第5章控制室的屏蔽设计

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屏蔽机房建设方案

屏蔽机房建设方案
2021/10/10 7
屏蔽门
屏蔽门是屏蔽室的关键设备,是工作人员及设备 进出的主要通道,在确保屏蔽效能的同时,它的可 靠性、实用性及开启方便将至关重要。
屏蔽门种类主要包括:
全自动平移屏蔽门 电动(手动)锁紧屏蔽门 手动屏蔽门
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滤波系统
滤波器是一种无源双向网络,是由 无源元件构成多端网络,他的一端是 “电源”,另一端是“负载”.它不仅 能衰减沿电源线或信线传导的EMI 能量,同时也对EMI的辐射有显著的 抑制作用。
1、电子信息系统运行中断 将造成较大经济损失; B 级电子信息系统机房内的场地设施应按冗余要求
B级
配置,在系统运行期间,场地设施在冗余能力范围
2、电子信息系统运行中断 内,不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。
将造成公共场所秩序混乱。
C级
不属于A级或B级的电子信 息系统机房为C级
C级电子信息系统机房内的场地设施应按基本需求 配置,在场地设施正常运行情况下,应保证电子信 息系统运行不中断。
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屏蔽机房工程设计施工依据的主要国家标准、规范
• BMB3-1999《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技 术要求和测试方法》
• GB1-2190《高性能电磁屏蔽室屏蔽性能的测量 方法》
• 国标GB2887-89《计算站场地技术条件》 • 国标GB50174-2008《电子信息系统机房设计
机房等级
等级定义
基础设备配置要求
1、电子信息系统运行中断 将造成重大的经济损失: A级电子信息系统机房内的场地设施应按容错系统
A级
配置,在电子信息系统运行期间,场地设施不应因 2、电子信息系统运行中断 操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而

屏蔽计算资料知识讲解

屏蔽计算资料知识讲解

屏蔽计算资料:一、X 射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价 441评价方法 441.1屏蔽评价原则(1) 根据国家标准规定,对源的设计、建造和运行中留有足够 的安全裕量,以确保可靠的正常运行。

(2) 在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时,对泄漏 X 射线 的能量,按原初辐射能量计算;对散射 X 射线,四周墙体(包括防护 门)按有用线束90。

散射计算,对天花板取90。

散射X 射线计算。

(3) 同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度,若 两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时,则在其中较厚的一 个厚度上再加一个半值层厚度。

4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法(1)原初X 射线屏蔽计算(主防护体的屏蔽厚度计算) 按下式计算最大允许透射量B P式中:Bp ---- 屏蔽墙最大允许透射量, mSv m*m mA -1 min -1; H ----- 周剂量约束值, mSv wk -1; d ------ 焦点至计算点的距离,m ; W ---- 周工作负荷,mA min wk -1 ; U ----- 使用因子; T ――居留因子。

计算出B P 后,取负对数(-logB P ),得出相应1/10值(TVT )层厚 度个数N TVT ,查相应能量的X 射线在混凝土和铅的1/10值层厚度, 可计算原初X 射线屏蔽厚度。

《放射物理与防护》(2)散射X 射线屏蔽计算(副防护体屏蔽厚度计算)B PHX d 2 W T X U (1)散射X 射线的透射量B s 按下式计算: B s =H (d i d 2)2/( a WAT) (2)式中:B s --- 屏蔽墙最大允许透射量, mSv mA -1 min -1; H ------ 周剂量约束值, mSv wk -1;d i ――电子靶到散射表面的最近距离, m ; d 2 ------- 散射点至计算点的距离,m ;a ――反散射因子,90 °散射角可取0.07% ;A ——散射表面面积, m 2; W 、T 、H 的含义与公式(1)相同从上述公式中计算出 B s 值后,取负对数,得出相应 1/10值层 (TVT)个数 N TVT , 可计算散射辐射屏蔽厚度。

