[發明專利]一種在低頻電場下測試材料屏蔽效能的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410542459.4
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104330658B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 焦重慶;史曉寧;聶京凱;嵇建飛
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網智能電網研究院;江蘇省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 陳波

技術領域

本發明涉及電磁屏蔽技術領域，特別是涉及一種在低頻電場下測試材料屏蔽效能的裝置和方法。

背景技術

電磁屏蔽是抑制電磁干擾的主要技術措施之一。用電設備在工作的時候，空間電磁場會感應到設備電路中，對電路造成干擾，進而可能造成用電設備非正常工作甚至永久性損壞。電磁屏蔽的作用就是切斷電磁場的耦合途徑，從而消除電磁干擾。在解決電磁干擾問題的諸多手段中，電磁屏蔽是最基本和有效的技術措施之一。

目前變電站所用的電磁屏蔽材料，多為薄鋼板、薄鋁板或薄銅板等傳統防護材料。由于金屬材料對低頻電場的屏蔽效能很高，能滿足一般需求，故通常不需要對其低頻電場屏蔽效能進行測量。但這種材料也有一定的缺點。對于一些要求特殊的屏蔽體，為保證其電連接的完整性，需要對傳統材料進行很多道特殊工藝處理或采用多種特殊連接器件，例如異型金屬板材的穿孔加工(通風孔、螺栓孔、電纜孔加工等)、接縫連接處理(板材螺栓壓接、焊接等)、密封處理(孔及縫隙的密封等)等，這些處理在安裝和布置上存在諸多不便，不僅施工成本高、工程量大、處理工藝困難，而且存在服役時間延長屏蔽效能降低等問題，這對解決當前變電站內日益突出的電磁屏蔽與兼容問題帶來了很大困難，影響到輸變電系統的安全運行。

隨著材料制備技術和工藝的提高，非金屬類的復合型材料，如導電橡膠、導電織物及導電涂料等，盡管導電性相對較差(電導率從幾十到數千S/m)，但由于具有可調控的力學性能和物理參數，在特殊場合電磁屏蔽應用方面具有優勢，甚至部分替代金屬板作為構建屏蔽體的主體。采用彈性體為基體的導電復合屏蔽材料，在壓型鋼板連接處采用導電屏蔽材料制備的襯墊或壓條進行密封替代鉚接連接。具有如下優點：1.減少壓型鋼板的搭接重合面積，降低了鋼板原料浪費；2.完全避免了穿孔和縫隙，避免電磁泄漏；3.降低了工藝復雜性，提高了施工便捷性。例如導電橡膠是在眾多導電屏蔽材料基礎上發展起來的一種性能優良的材料，其由高性能硅橡膠和導電顆粒或纖維等填料構成，是具有低體積電阻率且具有良好壓縮回彈性能的導電彈性體。導電橡膠具有良好的水氣密封、優異的物理力學性能、以及良好的屏蔽效能，并提供了優良的耐腐蝕功能。最初為炭黑填充型導電橡膠，用于觸摸式鍵盤觸點，后來發展到屏蔽領域，通過填充不同種類的導電填料獲得相應的性能，用于要求密封和頻率范圍特別寬(>10G)屏蔽性能優良的場合。優良的導電橡膠其屏蔽效能在100MHz-10GHz范圍能達到80dB以上。而且導電橡膠有多樣的加工方式，能夠加工成模制產品、模切產品、現場擠出成型產品等幾乎所有的尺寸和形狀以適合不同場合的應用。

隨著變電站等設施越來越多的以復合材料作為屏蔽材料使用，復合材料電磁屏蔽效能也越來越重要。其中一個重要問題是其在低頻電場中屏蔽效能的評估。由于復合材料電導率低，其對低頻電場的屏蔽效能不如金屬材料，故需要對復合導電材料的低頻電場屏蔽效能進行測量，所以需要一種方法來測量低頻電場中材料的屏蔽效能。對于材料的電磁屏蔽效能的測量有相關標準GJB6190-2008，此標準給出電磁屏蔽效能的兩種測試方法，包括屏蔽室法和法蘭同軸法。其中，屏蔽室法需要用到一系列測量設備，包括發射天線、接收天線、功率放大器等，這些設備造價昂貴且使用起來較為復雜，同時屏蔽室法的測量范圍為10kHz-40GHz，沒有覆蓋到10kHz以下頻率范圍。法蘭同軸法需要用到的設備雖然造價較低，但此方法僅用于30MHz-1.5GHz屏蔽效能的測量，同樣不能用于低頻電場屏蔽效能測量。

所以，需要發明一種材料對低頻電場屏蔽效能的方法。此方法要求即操作簡單、設備造價低廉，同時測量頻率范圍滿足低頻電場中的測量要求。本發明的目的在于，提供一種操作簡單、成本低廉的電磁屏蔽材料低頻電場屏蔽效能的測試方法，用于解決上述背景技術中指出的現有屏蔽材料屏蔽效能測試方法中存在的兩個問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種在低頻電場下測試材料屏蔽效能的裝置和方法，所述裝置由屏蔽室、極板、交流電源、電阻、測量設備組成；

所述屏蔽室為采用金屬板制成的長方體，其一側壁上開有測試窗；

所述極板包括發射極板和測試極板；發射極板安裝于屏蔽室外側，測試極板安裝于屏蔽室內部；發射極板、測試極板分別和所述測試窗平行且中心同軸；發射極板、測試極板和測試窗的大小大致相同；用于固定極板的材料選擇不具備導磁性的材料，例如塑料泡沫；

所述交流電源并接于發射極板與屏蔽室的外殼；所述電阻并接于屏蔽室的內壁與測試極板間；

所述測量設備置于所述屏蔽室內，所述測量設備的兩個測量點并接于所述電阻兩端；在屏蔽室內部接入攝像頭觀察測量設備的測量值。