没有被其他无关电缆覆盖，或与其他电缆走在一起；5.2系统干扰问题的处理：5.2.1查看电源滤波器是否安装，其接地是否正常；5.2.2查看是否有电缆不当安装，造成屏蔽性能下降，如电缆穿过机柜，屏蔽层未接地等；5.2.3查看周围设备是否存在大型干扰，如UPS电源、逆变器、变电站、电机等；5.2.4查看