YD/T 2191.4-2012.Electromagnetic compatibiity for installation and mitigation guidelines Part 4: Immunity to HEMP - Specifications for protective devices against HEMP radiated disturbance.
1范围
YD/T 2191.4规定了为民用设施免受高空核电磁脉冲(HEMP)影响而使用的保护装置的分类、通用要求和规格等。该保护装置的性能要求将在后续标准中给出。
YD/T 2191.4适用于现有的防护HEMP辐射电磁场的保护装置。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4365电工术语电磁兼容
3术语、定义和缩略语
下列术语和定义，以及GB/T 4365中的术语和定义适用于本文件。
3.1术语和定义
3.1.1
屏障Barrier
用于将敏感电路与电磁千扰相隔离的设施。屏蔽是屏障的一种方式。
3.1.2
接触电阻Contact Resistance
两个相互接触的物体之间测得的以欧姆为单位的电阻。
3.1.3
压缩形变Compression Set
在特定的热、压力和作用时间下由压缩造成的材料高度的永久性缩短的百分比。
3.1.4
耐蚀力Corrosion Resistance
对金属表面因氧化、电解或者化学污染而造成表面逐渐被破坏的化学过程的耐受性。

ICS33.100
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2191.4-2012
电信设备电磁兼容安装及缓和措施第4部分：高空电磁脉冲（HEMP）抗扰度
一高空电磁脉冲辐射
干扰保护装置技术要求
Electromagneticcompatibilityforinstallationandmitigationguidelines
Part4:ImmunitytoHEMP-Specificationsforprotectivedevices against HEMP radiated disturbance(IEC/TS61000-5-4,Electromagnetic compatibility(EMC)-Part 5:Installation andmitigation guidelines - Section 4: Immunity to HEMP - Specifications for protectivedevices against HEMP radiated disturbance.Basic EMC Publication, MOD)2013-04-25发布
2013-06-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义，
3.2缩略语·
4辐射干扰保护装置规范
4.1概述..
4.2屏蔽装置的分类
4.3通用要求
4.4规格
附录A（资料性附录）
基本原理
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YD/T2191.4-2012
本部分标准是《电信设备电磁兼容安装及缓和措施》标准的第4部分，该标准包括以下部分：第1部分：总则
第2部分：接地和线缆
第3部分：高空电磁脉冲保护导则第4部分：高空电磁脉冲（HEMP）抗扰度一高空电磁脉冲辐射干扰保护装置技术要求第5部分：高空电磁脉冲（HEMP）抗扰度一一高空电磁脉冲射频场感应的传导干扰保护装置技术要求第6部分：外部电磁干扰的缓和措施第7部分：电磁干扰保护小室的保护壳体的等级本部分修改采用了IEC/TS61000-5-4《电磁兼容5-4部分安装和解决对策-HEMP保护装置的技术要求》进行制订。与IEC/TS61000-5-4的差异为1.删除了引用文献
2．部分章节重新进行了排版。
本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：工业和信息化部电信研究院、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海贝尔阿尔卡特股份有限公司。
本部分主要起草人：届鹏飞、张博钧、吴琼、刘宝殿、周镒、谢玉明、张兴海、张科。I
1范围
电信设备电磁兼容安装及缓和措施第4部分：高空电磁脉冲（HEMP)抗扰度YD/T2191.4-2012
