耐火层本身并不直接以“屏蔽效能”作为核心评估指标,因其设计重点在于高温环境下的隔热与结构完整性,而非电磁屏蔽。不过,若将耐火层与屏蔽结构结合(如耐火屏蔽电缆),其屏蔽效能评估需关注以下指标:
一、屏蔽效能核心指标
屏蔽效能(SE)
定义:屏蔽效能表示屏蔽体对电磁波的衰减程度,通常用分贝(dB)表示。公式为:
其中,$E_1$为无屏蔽时的场强,$E_2$为有屏蔽时的场强。
分级标准:
一般屏蔽体:SE ≥ 40 dB
军用设备:SE ≥ 60 dB
TEMPEST设备(高保密要求):SE ≥ 80 dB
意义:SE值越大,屏蔽效果越好,能有效限制内部电磁辐射泄漏或防止外部干扰。
传输系数(TE)
定义:传输系数表示存在屏蔽体时,某处电场强度()与无屏蔽体时电场强度()之比,即:
关系:传输系数与屏蔽效能互为倒数,即 。
意义:TE值越小,屏蔽效能越高,电磁波穿透能力越弱。
二、屏蔽效能的组成
屏蔽效能由三部分组成,需综合评估:
反射损耗(SER)
机制:电磁波遇到高导电率材料时发生反射。
影响因素:材料电导率、磁导率、电磁波频率。
意义:反射损耗是屏蔽效能的主要贡献之一,尤其在低频段。
吸收损耗(SEA)
机制:电磁波在屏蔽体内被吸收并转化为热能。
影响因素:材料厚度、频率、电导率、磁导率。
高频特性:频率越高,吸收损耗越显著。例如,0.5 mm厚金属板在 MHz时,可将场强减弱至原值的1/100。
多次反射损耗(SEM)
机制:电磁波在屏蔽体内多次反射导致能量衰减。
影响因素:材料厚度、波阻抗。
意义:在厚屏蔽体或高频段中,多次反射损耗不可忽略。
三、评估方法与标准
测试方法
自由空间法:在自由空间中测量屏蔽前后电磁波强度,适用于大尺寸材料。
波导法:在波导中测量电磁波传输特性,适用于小尺寸、高频材料。
屏蔽室法:在屏蔽室内外测量电磁场强度,适用于整体结构评估。
法兰同轴法:通过时域或频域测试计算屏蔽效能,适用于平板型材料。
测试标准
GB/T 12190-2021:规定电磁屏蔽室屏蔽效能测量方法。
GB/T 30142-2013:规定平面型电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法。
GJB151:军用设备电磁兼容性测试标准。
测试频率范围
低频磁场:10 Hz–100 kHz
高频电场与平面波:100 kHz–18 GHz
四、耐火层与屏蔽效能的关联性
若耐火层需兼顾屏蔽功能(如耐火屏蔽电缆),其评估需额外关注:
材料兼容性:耐火层材料(如云母带、无机物)需与屏蔽材料(如金属编织层)兼容,避免因热膨胀系数差异导致开裂或脱落。
结构完整性:耐火层需保持屏蔽结构的连续性,避免因孔缝、开孔导致屏蔽效能劣化。
高温稳定性:耐火层在高温下需维持屏蔽材料的物理性能(如电导率、磁导率),防止屏蔽效能下降。

