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建筑物防雷装置检测技术规范 附录F
时间：2020-09-28来源：泰鼎恒业浏览次数：
附录F
（资料性附录）
磁场测量和屏蔽效率的计算
（资料性附录）
磁场测量和屏蔽效率的计算
F.1磁场强度指标
F.1.1 GB/T 2887和GB 50174中规定，电子计算机机房内磁场干扰环境场强不应大于800 A/m0F.1.2 GB/T 17626.9中规定，可按表F.1规定的等级进行脉冲磁场试验。
表F.1脉冲磁场试验等级
| 等级 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | X |
| 脉冲磁场强度/（A/m） | — | — | 100 | 300 | 1 000 | 特定 |
| 试验环境 | 无需试验的环境 | 有防雷装置或金属构造的一般建筑物，含商业楼、控制楼、非重工业区和高压变电站的计算机房等 | 工业环境区，主要指重工业、发电厂、高压变电站的控制室等 | 高压输电线路、 重工业厂矿的开关站、电厂等 | 特殊环境 | |
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注1:脉冲磁场强度取峰值。 注2：脉冲磁场产生的原因有两种，一是雷击建筑物或建筑物上的防雷装置；二是电力系统的暂态过电压。 |
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F.1.3由于雷击电磁脉冲的干扰，对计算机而言，在无屏蔽状态下，当环境磁场感应强度大于0.07 Gs 时，计算机会误动作；当环境磁场感应强度大于2.4 Gs（191 A/m）时，设备会发生永久性损坏。
F.2磁场强度测量方法
F.2.1）电流发生器法
F.2.1.1雷电流发生器法试验原理如图F.1所示，雷击电流发生器原理如图F.2所示。
F.2.1.2在雷电流发生器法试验中可以用低电平试验来进行，在这些低电平试验中模拟雷电流的波形 应与原始雷电流相同。
F.2.1.3 IEC标准规定，雷击可能出现短时首次雷击电流if（10/350μs）和后续雷击电流is（0.25/100μs）。 首次雷击产生磁场Hf,后续雷击产生磁场Hs,见图F.3和图F.4：
F.2.1.4磁感应效应主要是由磁场强度升至其最大值的上升时间规定的，首次雷击磁场强度Hf可用 最大值Hf/max(25 kHz)的阻尼振荡场和升至其最大值的上升时间Tp/f(10μs、波头时间)来表征。同样后续雷击磁场强度Hs可用Hs/max(1MHz)和Tp/s(0.25μs)来表征。
F.2.1.5当发生器产生电流io/max为100 kA,建筑物屏蔽网格为2 m时，实测出不同尺寸建筑物的磁场强度见表F.2。
表F.2不同尺寸建筑物内磁场强度测量实例
| 建筑物类型 |
建筑物长、宽、高 (L×W×H) |
H1/max(中心区)/(A/m) | H1/max (dw=ds/1 处)/(A/m) |
| 1 | 10 m×10 m×10 m | 179 | 447 |
| 2 | 50 m×50 m×10 m | 36 | 447 |
| 3 | 10 m× 10 m× 50 m | 80 | 200 |
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注：H1/max——LPZ1区内最大磁场强度； dw ——闪电直击在格栅形大空间屏蔽上的情况下，被考虑的点LPZ1区屏蔽壁的最短距离； ds/1 ——闪电击在格栅形大空间屏蔽以外附近的情况下，LPZ1区内距屏蔽层的安全距离。 |
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F.2.2浸入法
F.2.2.1 具体方法见 GB/T 17626.9。
F.2.2.2受试设备(EUT)可放在具有确定形状和尺寸的导体环(称为感应线圈)的中部，当环中流过电流时，在其平面和所包围的空间内产生确定的磁场。试验磁场的电流波形为6.4/16μs的电流脉冲。试验过程中应从x、y、z三个轴向分别进行。
F.2.2.3由于受试设备的体积与格栅形大空间屏蔽体相比甚小，此法只适于体积较小设备的测试和在矮小的建筑物屏蔽测量时可参照使用。
F.2.3 大环法