机房屏蔽工程施工方案

机房屏蔽工程施工方案

机房屏蔽工程施工方案介绍目录一、概述 (4)1、保证屏蔽室内系统运行的可靠性: (4)2、保证信息安全的要求 (4)3、保证工作人员的工作环境 (5)二、设计施工依据 (5)三、焊接式屏蔽室屏蔽效能 (6)1、屏蔽室屏蔽效能: (6)2、屏蔽壳体机械性能: (6)四、屏蔽室配置(具体按客户要求配置) (6)五、屏蔽室主体结构及预制件 (7)1、屏蔽机房安装场要求 (7)2、屏蔽机房主体支撑结构 (8)六、屏蔽室制作工艺 (8)七、屏蔽门工艺 (9)八、屏蔽室通风系统(截止通风波导窗) (10)九、屏蔽室配电系统 (11)1、电气设计施工原则 (11)十、屏蔽室通信系统及信号接口装置 (12)1、光纤波导管: (12)2、其它线缆屏蔽处理: (13)十一、屏蔽壳体接地 (13)1、屏蔽室地线的作用与制作: (13)1)、屏蔽地: (13)2. 保护地: (14)3. 接地线 (14)屏蔽室内等电位接地: (14)十二、室内装饰 (14)1、装修设计依据 (14)2、装修主要材料的选择 (15)1)、顶: (15)2)、墙面: (15)3)、地板: (16)4)、非燃性或难燃性材料 (16)5)、装饰后的效果及说明 (16)3、室内电器/照明系统 (16)一、概述根据用户提出的技术要求,对安装屏蔽室的建筑物进行实地勘查,依据国家有关标准和规范,结合所建屏蔽室系统运行特点进行总体设计。

总体设计方案必须安全可靠,确保系统安全可靠的运行。

保证屏蔽室场地工作人员的身心健康,延长屏蔽室系统的使用寿命。

通过采用优质产品和先进工艺,为信息保密、计算机设备、以及工作人员创造一个安全、可靠美观、舒适的工作场地。

1、保证屏蔽室内系统运行的可靠性:屏蔽室工程的可靠性与环境、供配电、接地等因素是密不可分的,对供配电系统和接地系统而言,如果处理不得当,诸如电网过渡引发直流电源振荡将会使计算机在运行过程中,该为“0”的变成“1”,使软件出现“奇偶位错误”,影响计算机系统的可靠运行。

电磁屏蔽结构设计实用技术

电磁屏蔽结构设计实用技术

ppt课件
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机箱、机柜的电磁屏蔽
▲图4-15 正确和 不正确的屏蔽穿线孔 示例
为了进行机械和 电气连接,需在设备 封壳上开一些孔。
ppt课件
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机箱、机柜的电磁屏蔽
图4-16 表头孔和钮子开关的防泄漏安装
ppt课件
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机箱、机柜的电磁屏蔽
▲通风口屏蔽:通常用穿孔金属板(板上开阵列孔)。
——板的孔隙率在30~60%,可满足一般电子设备的需 要;屏蔽性能一般在10~30/1GHz。
机箱、机柜的电磁屏蔽
▲用氯丁橡胶灌装过的铝屏蔽网:
——优点:导电性和流体的密封组合,是最薄的衬垫, 可以切割成复杂的形状。
——缺点:弹性特别差(法兰所需压力高)。
▲带戳孔的黄铜或铍铜合金:最容易刺穿防护膜;实际 没有弹性,一般不能重复使用。
▲导电纸:导电纤维与木浆混合制成,可贴于塑料机壳 内,在10~1000MHz,屏蔽效能为30~40dB。
——当发射源的发射电平与设备的敏感度门限超过70dB 时,必需有周密的结构设计、严格的工艺保障、完善的 滤波和接地系统。
——高屏蔽效能要求,导致高成本;随时间的推延,屏 蔽效能会劣化。
——在方案阶段就对设计电平及结构布局作出调整,而
不是单纯强调提供屏蔽体p的pt课件屏蔽效能。
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机箱、机柜的电磁屏蔽
▲在孔口遮盖金属网时需注意,普通编织金属丝 网的网线交叉点电接触是不可靠的,会因氧化、 腐蚀等原因,使屏蔽性能逐步下降。常规室内环 境中,下降值可达-6dB/年。 ▲波导通风窗因其在微波波段屏蔽性能好,而且 风阻远小于丝网或穿孔ppt金课件 属板而予以采用。 31
机箱、机柜的电磁屏蔽
图4-14 截止波导结构