高空电磁脉冲辐射干扰保护装置技术要求本部分规定了为民用设施免受高空核电磁脉冲（HEMP）影响而使用的保护装置的分类、通用要求和规格等。该保护装置的性能要求将在后续标准中给出。本部分适用于现有的防护HEMP辐射电磁场的保护装置。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4365
电工术语电磁兼容
3术语、定义和缩略语
下列术语和定义，以及GB/T4365中的术语和定义适用于本文件。3.1术语和定义
屏障Barrier
用于将敏感电路与电磁干扰相隔离的设施。屏蔽是屏障的一种方式。3.1.2
接触电阻ContactResistance
两个相互接触的物体之间测得的以欧姆为单位的电阻。3.1.3
压缩形变CompressionSet
在特定的热、压力和作用时间下由压缩造成的材料高度的永久性缩短的百分比，3.1.4
耐蚀力 CorrosionResistance
对金属表面因氧化、电解或者化学污染而造成表面逐渐被破坏的化学过程的耐受性。3.1.5
截止频率Cut-OffFrequency
待测特性在此频率的测量值和较低频率的测量值相比降低到了一个指定的比率。注：对于波导，截止频率是指电磁能量不能在波导内部有效传播的频率。此频率取决于波导的几何截面和尺寸。3.1.6
伸张度Elongation
物质在拉力作用下造成长度的增加。3.1.7
馈入点Pointof Entry
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在封闭外壳表面上可注入能量的物理位置。3.1.8
保护装置ProtectiveDevice
用于防范传导干扰的电子器件如滤波器、气体放电管、金属氧化物电阻等：或者用于防范辐射干扰的电子器件如屏蔽、村垫、波导等。这样的器件或者几个器件的组合就构成了概念性的系统电磁屏障的一部分。
屏蔽Shield
将导体材料放置于系统电路、器件或者线缆周围，用于抑制指定区域内部或者外部电磁场的影响。3.1.10
屏蔽效能ShieldingEffectiveness某点与源之间放置了屏蔽以后与没有放置屏蔽相比电磁场幅度的降低或者衰减，通常以dB为单位。3.1.11
趋肤深度SkinDepth
导体内部某点电流密度为导体表面电流密度的1Np（1/e或36.8%）时该点到导体表面的距离。3.1.12
表面电阻率SurfaceResistivity物质表面正方形的两对边之间的阻抗，通常以“欧姆每乎方单位”来表示。3.1.13
（同轴线的）表面转移阻抗SurfaceTransferImpedance（ofaCoaxialLine）同轴线内导体单位长度上的感应电压与同轴线外表面上的电流之比。3.1.14
抗张强度TensileStrength
将样品拉伸至断裂过程中施加的最大拉力。3.1.15
转移导纳TransferAdmittancebZxz.net
屏蔽区域受保护一侧上导体感应电流和外壳上不受保护一侧的电压之间的数学关系。是转移阻抗的倒数。
（屏蔽电路的）转移阻抗TransferImpedance（ofaScreenedCircuit）屏蔽电路中两规定点之间的电压与屏蔽体指定横断面上的电流的比值。3.1.17
体积电阻率VolumeResistivity
物质中大小为1cm的正方体的两个表面之间的电阻。通常以“Qcm”来表示。3.1.18
截止波导WaveguideBelowCut-off由一定长度波导构成的保护性器件，用于限制低于特定频率的电磁能量的通过。3.1.19
波导限制器WaveguideTrap
以截止波导作为屏障的电磁保护装置。3.2缩略语
HEMP/HA-NEMP
High-Altitude Electromagnetic PulseEMI
Electro Magnetic Interference4辐射干扰保护装置规范
4.1概述
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高空核电磁脉冲（这两个缩略语是等同的，HEMP比HA-NEMP更常用）
电磁骚扰
屏蔽闭合壳体（法拉第笼、屏蔽箱或者屏蔽建筑）的屏蔽效能会受到侵彻、开孔或者接缝等因素的影响。所有的这些因素都应被处理以使这些因素造成的屏蔽效能降低尽可能减小。此目标可以通过使用各种保护装置实现。
下面将介绍这些保护装置，首先将解释工作原理，然后展示在某些情况下这些设备的不足，最后将列出生产厂应给出的规格。会使用图片来说明工作原理或者以图片为例来说明一些参数是如何与频率相关的。