F.2.3.1 GB 12190规定了高性能屏蔽室相对屏蔽效能的测试和计算方法，主要适用于1.5 m〜15.0 m之间的长方形屏蔽室，采用常规设备在非理想条件的现场测试。
F.2.3.2为模拟雷电流频率，在测试中应选用的常规测试频率范围为100 Hz〜20 MHz,模拟干扰源置于屏蔽室外，其屏蔽效能计算公式可用式（F.1）表示：
SH=20lg（H0/H1） （ F.1 ）
式中：
H0——没有屏蔽的磁场强度，单位为安培每米（A/m）;
H1——有屏蔽的磁场强度，单位为安培每米（A/m）；
SH——屏蔽效能，单位为分贝（dB）。
F.2.3.3测试用天线为环形天线，并注意下列事项：
a） 在测试之前，应把被测屏蔽室内的金属（及带金属的）设备，含办公用桌、椅、柜子搬走；
b） 在测试中，所有的射频电缆、电源等均应按正常位置放置。
F.2.3.4大环法可根据屏蔽室的四壁均可接近时而采用优先大环法或屏蔽室的部分壁面不可接近时而采用备用大环法。现将备用大环法简要介绍如下：
a） 发射环使用频段I（100 Hz〜200 kHz）的环形天线；
b）当屏蔽室的一个壁面是可以接近时，将磁场源置于屏蔽室外，并用双绞线引至可接近的壁，沿壁边布置发射环，环的平面与壁面平行，其间距应大于25cm。可用橡胶吸力杯将发射环固定在壁面上；
c） 磁场源由通用输岀变压器、常闭按钮开关、具有1W输岀的超低频振荡器、热电偶电流表组成；
d） 屏蔽室内置检测环，衰减器和检测仪，其中检测环的直径为300 mm；
e） 当检测仪采用高阻选频电压表时,屏蔽效能按式（F.2）计算：
SH=20lg（V0/V1） （ F.2 ）
式中：
Sh ——屏蔽效能，单位为分贝（dB ）;
V0——没有屏蔽的电压值，单位为伏（V ）；
V1 ——有屏蔽的电压值，单位为伏（V）。
F.2.4中波广播信号测量法
F.2.4.1以当地中波广播频点对应的波头做为信号源，将信号接收机分别置于建筑物内和建筑物外，分别测试岀信号强度E0和E1。用式（F.3）计算岀建筑物的屏蔽效能：
Se =20lg（E0/E1） （F.3 ）
式中：
Se ——屏蔽效能，单位为分贝（dB）;
E0 ——无屏蔽处信号电势，单位为伏（V）；
E1——有屏蔽处信号电势，单位为伏（V）。
F.2.4.2 测试时，接收机应采用标准环形天线。当天线在室外时，环形天线设置高度应为0.6 m〜0.8m,与大的金属物，如铁栏杆，汽车等应距1 m以外。当天线在室内时，其高度应与室外布置同高,并置在距外墙或门窗3 m〜5 m远处。室内布置与大环法的要求相同。
F.2.4.3可使用专门的仪器设备（如EMP-2或EMP-2HC等脉冲发生器）进行与备用大环法相似的测试，其区别于备用大环法的内容有：
a）脉冲发生器置于被测墙外约3 m处。发生器产生模拟雷电流波头的条件，如10μs、0.25μs及 2.6μs、0.5μs发生器的发生电压可达5 kV〜8 kV，电流4 kA〜19 kA；
b） 从被测建筑物墙内0.5 m起，每隔1 m直至距内墙5 m〜6 m处每个测点进行信号电势的测量。被测如房间较深，在5 m〜6 m处之后可每隔2 m（或3 m、4 m）测信号电势一次,直至距被测墙体对面墙的0.5m处；
c） 平移脉冲发生器，在对应室内测量的各点处测量无屏蔽状况的信号电势；
d） 各点的屏蔽效能按式（F.4）计算：
E=20 lg(e0/e1) （ F.4 ）
式中：
E ——屏蔽效能，单位为分贝（dB）；
e0——无屏蔽处信号电势，单位为伏（V）；
e1——有屏蔽处信号电势，单位为伏（V）。
建筑物的屏蔽效能应是各点的平均值。
F.2.5 屏蔽效率的计算
F.2.5.1屏蔽效率的测量一般指将规定频率的模拟信号源置于屏蔽室外时，接收装置在同一距离条件下在室外和室内接收的磁场强度之比，其计算公式见式（F.1）
F.2.5.2屏蔽效率与衰减量的对应关系参见表F.3。
表F.3 蔽效率与衰减量的对应表
| 屏蔽效率/dB | 原始场强 | 屏蔽后的场强比 | 衰减量/% |
| 20 | 1 | 1/10 | 90 |
| 40 | 1 | 1/100 | 99 |
| 60 | 1 | 1/1 000 | 99.9 |
| 80 | 1 | 1/10 000 | 99.99 |
| 100 | 1 | 1/100 000 | 99.999 |
| 120 | 1 | 1/1 000 000 | 99.999 9 |