屏蔽机房系统设计方案

屏蔽机房系统设计方案

军用屏蔽机房系统设计方案第一章工程概述1、工程概述随着信息技术的发展,互联网已经成为人们日常生活中必不可少的一部分,越来越多的人利用网络进行沟通、工作甚至购物。

对于网络中的信息,其安全性和保密性显得尤为重要。

计算机及其外围设备在进行信息处理时会产生电磁泄漏,即电磁辐射。

现有的一些探测设备,能在一公里以外收集计算机站的电磁辐射信息,并且能区分不同计算机终端的信息。

如“黑客”们利用电磁泄漏或搭线窃听等方式可截获机密信息,或通过对信息流向、流量、通信频度和长度等参数的分析,推出有用信息,如用户口令、帐号等重要信息。

机房是网络设备比较集中放置的地方,是放置重要数据交换设备和服务器设备的地方,网络中的大部分数据均会汇集到这些设备中进行数据交换。

所以,机房基础设施的建设对于保护内部设备及数据有着举足轻重的作用。

根据电磁原理,我们可以知道,作为数据传输的通信线路,工作时都会在线缆周围形成不同强度的磁场,并向四面传播,我们可以利用相关的设备和仪器对其进行探测,再经过进一步处理,就可以获得线缆中传输的数据信息。

整个过程我们可以称之为电磁泄漏。

所以,网络和数据机房作为网络信息汇聚的中心,应该有较好的安全措施来确保各类信息的安全。

为了满足网络机房的信息保密、防止电磁泄漏。

防干扰、防辐射要求,本工程针对对网络机房的使用需求,现场实现情况,并结合国家的标准规范,本方案设计了此网络机房屏蔽系统工程设计方案。

本网络机房净高3.8米,梁下高3.3米,面积约20平方米。

2、工程内容与范围计算机屏蔽工程是一种涉及到屏蔽室抗干扰技术、空调技术、供配电技术、自动检测与控制技术、综合布线技术以及净化、消防、建筑和装饰等多种专业的综合性工程。

本网络机房净高3.8米,梁下高3.3米,面积约******平方米。

根据客户要求,本工程机房屏蔽系统主要包括机房基础环境屏蔽部分,主要内容如下:机房整体屏蔽环境:包括地面、墙面、吊顶、通风口、出入口、窗户等作C级机房屏蔽系统。

城市轨道交通结构设计与

城市轨道交通结构设计与

图5-16 围护墙水压力计算的经验方法 水平力分布;b)水压力与渗径的直线比例关系
3.地面超载作用下的土压力计算
图5-17 局部均布荷载作用下Rankine土压力计算图示
图5-18 地表局部均匀荷载作用下的土压力计算图示
4.相邻条形基础荷载作用时的土压力计算
5.非极限状态的土压力计算
主动土压力的提高值介于ka与k0之间,当沉降有严格限制的建筑物或地下管线位于Ⅰ区范围时,采用k0计算土压力;位于Ⅱ区范围时,采用 计算土压力。 图5-20 采用提高主动土压力的场地工程条件
图5-21 基坑开挖土压力发展阶段
图5-22 四种类型围护结构土压力示意图 无支撑围护(下端固定);b)单道顶撑围护(下端固定);c)单道顶撑固定;d)多支撑围护
第四节 支护结构选型与设计
支护结构:
稳定性验算、支护结构强度设计和基坑变形计算。
设计需考虑因素:
支护结构的设计包括:
基坑工程中采用的围护墙、支撑(或土层锚杆)、围檩、防渗帷幕等结构体系的总称,主要包括围护结构和支撑结构体系。
围护结构的插入比、支撑的设置、结构配筋。
现浇地下连续墙
1.地下连续墙:
——法向分力 ——切向分力 ——圆弧段土摩擦角及黏聚力 ——圆弧段段长
图5-37 瑞典条分法
围护墙体抗倾覆稳定验算:
图5-38 重力式围护结构抗倾覆计算简图 Ms——倾覆力矩(kN·m/m) Fa——坑外侧土压力(kN) Fw——水压力(kN) MR——倾覆力矩(kN·m/m) Gk——水泥土围护墙自重 Fp——被动侧压力(kN) (kN)
5.检票机
售票机的数量应满足车站远期超高峰小时客流的需要,售票机应设在客流不交叉,且干扰小的地方。售票机前应留有足够的空间,供乘客排队购票及通行。

