屏蔽機房建設：屏蔽布線系統(tǒng)安裝4大技巧！
來源：行業(yè)動態(tài)
發(fā)布時間：2019-10-18
隨著電子信息技術的迅速房展“屏蔽機房建設”信息化建設的日新月異，計算機網(wǎng)絡已經遍布世界的每一個角落。數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享等IT服務引發(fā)的安全問題越來越受到重視，其中計算機機房的屏蔽設備就是保證系統(tǒng)安全的重要手段之一。特別是在軍事單位、各級政府、企事業(yè)單位的涉密部門對屏蔽機房的建設要求不斷增加，也就提高了屏蔽工程在機房系統(tǒng)工程中的地位及比重。
屏蔽機房建設
屏蔽機房簡介與屏蔽機房的概念
屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域對另一個區(qū)域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散;用屏蔽體將接收電路、設備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波)的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
屏蔽的分類
1. 靜電屏蔽
用完整的金屬屏蔽體將帶正電導體包圍起來，在屏蔽體的內側將感應出與帶電導體等量的負電荷，外側出現(xiàn)與帶電導體等量的正電荷，如果將金屬屏蔽體接地，則外側的正電荷將流入大地，外側將不會有電場存在，即帶正電導體的電場被屏蔽在金屬屏蔽體內。
屏蔽機房建設
2. 交變電場屏蔽
為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設置導電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓大小取決于交變電場電壓、耦合電容和金屬屏蔽體接地電阻之積。只要設法使金屬屏蔽體良好接地，就能使交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓變得很小。電場屏蔽以反射為主，因此屏蔽體的厚度不必過大，而以結構強度為主要考慮因素。
3. 交變磁場屏蔽
交變磁場屏蔽有高頻和低頻之分。低頻磁場屏蔽是利用高磁導率的材料構成低磁阻通路，使大部分磁場被集中在屏蔽體內。屏蔽體的磁導率越高，厚度越大，磁阻越小，磁場屏蔽的效果越好。當然要與設備的重量相協(xié)調。高頻磁場的屏蔽是利用高電導率的材料產生的渦流的反向磁場來抵消干擾磁場而實現(xiàn)的。
屏蔽機房建設
4. 交變電磁場屏蔽
一般采用電導率高的材料作屏蔽體，并將屏蔽體接地。它是利用屏蔽體在高頻磁場的作用下產生反方向的渦流磁場與原磁場抵消而削弱高頻磁場的干擾，又因屏蔽體接地而實現(xiàn)電場屏蔽。屏蔽體的厚度不必過大，而以趨膚深度和結構強度為主要考慮因素。
屏蔽機房的組成
屏蔽機房由屏蔽殼體、屏蔽門、電源濾波器、電話濾波器、信號濾波器、通風波導和截止波導管等組成。
1. 屏蔽殼體
電磁屏蔽機房采用冷軋鋼板焊接式結構。屏蔽殼體骨架用優(yōu)質槽鋼、方鋼和型鋼焊成網(wǎng)格，地面、墻面和頂部分別用厚度2~2.5mm的優(yōu)質冷軋鋼板焊接而成。具有很高的強度和剛性，完全能起到物理防護和電磁防護的作用。
屏蔽機房建設
2. 屏蔽門
屏蔽室性能的好壞，其主要因素取決于是否有一個高性能的屏蔽門，屏蔽門是通過利用簧片與門板上的“刀”壓接，從而使泄漏的電磁波的路徑增大，達到防漏的要求。
3. 電源濾波器
