屏蔽机房建设工程设计解决方案.docx

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屏蔽机房建设工程设计解决方案

屏蔽机房建设工程设计解决方案

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术

设

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方

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介

绍

设计单位：

广州莱安智能化系统开发有限公司

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广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06

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一、屏蔽机房建设的重要性

随着科学技术的迅速发展，信息化建设日新月异，计算机系统网络建设遍布各个角落，随之而来的系统安全问题也提到议事日程上来，计算机房的屏蔽就是保证系统安全要求解决的问题之一。

现在各政府部门、企事业单位，特别是涉密部门对计算机系统的安全越来越重视，为防止信息泄露或系统被干扰，对屏蔽机房的建设要求增加，也提高了屏蔽工程在机房系统工程建设中的比重。

　二、屏蔽机房的建设

1、屏蔽的概念

　　为了防止静电的、磁场的、火电磁场的相互感应所采取的方法和措施就称之为屏蔽。

其目的就是把电子设备或电子组件所产生的电磁干扰限制在某一区域或保护电磁敏感设备不受外界电磁的干扰。

主要产品包括：

各种屏蔽室，屏蔽门，屏蔽柜等屏蔽设备和屏蔽材料。

2、屏蔽的基本分类

　　1）静电屏蔽

　　静电屏蔽防止静电耦合干扰，是指对静电场的屏蔽，即利用低电阻率导体材料做成容器，把电力线限制在容器内部，也可以使外部电力线进不到容器内部。

在静电屏蔽时，屏蔽导体必须接地，屏蔽体和接地线都是具有良好导电性能的金属材料。

　　2）电磁屏蔽

　　电磁屏蔽防止高平电磁波干扰，用于抑制噪声源和敏感设备距离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。

电磁屏蔽必须同时屏蔽电场和磁场，通常采用低电阻率的导体材料。

空间电磁波在射入到金属体表面时会产生反射损耗和吸收损耗，使电磁能量被大大衰减，从而达到屏蔽的目的。

在电磁屏蔽时，屏蔽体本身可以不接地，但为了避免发生静电耦合，所以电磁屏蔽导体一般也做接地处理。

　　3）磁屏蔽

　　磁屏蔽是防止低频的磁场感应，屏蔽较困难，通常采用高导磁率和低电阻率的金属材料构成具有一定厚度的壳体，以便将磁力线限制在磁阻小的屏蔽体内部，防止磁场的扩散，这就是磁屏蔽的基本原理。