屏蔽机房 电磁屏蔽室 建设工程设计解决方案

屏蔽机房 电磁屏蔽室 建设工程设计解决方案

一、工程主要包括以下几部分1、屏蔽机房壳体及关键部位2、屏蔽机房内部装饰(包括综合布线、接地、防雷、门禁、消防报警灭火、数字视频监控、环境监控、空调新风)3、屏蔽机房内部供配电及照明4、工期安排、工程验收和售后服务二、机房设计建设要求总体要求:依据国家军用有关屏蔽机房建设标准并结合现场实地环境,屏蔽机房工程设计应遵循标准性、可靠性、先进性、实用性、可扩展原则,具有设计规范安全可靠、功能齐全、使用管理方便等特点,机房的配电、布线、安全监控、防静电、防电磁信息泄漏、防水、降噪、抗干扰、空气质量等符合国家相关规范标准。

系统设计方面要求整个屏蔽机房安全可靠,根据场地情况,尽可能扩大屏蔽机房的使用面积。

功能设计方面,体现出先进的管理思想,尖端的科技含量,并在系统维护上体现方便、简单的原则。

为保证设备或配件发生失效时立即更换,应考虑关键设备及配件上的一定冗余。

机房做为保密数据处理、传输中心,要达到长期不间断工作要求。

装修材料要采用高档环保新潮产品。

屏蔽机房主要技术指标:(1)满足国军标《密码机屏蔽机房的安装、使用和检测》(GJBz20219-94)、(GJB5792-2006)的C级(最高标准)要求。

(2)满足国家保密标准BMB3-1999《处理涉密信息的电磁屏蔽室技术要求和测试方式》的C级要求。

(3)场地设计达到《计算机场地技术条件》(GB2887-89)和《计算机场地安全条件》(GB9361-88)的要求。

(4)机房设计符合《电子计算机机房设计规范》(GB50222-93)的相关要求。

(5)机房防火达到《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-95)和《建筑设计防火规范》(GBJ45-87)要求。

(6)地板设计达到《计算机机房用活动地板技术条件》(GB6650-86)要求。

(7)配电设计符合《低压配电装置及线路设计规范》(GBJ54-83)规范。

(8)机房施工及验收符合《计算机机房施工及验收规范》(SJ/30003-94)相关标准要求。

《主题五第三节静电感应静电屏蔽》教学设计教学反思-2023-2024学年中职物理高教版21电工电子类

《主题五第三节静电感应静电屏蔽》教学设计教学反思-2023-2024学年中职物理高教版21电工电子类

《静电感应静电屏蔽》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解静电感应的概念,掌握静电感应的产生条件。