濾波就是利用器件的頻譜特性，控制有害干擾的流向或吸收干擾以達到控制干擾的目的。濾波技術是抑制傳導干擾的主要手段之一，也是提高電子設備抗傳導干擾能力的重要措施。
4. 通風波導
通過計算風量，選擇通風波導面積和數(shù)量，在屏蔽殼體上安裝六角蜂窩狀的通風波導窗。通風波導窗是按照微波理論(截止波導)及嚴格工藝，用模具制成六角蜂窩狀截止波導管通過真空鉛焊接構成;使用頻率：10kHz～10GHz，屏蔽效能：100dB。
5. 截止波
7.5/d，式中：f—截止頻率、d—圓波導管內的直徑。對綜合布線系統(tǒng)采用光纜進入屏蔽機房的方式，光纜通過波導管進入屏蔽機房，其波導管的長度L大于6d。在屏蔽機房通過光端機,將電信號變成光信號,再將光纖穿過截止波導管， 在屏蔽機房外將光信號變成電信號。
常見的屏蔽材料
1. 橡膠芯編織網(wǎng)屏蔽襯墊
橡膠和金屬絲可選(蒙乃爾絲、鍍錫鋼芯銅絲)，應用于機箱、機柜縫隙屏蔽、屏蔽室和屏蔽方艙。有溝槽安裝和表面貼裝兩種方式。
2. 導電橡膠屏蔽襯墊
主要包括：導電橡膠板、導電橡膠屏蔽條、雙層導電橡膠屏蔽襯墊內層：硅橡膠，外層：導電橡膠。
3. 鈹銅簧片屏蔽襯墊
鈹銅制成的簧片適用于通信、計算機、屏蔽室、屏蔽方艙等設備的縫隙設計中。它既解決了其它襯墊不能承受切向運動的問題，又具有很高屏蔽效能，同時還具有高導熱性，耐壓性好的特點。
4. 導電膠
主要包括：硅脂導電膠，用于導電橡膠板與金屬粘接;導電橡膠條與金屬粘接;環(huán)氧導電膠，用于金屬與金屬粘接、印刷電路板線路連接、微波元件引線連接、金屬絲網(wǎng)屏蔽條固定。
5. 導電填充物(導電膩子)
應用：用于無法加屏蔽襯墊的縫隙處屏蔽。
6. 磁場屏蔽材料
工作頻率或100kHz以下磁場屏蔽，需要提供極低磁阻表面來完成，磁場屏蔽材料提供高導磁率屏蔽材料。
7. 屏蔽玻璃
應用：電子設備需要透光的窗口，如：CRT、儀器儀表夜晶顯示窗口。
8. 透光導電聚脂膜
電子設備顯示窗口屏蔽，透光率：70%，最佳屏蔽效能：40～60dB。
9. 屏蔽通風板
10. 屏蔽膠帶
主要包括：電磁屏蔽膠帶、導電法蘭保護膠帶。
屏蔽機房監(jiān)理要點
設計要點
1.此處以鋼板焊接式電磁屏蔽室為例。包括六面龍骨框架、冷軋鋼板。龍骨框架由槽鋼、方管焊接而成，材料規(guī)格按屏蔽室大小確定地面龍骨(地梁)應與地面進行絕緣處理。墻、頂部冷軋鋼板厚度2mm，底部鋼板厚3mm，先在車間預制成模塊，分別焊接在龍骨框架內側。所有焊接均采用CO2保護焊，連續(xù)滿焊，并用專用設備撿漏，防止漏波。所有鋼質殼體必須進行良好的防銹處理;
2. 電磁屏蔽門：電磁屏蔽門是屏蔽室唯一活動部件，也是屏蔽室綜合屏蔽效能的關鍵，技術含量較高，材料特殊，工藝極其復雜，共426道工序。電磁屏蔽門有鉸鏈式插刀門、平移門兩大類，各有手動、電動、全自動等形式。如考慮使用的穩(wěn)定性及性價比，則首選手動插刀式鉸鏈門;
3. 蜂窩型通風波導窗：通風換氣、調節(jié)空氣是屏蔽室必備設施。蜂窩型波導窗由對邊距42mm的六邊形鋼質波導管集合組成，波導管不妨礙空氣流通，卻對電磁輻射有截止作用。目前主要采用300mm×300mm×42mm規(guī)格的全焊接式蜂窩式波導窗，插入損耗150KHz～1GHz≥100dB，完全滿足規(guī)范要求。屏蔽室按面積大小配置相應數(shù)量的波導窗，分別用于進風、排風、瀉壓;
4. 強弱電濾波器：進入屏蔽室的電源線、通信信號線等導體都會夾帶傳導電磁干擾，必須有相應的濾波器加以濾除。濾波器是由無源元件(電感、電容)構成的無源雙向網(wǎng)絡，其主要性能參數(shù)是截止頻率(低通、高通、帶通、帶阻)、插入損耗(阻帶衰減量)，濾波性能取決于濾波級數(shù)(濾波器濾波元件數(shù))、濾波器結構類型(單電容型C型、單電感型L型、π型)等;