4.2屏蔽装置的分类
屏障材料：
一屏蔽材料：
—观察窗：
·—通气板；
一波导陷波器；
一导电涂料：
一导电胶和密封剂。
屏蔽线和导管：
固体屏蔽；
一泄漏屏蔽；
一接头。
衬垫类材料：
一针织网状衬垫：
金属纤维及屏蔽衬垫；
一导向线衬垫；
一导电橡胶村垫。
屏蔽器件：
一曲肘式套管：
一轴封：
一接头衬垫；
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一密封圈：
一金属胶带；
其他器件。
4.3通用要求
屏蔽材料要达到要求的屏蔽效能则应符合以下电子、机械和环境标准。电子要求：
对于屏障材料，应提供E场、H场及10kHz到1000MHz频段内平面波的衰减值。对于衬垫类材料除需要上述同样的信息外，还需要提供直流电阻值。对于屏蔽线缆则需要转移阻抗规格，如果有可能，还需要提供10kHz到100MHz频段内的转移导纳信息。机械要求：
所有为正确使用材料而需要掌握的机械特性都应该提供给用户。相关特性见下文。环境要求：
屏蔽闭合壳体的总体屏蔽效能受不充分电接触造成的缝隙的限制。缝隙屏蔽效能的完整性可以通过改善电接触来优化。使用导电衬垫就可能改善电接触。然而，使用这样的衬垫并不能长时间地保持屏蔽效能的完整性。环境因素也导致衬垫不能保持屏蔽效能的完整性，应考虑如灰尘、潮湿和水蒸气这些因素的影响。例如，为了通过密封来防止灰尘和潮湿，使用扁的或者条状的EMI衬垫粘贴到海绵或者固态弹性体上即可实现。因此关于如何在适宜的环境下使用正确的村垫材料的信息也应提供。4.4规格
4.4.1概述
保护设施规格的描述应考虑机械设计和电子设置两方面。规格包括：
般描述（介绍、目的）；
一应用信息（详细的用途）；
一材料描述（材料、构成、颜色、涂层等）；一性能介绍（E、H及平面波衰减、直流电阻、温度范围、机械性能、转移阻抗，如有必要也应提供转移导纳)：
一尺寸：
一使用建议（表面处理、压力、安全及操作警告)；一制造方法；
一安装技术（如何安装）；
一存储建议。
4.4.2屏障材料
4.4.2.1屏蔽材料
通常有两类可用的材料：
a）丝网
屏蔽效能取决于被屏蔽物的体积大小、网孔大小及丝网的制作。当减小网孔尺寸或使用共用地线且4
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彼此绝缘的双层丝网时，屏蔽效能会增加。对于图1所示的丝网尺寸，截止频率大约是80MHz。对于更高的频率会因共振效应而导致振荡。100
b）金属板
频率（MHz）
曲线1：尺寸3m×3.25m×3m
曲线2折尺寸4mx4m×3m
菱形网孔：15mm×17mm
方形网孔：4mm
图1双层丝网对平面波的典型衰减1000
如使用均匀的金属板，则屏蔽笼的衰减会更高。由于趋肤深度随频率变化，屏蔽效能会随频率增加而增加，所以即使很薄的金属板在高频也会有足够的屏蔽效能。对于平面波，当金属板的尺寸与平面波的波长可相比时可使用简单的公式来计算吸收损耗、反射损耗和屏蔽效能。附录A将给出计算方法，图2给出了法拉第笼的屏蔽效能的一个例子。110
需要的规格如下。
100 kHz
1:磁场
2：电场
3:平面波
100 Mz
4：10cm直径的截止波导
图2法拉第笼的HEMP屏蔽效能范例建筑321--标准查询下载网
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屏蔽室：
一般描述：
各种器件的尺寸：
重量：
—安装方式；
点和面的承重；
材料的类型；
一可能的门的类型；
不同的进入点及其机械特性；
屏蔽效能。
屏蔽柜：
一般描述：
应用信息；
全部尺寸；
重量：
材料及涂层的类型；
一屏蔽性能（如图3的例子）
注：在门缝上使用硅基润滑剂是常见的做法。这种做法会使接触电阻增加，因此会导致屏蔽效能下降。80
4.4.2.2观察窗
100KHE
TO M-Iz
1:磁场
2：电场
镀锌钢板厚度：2mm：尺寸：2m×2m×1m门：1.8mx0.6m：门的接触：镍-镍图3含衬垫的屏蔽箱的衰减
100 MH
对于具有显示功能的设备需要使用观察窗时，观察窗也应能起到降低进入到受保护区域内的辐射电磁能量的作用。
观察窗可以使用玻璃、塑料或者二者的结合体制造。EMI屏蔽可通过将针织或者机织的丝网夹在玻6
璃或者塑料层之间的方式实现，也可以通过将观察窗镀上导电外层的方式实现。YD/T2191.4-2012