2. 理解静电屏蔽的现象和原理,掌握其在生活中的应用。

3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

二、教学重难点1. 教学重点:静电感应现象的观察和分析,静电屏蔽原理的理解和应用。

2. 教学难点:静电屏蔽原理的深入理解,尤其是静电屏蔽的本质原因。

三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、演示实验器材、图片、实物模型等。

2. 准备教学内容:制作相关的教学PPT,准备实物模型和实验器材。

3. 安排教学时间:根据实际情况安排,确保学生能够充分理解和掌握相关知识。

教学地点:选择适合教学的场所,如教室、实验室或户外场地等。

教学方法:采用多种教学方法,如讲解、演示、实验、讨论等,以激发学生的学习兴趣和参与度。

评估方式:制定合理的评估方式,如测验、作业、实验报告等,以检查学生的学习效果和掌握程度。

注意事项:在准备和实施教学过程中,需要注意安全问题、教学资源的准备和保管、学生的参与度和纪律等。

总之,科学教育是一门实践性很强的学科,需要教师精心准备和实施教学,确保学生能够获得充分的实践经验和理论知识。

同时,教师还需要不断学习和更新自己的知识和技能,以适应科学教育的发展和变化。

四、教学过程:1. 引入课题* 通过生活实例,如用带电的梳子梳理干燥的头发,观察现象,引入静电感应。

* 回顾初中学过的电学知识,并自然过渡到本节课的主题——静电屏蔽。

2. 讲解静电感应现象* 演示实验:分别用带正电和不带电的物体接触金属小球,观察现象。

* 通过实验现象分析,得出静电感应的概念。

* 讨论:静电感应在生活中的应用。

3. 讲解静电屏蔽现象* 通过实验演示:用带电金属网罩住一个带电的验电器,观察现象。

* 讨论:静电屏蔽的应用及原理。

4. 实例分析* 分析生活中的静电屏蔽现象,如汽车车皮的静电屏蔽。

* 让学生自主讨论并分析其他可能的实例,培养学生的观察能力和思考能力。

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第5章控制室格栅形屏蔽的设计计算5.1 前言磁场干扰是困扰控制系统正常运行的严重问题,在控制室内的控制系统往往会受到下列几种磁场的干扰:1)工频磁场它一般由周围的工频电流产生的,极少量的是由附近变压器的漏磁通所产生。

2)直流磁场它一般由周围的直流电流产生的,如生产规模为43,000t/a烧碱装置的离子膜电解槽,最大电流可达11.25万安培。

3)脉冲磁场它是由雷击建筑物和其它金属构架(包括天线杆、引下线、接地体和接地网)以及在低压、中压和高压电力系统中因故障的起始暂态产生的,也可以在高压变电所,因断路器切合高压母线和高压线路时产生。

它的波前时间和半波时间都是微秒级的。

4)射频电磁场对讲机、手机等各种发射机,以及周围的电焊机、晶闸管整流器、荧光灯等都会产生这种电磁辐射,影响控制室内的控制系统的正常运行。

它的频率范围一般指150kHz-1000MHz。

5)阻尼振荡磁场如控制室附近有高压变电所的话,那么当隔离刀闸切合高压母线时,就会产生衰减的振荡磁场。

其频率范围为30kHz-10MHz。

上述几种磁场的影响以雷电电磁干扰的脉冲磁场的威胁为最。

近些年笔者在现场的调查中发现,强大的雷击电磁脉冲,轻则会把微小的信号掩盖掉以至系统无法识别,也可以使显示器的图象畸变抖动;重则会造成控制系统的失效或损坏,乃至存储在EPROM里的程序丢失,迫使生产装置停车。

因而控制室外部的屏蔽设计也就显得十分重要。

控制室的屏蔽方式大体有建筑物的自身屏蔽、金属网格的格栅形大空间屏蔽以及用金属板材围成的壳体屏蔽等几种。

壳体屏蔽的屏蔽效果好,但投资也大,适用于实验室装置。

建筑物自身对屏蔽有一定的功能,但效果不甚理想。

而格栅形大空间的屏蔽可以通过网格宽度的选择来满足控制系统的需要,最为实用。

本章以格栅形大空间的抗雷电干扰的屏蔽为例,讨论如何按实际情况进行设计计算。

它适用于控制室(包括操作室、机柜室等)、分析器室和变送器室的屏蔽设计。

整个设计计算可分下列两类命题:1)已知屏蔽网格,求磁场强度的衰减是否符合控制系统的脉冲磁场抗扰度。

2)已知控制系统的脉冲磁场抗扰度,求屏蔽网格的宽度W等参数。

前者为分析所需,后者为设计所用。

对控制室的网格屏蔽,IEC 61312-2[1]和IEC 62305-4[3]给出了第一类命题的计算方法。

本章以控制室为例,提出第二类命题的计算方法。

5.2 计算步骤当网格空间的屏蔽是由金属支撑物、金属门窗框架和钢筋混凝土的配筋等自然构件组成时,本命题的计算步骤如下。

(1)在闪电击于网格空间屏蔽以外的情况下,在无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度H o,即相当于处在室外的磁场强度,可按下式(即安培环路定律)计算:H o = i o/(2·л·S a)(A/m)(5.1)式中i o──雷电流(A);S a──雷击点与屏蔽空间之间的平均距离(m)(图5.1)。

