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第 四 章 第 四 章 屏蔽技术 屏蔽技术 董 积 平 董 积 平 dong.j.p@163.com dong.j.p@163.com 010 010 屏蔽的含义 屏蔽的含义 屏蔽是用导电材料或导磁材料将某一 区域隔离，使其内部的辐射电磁场不能越 出这一区域，外面的辐射电磁场不能进入 这一区域（或受到很大的衰减）。 按照屏蔽作用原理，可分为电场屏 蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽。这些作用与 屏蔽结构表面上和屏蔽体内感生的电荷、 电流及极化现象密切相关。 电场屏蔽 电场屏蔽 包括静电屏蔽和交变电场（高阻抗电场源的近场）的屏蔽。 1.静电屏蔽 导体在静电场中处于静电平衡时，有下列性质： （1）导体内部任何一点的电场为零； （2）导体表面上任何一点的电场方向与该点的导体表面垂直； （3）整个导体是一个等位体； （4）导体内部没有静电荷时，电荷只分布在导体的表面上。 即使其内部存在空腔的导体，在静电场中也有上述性质。因 此，如果把有空腔的导体引入电场，由于导体的内表面无静电 荷，空腔中也无电场，外电场对空腔没有影响。如果把导体接 地，即使空腔内有带电体产生的电场，在腔体外也无电场。 孤立导体球 孤立导体球 静电放电 静电放电 导体球壳 导体球壳 导体球壳内部有带电体 导体球壳内部有带电体 导体球壳内部有带电体 导体球壳内部有带电体 外壳接地 外壳接地 壳体对外场的屏蔽，由于一般来说壳体不可能完全封 壳体对外场的屏蔽，由于一般来说壳体不可能完全封 闭，所以壳体仍需接地，防止静电耦合引起的干扰。 闭，所以壳体仍需接地，防止静电耦合引起的干扰。 2. 交变电场的屏蔽 对于交变电场的屏蔽原理，采用电路理论比较方 便。干扰源与感受器之间的电场感应可以用分布电容 来进行描述。干扰源与感受器之间的分布电容越大， 则干扰越大。 为了减小干扰，应尽量使干扰源与感受器远离，当 无法满足要求时，则需屏蔽。 屏蔽体必须选用导电性能好的材料，而且必须良 好接地。一般来说，接地阻抗小于2mΩ ，比较严格的 情况小要求接地阻抗小于0.5mΩ 。若屏蔽体不接地或 接地不良，将导致干扰变得更大。 如在变压器两个绕组之间加导体屏蔽板，以减小分 布电容耦合干扰。 磁场屏蔽 磁场屏蔽 磁场屏蔽包括静磁、低频（100KHz以下）和高频 磁屏蔽（低阻抗磁场源近区感应磁场的屏蔽）。 低频磁场屏蔽的机理主要是依赖高磁导率材料 低频磁场屏蔽的机理主要是依赖高磁导率材料 （铁、硅钢片、坡莫合金等）所具有的低磁阻起磁分 （铁、硅钢片、坡莫合金等）所具有的低磁阻起磁分 路作用，也就是由磁屏蔽体为磁场提供一条低磁阻通 路作用，也就是由磁屏蔽体为磁场提供一条低磁阻通 路，使屏蔽体内部空间的磁场大大减小。其屏效远不 路，使屏蔽体内部空间的磁场大大减小。其屏效远不 如电场屏蔽和电磁场屏蔽。在工程上抑制低频磁场干 如电场屏蔽和电磁场屏蔽。在工程上抑制低频磁场干 扰是一个十分棘手的问题。 扰是一个十分棘手的问题。 l R m µS 高导磁率材料的磁旁路效果 H0 R0 Rs H