与电磁屏蔽类似，在磁屏蔽时，屏蔽体是否接地不影响屏蔽效能，实际结构为了防止静电感应，屏蔽体一般都接机壳（安全接地）。

　　3、屏蔽机房的组成

　　屏蔽机房由屏蔽壳体、屏蔽门、电源滤波器、电话滤波器、信号滤波器、通风波导和截止波导管等组成。

　　1）屏蔽壳体

　　电磁屏蔽机房采用冷轧钢板焊接式结构。

屏蔽壳体骨架用优质槽钢、方钢和型钢焊成网格，地面、墙面和顶部分别用厚度2~2.5mm的优质冷轧钢板焊接而成。

具有很高的强度和刚性，完全能起到物理防护和电磁防护的作用。

　　2）屏蔽门

　　屏蔽室性能的好坏，其主要因素取决于是否有一个高性能的屏蔽门，屏蔽门是通过利用簧片与门板上的“刀”压接，从而使泄漏的电磁波的路径增大，达到防漏的要求。

　　3）电源滤波器

　　滤波就是利用器件的频谱特性，控制有害干扰的流向或吸收干扰以达到控制干扰的目的。

滤波技术是抑制传导干扰的主要手段之一，也是提高电子设备抗传导干扰能力的重要措施。

　　4）通风波导

　　通过计算风量，选择通风波导面积和数量，在屏蔽壳体上安装六角蜂窝状的通风波导窗。

通风波导窗是按照微波理论（截止波导）及严格工艺，用模具制成六角蜂窝状截止波导管通过真空铅焊接构成。

　　使用频率：

10kHz～10GHz

　　屏蔽效能：

100dB

　　5）截止波导

　　f=17.5/d

　　式中：

f—截止频率。

　　d—圆波导管内的直径。

　　对综合布线系统采用光缆进入屏蔽机房的方式，光缆通过波导管进入屏蔽机房，其波导管的长度L大于6d。

在屏蔽机房通过光端机,将电信号变成光信号,再将光纤穿过截止波导管，

在屏蔽机房外将光信号变成电信号。

　　4、常见的屏蔽材料

　　1）橡胶芯编织网屏蔽衬垫

　　橡胶和金属丝可选（蒙乃尔丝、镀锡钢芯铜丝），应用于机箱、机柜缝隙屏蔽、屏蔽室和屏蔽方舱。

有沟槽安装和表面贴装两种方式。

　　2）导电橡胶屏蔽衬垫

　　A、导电橡胶板

　　B、导电橡胶屏蔽条

　　C、双层导电橡胶屏蔽衬垫

　　内层：

硅橡胶，外层：

导电橡胶。

　　3）铍铜簧片屏蔽衬垫

　　铍铜制成的簧片适用于通信、计算机、屏蔽室、屏蔽方舱等设备的缝隙设计中。

它既解决了其它衬垫不能承受切向运动的问题，又具有很高屏蔽效能，同时还具有高导热性，耐压性好的特点。

　　4）导电胶

　　A、硅脂导电胶

　　应用：

导电橡胶板与金属粘接;导电橡胶条与金属粘接。

　　B、环氧导电胶

　　应用：

金属与金属粘接;印刷电路板线路连接;微波元件引线连接;金属丝网屏蔽条固定。

　　5）导电填充物（导电腻子）

　　应用：

用于无法加屏蔽衬垫的缝隙处屏蔽。

　　6）磁场屏蔽材料

　　工作频率或100kHz以下磁场屏蔽，需要提供极低磁阻表面来完成，磁场屏蔽材料提供高导磁率屏蔽材料。

　　7）屏蔽玻璃

　　应用：

电子设备需要透光的窗口，如：

CRT、仪器仪表夜晶显示窗口。

　　8）透光导电聚脂膜

　　电子设备显示窗口屏蔽，透光率：

70%，最佳屏蔽效能：

40～60dB。

　　9）屏蔽通风板

　　10）屏蔽胶带

　　A、电磁屏蔽胶带

　　B、导电法兰保护胶带

　　5、机房特殊部位的屏蔽

　　1）孔缝屏蔽方法

　　用导电衬垫;卷曲螺旋弹簧;卷曲螺旋屏蔽条;高性能屏蔽条;硅橡胶芯屏蔽衬垫;多重密封条;指形弹片衬垫;金属编织网衬垫;导电橡胶衬电等。

　　2）窗的屏蔽方法

　　A、截止波导或通风板;

　　B、镀膜或夹金属网的屏蔽窗：

用于显示器监视器等。

　　3）操作器件的处理（如旋钮按键拨动开关等）

　　A、信号频率较高时，可利用截止波导管的原理;

　　B、信号频率较低时，可利用隔离舱将其与其他电路部分割离。

　　4）指示灯表盘的处理

　　A、金属丝网屏蔽

　　B、截止波导管法

　　C、采用滤波器

　　D、加隔离窗

　　5）穿过屏蔽体的导线

　　A、屏蔽电缆与机箱构成全密封体;

　　B、滤波。

　　6、屏蔽机房的接地

　　接地是为了泄放电荷或提供一个基准电位而设置的导线连接。

接地的目的有两个，一是为了保护人身和设备的安全，免遭雷击、漏电、静电等危害，这类地线称为保护地线，应与真正的大地相连接。

二是为了保证设备的正常工作称为工作地线。

　　1）悬浮地

　　A、设备地线在电气上与参考地及其它导体绝缘，即设备悬浮地;

　　B、为防止机箱上的骚扰电流直接耦合到信号电路，有意信号地与机箱绝缘，即单元电路的悬浮地。

　　2）单点接地

　　单点接地是为许多接在一起的电路提供一个共同的参考点。

并联单点接地最简单，它没有共阻抗耦合和低频地环路的问题，因而也就没有骚扰。

　　3）多点接地

　　多点接地能避免单点接地在高频时的问题。

数字电路和高频大信号电路中必须使用多点接地。

模块和电路通过许多短线（<0.1λ）连接起来，以减少地阻抗产生的共模电压。

　　4）混合接地

　　混合接地既包含了单点接地的特性，也包含了多点接地的特性。

如：

系统内的电源需要单点接地，而射频部分则需要多点接地。

混合接地使用电抗性器件使接地系统在低频和高频时呈现不同的特性，这在宽带敏感电路中是必要的。

　　电子设备的混合接地一般把设备的地线分成两大类：

电源地和信号地。

设备中各部分的电源地线都接到电源总线上，所有信号地都接到信号总线上。

两根总线最后汇总到公共的参考地。

　　综上所述，屏蔽机房的接地应考虑混合接地。