图5.1 附近雷击时的环境情况Sa:雷击点至屏蔽空间的平均距离对控制系统之类的电子信息系统,雷电流i o可以按雷电防护等级取值[2]。

表5.1列出了不同雷电防护等级所对应的雷电流峰值。

表5.1不同雷电防护等级所对应的电流峰值雷击点与屏蔽空间之间的平均距离S a可以按下述三种情况取值:A.如附近有突出的高层建筑物或最高设备,宜取最高建筑物或最高设备离需屏蔽的空间中心点的平面直线距离。

B.如有多个高层建筑物或最高设备,宜取离网格屏蔽空间中心点最近的平面直线距离。

C.如附近没有突出的高层建筑物或较高的设备,宜按后面式(5.4)和(5.5),即闪电直接击在屏蔽空间上的情况进行计算。

(2)若已知控制系统的脉冲磁场抗扰度为Ha。

当有屏蔽时,在具有网格屏蔽的空间内,即控制室内的磁场强度应从Ho衰减为Ha,按下式可计算出需要的屏蔽系数:SF=20 log(H0/H a) (dB) (5.2)(3)按表5.2所列公式可求出屏蔽的网格宽度W。

(4)表5.2的计算值仅对在控制室内距屏蔽层有一安全距离d S/1(即控制系统机柜离屏蔽层的最小安全距离)的安全空间V S内才有效(见图5.2),d S/1应按下式计算:当SF≥10时,d S/1 = W·SF/10 (m)当SF<10时,d S/1 = W (m) (5.3)式中W──控制室屏蔽的网格宽(m)。

按式(5.3)可计算出控制系统机柜离屏蔽层的最小安全距离d s/1。

表5.2 网格屏蔽的网格宽度注: 1 相对磁导系数μr ≈200;2 w ──屏蔽的网格宽(m ),适用于W ≤5m ; r ──屏蔽网格导体的半径(m )。

图5.2 在LPZ 1或LPZ n 区内放控制设备的空间(5)当闪电直接击在直接雷非防护区LPZ0A 的网格空间屏蔽的情况下,如第一防护区LPZ1其内部V s 空间内某点的磁场强度要小于控制系统的脉冲磁场抗扰度Ha 的话,则网格宽W 可按下式计算:W ≤ H a ·d w ·rd /(k H·i o ) (m ) (5.4)式中d r ──被考虑的点距LPZ1区屏蔽顶的最短距离(m ); d w──被考虑的点距LPZ1区屏蔽壁的最短距离(m ); k H ──形状系数(1/m ),取k H =0.01(1/m )。

(注:形状系数k H 中的(1/m )为其单位。

)式(5.4)的计算值仅对距屏蔽格栅有一安全距离d s/2的空间V s 内有效,d s/2应符合下式的要求:d s/2 = W (m) (5.5)Wd S /1或d S /2安放控制设备的空间V S屏蔽LPZ1或LPZn 区AAA-A 断面控制设备应仅安装在V s空间内。

5.3 脉冲磁场抗扰度Ha的取值在进行网格空间的屏蔽计算时,控制系统的脉冲磁场抗扰度Ha应按制造商提供的脉冲磁场抗扰度的试验等级取值。

但是,目前许多制造商不提供这个数据。

所以下面我们讨论在设计时如何取值。

IEC标准和国家标准《GB/T 17626.9-1999 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验(idt IEC 61000-4-9:1993)》[3]规定了电气和电子设备对由雷击建筑物和其它金属构架(包括天线杆、接地体和接地网)产生的脉冲磁场的抗扰度的试验方法和推荐的试验等级范围。

