精品資料（2021-2022年收藏）民用建筑變配電室的電磁屏蔽淺談

1、談?wù)劽裼媒ㄖ兣潆娛业碾姶牌帘握?文章闡述民用建筑變配電系統(tǒng)的電磁干擾現(xiàn)象，提出解決問題辦法，分析屏蔽體的選擇原理并列舉兒種常用的屏蔽措施。關(guān)鍵詞:變配電室 磁干擾 屏蔽 目前，在我們的民用建筑設(shè)計(jì)中，通常把變配電室設(shè)計(jì)在大樓的地下一層或一層，甚至有時(shí)設(shè)在大樓的中間層，這樣設(shè)計(jì)可能會帶來一些電磁干擾的遺患問題，比如鄰近房間的電子設(shè)備出現(xiàn)誤動作、鄰近住戶的電視等電子設(shè)備出現(xiàn)屏幕抖動、一些弱電系統(tǒng)一直無法調(diào)試正常。導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有很多，其中就有可能是由于我們的配電系統(tǒng)產(chǎn)生的低頻磁場干擾了計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的正常上作，電流越大，距離越近，產(chǎn)生的干擾磁場就越強(qiáng)，對設(shè)備的影響就越大。 從技術(shù)角度

2、講，根本解決這個(gè)問題只有三個(gè)辦法:遠(yuǎn)離受擾對象、限制輻射源的產(chǎn)生、切斷電磁波傳輸?shù)穆窂?即屏蔽電磁波)。 一、遠(yuǎn)離受擾對象 遠(yuǎn)離受擾對象的一種方式是將變配電室單獨(dú)置于樓外一定距離，增加干擾源與受擾之間的距離，由于場強(qiáng)與距離的平方成反比，使用這種方法能有立竿見影的效果，當(dāng)然這種方法的局限性也是顯而易見的，在民用建筑特別是居住建筑中，由于受到建筑總體景觀規(guī)劃和建筑密度等多方而的限制，變配電室往往都無法單獨(dú)設(shè)置。 遠(yuǎn)離受擾對象的另外一種方式是通過增加樓體相關(guān)設(shè)備層的層高，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備與上一層之間增加距離，這種層高增加的方式肯定會使上程的建安成本大大提高，有時(shí)也會受大樓規(guī)劃限高的限制，因此這種方式也是

3、存在很大的局限性。 二、限制輻射源的產(chǎn)生 配電設(shè)計(jì)時(shí)盡量優(yōu)化配電方案，或多或少可以從根本上限制輻射源的產(chǎn)生。比如在設(shè)計(jì)時(shí)，盡量做到分散配電以降低局部電流;盡量避免選擇大功率變壓器;同時(shí)做好諧波控制，使諧波電壓畸變率不要超過國家標(biāo)準(zhǔn)，把電源電壓畸變率控制在盡可能低的程度。但是這些方法往往受到客觀因素的限制，比如為減少變壓器功率而增加變壓器臺數(shù)，有時(shí)會犧牲配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性;還有，由于系統(tǒng)的諧波與末端負(fù)載的性質(zhì)緊密相關(guān)，隨著非線性負(fù)載的增加，諧波畸變就不可避免，因而這種方法也有其局限性。 三、切斷電磁波傳輸?shù)穆窂?即屏蔽電磁波) “民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ 16- 2008(以下簡稱“民規(guī)，)里規(guī)

4、定:“易受輻射的電子設(shè)備，不應(yīng)與潛在的電磁騷擾源貼近布置，(第22. 1. 3條)，潛在的電磁騷擾源就包括我們變配電室里而的電力變壓器、大電流饋電干線等?！熬幼〗ㄖ凸步ㄖ械娜藛T密集場所宜按一級電磁環(huán)境設(shè)計(jì)，當(dāng)不符合規(guī)定時(shí)，應(yīng)采取有效措施，(“民規(guī)”第22. 2. 5條)?！耙患夒姶怒h(huán)境”是指在該電磁環(huán)境下民期居住或上作人員的健康不會收到損害?！爱?dāng)變配電所與上、下或貼鄰的居住、辦公房間僅有一層樓板或墻體相隔時(shí)，變配電所應(yīng)采取屏蔽、降噪等措施，(“民規(guī)”第4. 9. 6條)。“民規(guī)”規(guī)定，上頻狀態(tài)下，在一級電磁環(huán)境里允許的電磁場強(qiáng)度極限值為10V/ m(表22.2.5)x。因此，當(dāng)室內(nèi)電磁場

5、強(qiáng)度超過此極限值，或者當(dāng)相鄰的電子信息機(jī)房受到干擾時(shí)，應(yīng)該作相應(yīng)的屏蔽措施。下而詳細(xì)論述一下選擇屏蔽體的相關(guān)計(jì)算、變配電室電磁屏蔽的注意事項(xiàng)以及介紹兒種對變配電室采取電磁屏蔽的通常做法: (一)選擇屏蔽體的相關(guān)計(jì)算公式 1屏蔽效能的概念 通常，我們用屏蔽效能來度量某種材料的有效性屏蔽效能是沒有屏蔽時(shí)空間某個(gè)位置的場強(qiáng)E1與有屏蔽時(shí)該位置的場強(qiáng)E2的比值，它表征了屏蔽體對電磁波的衰減程度。用于電磁兼容日的的屏蔽體通常能將電磁波強(qiáng)度衰減到原來的百分之一至百萬分之一，因此通常用分貝來表述屏蔽效能，這可以有效地提高吸收損耗; 3)在上而計(jì)算反射損耗時(shí)，我們有預(yù)先假定電磁波的波阻抗z-值，在做屏蔽之前應(yīng)