5. 波導管：進入防護室的各種非導體管線如消防噴淋管、光纖等，均應通過波導管，波導管對電磁輻射的截止原理與波導窗相同;
6. 被屏蔽的物體(設備等)不要安排在緊靠屏蔽體的位置上，以盡量減少通過被屏蔽物體體內的磁通;
7. 必須盡量減少結構的電氣不連續(xù)性，以便控制經底板和機殼進出的泄漏輻射。提高縫隙屏蔽效能的結構措施包括增加縫隙深度，減少縫隙長度，在結合面上加入導電襯墊，在接縫處涂上導電涂料，縮短螺釘間距離等。
施工要點
1.在底板和機殼的每一條縫和不連續(xù)處要盡可能好的搭接。搭接的程度對殼體的屏蔽效能起決定性作用;在屏蔽、通風和強度要求高而質量不苛刻時，用蜂窩板屏蔽通風口，最好用焊接方式保持線連接，防止泄漏。
2. 在可能的情況下，接縫應焊接。在條件受限制的情況下，可用點焊、曉間距的鉚接和用螺釘來固定。用螺釘或鉚接進行搭接時，應首先在縫的中部搭接好，然后逐漸向兩端延伸，以防金屬表面的彎曲，在不加導電襯墊時，螺釘間距一般應小于最高工作頻率的1%，至少不大于1/20波長；
3. 要注意由于電纜穿過機殼使整體屏蔽效能降低的程度。典型的未濾波的導線穿過屏蔽體時，屏蔽效能降低30db以上;電源線進入機殼時，全部應通過濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機殼外;若濾波器結構不宜穿出機殼，則應在電源線進入機殼處專為濾波器設置一隔艙;信號線、控制線進入/穿出機殼時，要通過適當?shù)臑V波器。具有濾波插針的多芯連接器適用于這種場合;
4. 穿過屏蔽體的金屬控制軸，應該用金屬觸片、接地螺母或射頻襯墊接地。也可不用接地的金屬軸而用其它軸貫通，一般采用波導截止頻率比工作頻率高的圓管來做控制軸;必須注意在截止波導孔內貫通金屬軸或導線時會嚴重降低屏蔽效能;
5. 在接縫不平整的地方，或在可移動的面板等處，必須使用高導電率和彈性好的導電襯墊或指形彈簧材料;保證緊固方法有足夠的壓力，以便在有變形受力、沖擊、震動時保持表面接觸;
6. 保證同襯墊材料配合的金屬表面沒有任何非導電保護層;
7. 可通過截止波導或通風板對窗進行屏蔽，也可以用鍍膜或夾金屬網(wǎng)的屏蔽窗用于顯示器監(jiān)視器等;盡可能在指示器、顯示器后面加屏蔽，并對所有引線用穿心電容濾波;在不能從后面屏蔽指示器/顯示器和對引線濾波時，要用與機殼連續(xù)連接的金屬網(wǎng)或導電玻璃屏蔽指示器/顯示器的前面。對夾金屬絲的屏蔽玻璃，在保持合理透光度條件下，對30～1000m的屏蔽效能可達50～110db。在透明塑料或玻璃上鍍透明導電膜，其屏蔽效果一般不大于20db;
8. 在操作器件(如旋鈕按鍵撥動開關等)的處理方面，當信號頻率較高時，可利用截止波導管的原理;當信號頻率較低時，可利用隔離艙將其與其他電路部分割離;
9. 指示燈表盤處理可以采用：金屬網(wǎng)屏蔽、截止波導管法、濾波器、加隔離窗;
10. 屏蔽機房內一般考慮混合接地，一般把設備地線分成類：電源地和信號地。設備中各部分的電源地線都接到電源總線上，所有信號地都接到信號總線上。兩根總線最后匯總到公共的參考地。
展望
電子屏蔽技術已經不僅僅是政府、企業(yè)的一種保密手段，更會在國家的重要安全領域起到至關重要的作用，比如軍事戰(zhàn)爭中的電子對抗、航空航電技術的安全等等，將來隨著無線技術的發(fā)展，信號分離、過濾技術、加密手段的提高，屏蔽技術也將得到更大的發(fā)展。
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