该标准规定的脉冲磁场的试验等级如表5.3所示。

试验磁场的波形为6.4/16µs的标准电流脉冲波形。

磁场强度用A/m表示,1A/m相当于自由空间的磁通量密度为1.26µT。

一般,控制系统的脉冲磁场抗扰度应该达到3级标准。

表5.3 脉冲磁场抗扰度试验要求据文献[4]介绍,现在一般认为无屏蔽的计算机在雷电电磁脉冲的磁通量密度超过7µT 时就会引起计算机误动作(失效),当超过240µT(190 A/m)时,就会造成晶体管、集成电路等的永久性损坏。

这两个数据来源于美国通用研究公司(General Research Corporation)R.D.希尔建立的精确的类闪电(Like Lightning)模型,并于1971年用仿真实验确立。

类闪电和自然界闪电并不严格等效,而且模型未考虑磁场随时间的变化率及脉冲磁场的形状,所以这两个数值只是作为一种估算的参考。

考虑到控制室内的控制系统大多都安装在金属材质的机柜内,金属材质的机柜本身又是一道很好的屏蔽体,即机柜内部是控制室的后续防护区。

所以在进行控制室的屏蔽设计时,如制造商没有提供数据,笔者建议,作为格栅形屏蔽大空间的控制室(而不是控制系统本身)对脉冲磁场强度的要求,在一般情况下可按小于300A/m(378µT)考虑,在要求高的地方可按小于100 A/m(126µT)考虑。

5.4 计算实例例1:已知某装置的控制室为单层的独立建筑物,距该装置最高的塔设备为30米,控制系统的脉冲磁场抗扰度为300A/m,控制室屏蔽网格的材质为钢,屏蔽钢筋的半径为5mm,控制系统的雷电防护等级为A级,即雷电流峰值为200kA。

求格栅形屏蔽网格的最大宽度和控制室内DCS 机柜距屏蔽壁的最近安全距离。

计算程序如下:(1)按式(5.1)计算在闪电击于最高设备时,当控制室无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度H o :H o = i o /(2·л·S a )(A /m )==200,000/(2·3.14·30)==1062 (A/m)(2)按式(5.2)计算需要的屏蔽系数:SF==20 log(H 0/H a )==20 log(1062/300)==11 (dB)(3)按表5.2所列公式计算出所需的格栅形屏蔽的网格宽度W:W==10)(20//1018193.026r SF -∙+-==)(20/005.0/101811193.02610-∙+-==1.60 (m)(4)按式(5.3)计算控制室内机柜距屏蔽壁的最近安全距离:d S/1 = W ·SF /10 ==1.62·11/10==1.76 (m)例2已知某化工装置的控制室为单层的独立建筑物,距该装置最高的精馏塔为30m ,控制室内DCS 机柜距屏蔽壁的最近距离为2.5米,DCS 的脉冲磁场抗扰度为300A/m ,控制室屏蔽网格的材质为钢,格栅形屏蔽网格的最大宽度为2m,屏蔽钢筋的半径为5mm 。

控制系统的雷电防护等级为C 级,雷电流峰值为100kA 。

求该格栅形屏蔽大空间对磁场强度的衰减是否满足DCS 的脉冲磁场抗扰度的要求。

计算程序如下:(1)按式(5.1)计算在闪电击于精馏塔时,当控制室无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度H o :H o = i o /(2·л·S a )(A /m )==100,000/(2·3.14·30)==530.8 (A/m)(2)按表5.2可推算出在首次雷击时的屏蔽系数SF :SF==]/10181/[)]/5.8log[(·2026r w -∙+==20·log[(8.5/2)/26005.0/10181-∙+]==14.9 (dB)(3)按式(5.2)可推算出在格栅形屏蔽大空间内的磁场从Ho 减为H a :H a = H o /10SF/20 ==530.8/1020/9.14==94.4 (A /m)<300 (A /m)(4)按式(5.3)计算距屏蔽层的安全距离d S/1:d S/1 = W ·SF /10==2·14.9/10==2.98 (m)> 2.5 m由上述计算可见,该控制室的格栅形屏蔽大空间对磁场强度的衰减满足该DCS 的脉冲磁场抗扰度的要求,控制室内DCS 机柜距屏蔽壁的最近距离大于2.98m 为宜。

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