6、先測定場源的波阻抗值; 4)材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高，但實(shí)際的金屬材料不可能兼顧這兩個(gè)方而，從上而的計(jì)算可以看出，銅的導(dǎo)電性很好，但是導(dǎo)磁性很差;鋼的導(dǎo)磁性很好，但是導(dǎo)電性較差; 5)有時(shí)在輻射源中可能不同程度地存在電場波和磁場波電場波，在進(jìn)行屏蔽之前應(yīng)測試輻射源的場強(qiáng)值，從而采取有針對性的防護(hù)措施。對于電場波，我們可以采用高導(dǎo)電材料如銅、銀等;對磁場波我們可以采用高導(dǎo)磁性材料，如鋼、鐵等;如果兩者都有，可以采用高導(dǎo)電性材料和高導(dǎo)磁性材料復(fù)合起來的材料。 (三)介紹兒種對變配電室采取電磁屏蔽的通常做法 在前而介紹過，為盡量減少變配電室對相鄰房間產(chǎn)生電磁干擾，我們通常采用三個(gè)辦法:

7、一遠(yuǎn)離受擾對象;一限制輻射源的產(chǎn)生;三切斷電磁波傳輸?shù)穆窂?即屏蔽電磁波)。第一、第一種方法我們已經(jīng)在前而做過論述了，下而我們著重介紹一下變配電室的電磁屏蔽。 通常，我們的電磁屏蔽裝置一般為金屬材料制成的封閉殼體，當(dāng)電磁場傳向金屬殼體時(shí)，一部分被金屬殼體表而所反射，一部分在殼體內(nèi)部被吸收，這樣透過殼體的電磁場強(qiáng)度便大幅度衰減。 1在樓板或墻而敷設(shè)金屬網(wǎng)或密閉金屬裝置如鐵皮，并與接地裝置連接。我們以鋼筋網(wǎng)為例，上程中可以直接利用結(jié)構(gòu)樓板內(nèi)的板筋做屏蔽體，并與接地裝置連接，以屏蔽變配電室對相鄰上下層房間的干擾。一般說來網(wǎng)格越密、效果越好，可是結(jié)構(gòu)專業(yè)在設(shè)計(jì)時(shí)，由于板筋只起輔助受力的作用，為考慮設(shè)計(jì)

8、的經(jīng)濟(jì)合理性，其網(wǎng)格的密度往往都會比較大，雖然沒有規(guī)定板筋網(wǎng)格的最小值，通過參照粱配筋的規(guī)定“粱上部縱向鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于30mm和1. 5d( d為鋼筋的最大直徑);下部縱向鋼筋的水平方向凈距不應(yīng)小于25 xn xn和(d(“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”(B50010- 2002第10. 2. 1條)ii。如果板筋過密，一是會造成鋼筋綁扎的上程量很大，_是會影響混凝土的澆灌，為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行板筋設(shè)計(jì)時(shí)，網(wǎng)格的密度一般不小于10 x lOcm。因而利用板筋做屏蔽體的辦法，雖然有其簡單方便的一而，但它受板筋網(wǎng)格限制，也有其局限性的一而。當(dāng)然，我們?nèi)绻捎娩摪遄銎帘误w，那么屏蔽效果將大大提

9、高，通過前而的計(jì)算我們得知，在假定波阻抗為1的情況下，采用lOmm的SEA45鋼做屏蔽時(shí)，其屏蔽效能可達(dá)到94. 1dB。 2在樓板或墻而刷屏蔽涂料。通過前而的論述我們知道，材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性越好，屏蔽效能越高，但實(shí)際上某一種金屬材料不可能兼顧這兩個(gè)方而，這時(shí)候，選用屏蔽涂料就可以在一定程度上解決這個(gè)問題，因?yàn)槠帘瓮苛贤ǔＪ怯蓛煞N或兩利以上的合金構(gòu)成的。就采用涂料對變配電室進(jìn)行電磁屏蔽，筆者曾經(jīng)對北京的一家專業(yè)做電磁防護(hù)公司做過調(diào)查咨詢，根據(jù)他們做過一些案例，總結(jié)出一些施上經(jīng)驗(yàn):在選屏蔽涂料前，要對變配電室進(jìn)行場強(qiáng)的測試，繪出電磁場Ix:域分布圖，得出各點(diǎn)相應(yīng)的電場、磁場值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，結(jié)合變配電室的低頻電磁場特點(diǎn)，以及室內(nèi)的環(huán)境條件如:溫度、濕度等，選擇適合的屏蔽涂料。限于一些客觀原因，筆者未曾到實(shí)地進(jìn)行過調(diào)查，根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)，通過選擇合理的材料和規(guī)范的施上，對電磁場防護(hù)效果一般可達(dá)40dB以上。當(dāng)然，屏蔽涂料也有其局限性的一而，在遇到玻璃門窗時(shí)不適合使用，