屏蔽效能可通过金属丝网孔径的尺寸、交叉线的电接触、材料及线在窗边缘收尾处所使用的技术来确定。
通过假定准静态近似（尺寸<<入），对于具有导电涂层的观察窗，电场只受到反射效应的影响。对于磁场则不同，在同一位置且对同一频率，观察窗后测得的磁场值（H2）的降低相对于在开孔状态下测得磁场值（H）为频率的函数。衰减函数如下H2=-
H,i+jot
其中，
T=8L/(3元(R+2元R)
R。是导电膜的表面电阻；
R。是导电膜和观察窗边缘之间的接触电阻；L是窗的等效电感。
对于观察窗具有丝网的情况，磁场衰减的函数的形式相同。但R.应被Z=R,+jαL.代替，其中R。取决于线的线性电阻、网孔尺寸，L，取决于窗及网孔的尺寸。就磁场而言，观察窗的特性类似低通滤波器（如图4的例子）。对于具有丝网的观察窗，衰减函数与频率不相关，只取决于窗和孔的特性和尺寸。10-1
图4观察窗磁场衰减函数的范例
电场衰减函数在窗口的截止频率以下不依赖于频率。它取决于窗口的尺寸和材料。需要的规格：
一一般描述：
应用信息：
一产品描述（光学基片、涂层、安装架、总线终端、端口衬垫和接触面、边缘粘结型叠片、丝网屏蔽窗)：
一性能介绍（屏蔽效能，温度范围及涂层的表面电阻）；一尺寸。
4.4.2.3通风板
通气板用于需要高等级EMI屏蔽性能且需要通风孔、进风口来冷却设备或者排烟的电子产品外壳或者机柜上。
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通气板能在高频达到高的屏蔽效能。通气板的制作利用了截止波导的原理，将通气板制成蜂巢状。这样的通气板的从功能上来说是波导簇。对于平面波，蜂巢状波导的屏蔽效能为：SE(dB)=27
其中：
T是蜂巢厚度：
-20logN
W是每个单元的宽度：
N是单元的数量；
注意：当频率比波导的截止频率低时公式成立。在那样的情况下，SE是与频率无关的。另外公式还应满足27TW>20logN。
需要的规格：
一般描述；
应用信息；
一产品描述（结构、蜂巢中心、接口村垫、铆钉、涂层)；一尺寸：
屏蔽效能，温度范围。
4.4.2.4波导限制器
当不导电的杆需穿过屏蔽时，应使用波导陷波器。对于通风板，应利用截止波导工作原理。对于给定的截面，波导产生的屏蔽效能可通过如下公式确定1
SE(dB)=54.6
其中，
为截止频率波长，单位为m：
2=1.7d（d：圆形波导的直径，单位为m）：=2a（a，矩形波导的长边，单位为m）：a为待考察的频率的波长，单位为m，且有>。：L为波导的长度，单位为m。
需要的规格：
—一般描述：
应用信息；
一产品描述（材料、涂层）：
安装技术（螺栓、焊接)；
尺寸：
一截止频率以下的衰减。
4.4.2.5导电涂层
通过将高度混合了如银、石墨或者镍等导电物质的涂料用于塑料外壳的屏蔽或者接地来改善EMI问8
题是一种经济有效的方法。
但由于材料的性能会随着时间下降，因此应被谨慎使用。需要的规格：
一般描述：
一应用信息（应用方法、使用注意事项、表面预处理等）：一特性（表面电阻、温度范围、存储建议等等）。4.4.2.6导电胶和密封剂
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导电胶可用于粘结EMI窗、通风孔或者丝网来屏蔽永久性的缝隙及填充裂缝或缺口。密封剂可用于搭接处或者对接头，但只能在接头没有破损的情况下使用。由于导电胶和密封剂的性能会随使用年限下降，因此应谨慎选用。需要的规格：
一般描述；
一应用信息（应用方法、使用注意事项、表面预处理，等等）；一特性（体积电阻、温度范围、存储建议等等）。4.4.3屏蔽线缆和屏蔽导管
引入到屏蔽线内部的电压和电流取决于屏蔽性能、线缆的长度及其负载阻抗。转移阻抗是一个重要的屏蔽参数，为屏蔽线内导体每米长度上感应的开路电压和屏蔽电流的比值（参见附录A）。4.4.3.1固体屏蔽
由于趋肤效应，只有相对较低的频率能够进入固体屏蔽层内。薄壁圆柱体屏蔽被广泛使用。它由具有均匀大小的截面和管壁厚度的金属管构成。转移阻抗由Schelkunoff公式给出。对于半径为a，厚度为T（T<2ma sa+
其中，8为趋肤深度。
(chu-cosu)/2
其中，
H=2T/8，且有
R。=1/(2元agT)单位长度屏蔽层的直流电阻。在§=a且Ro=1/(2元aT)的高频，转移阻抗的大小会呈指数曲线减小，对于铜制屏蔽层，这一频率约为100kHz
所需规格：
一100MHz以内转移阻抗和频率的函数关系：—电导率。：
一机械尺寸。
各类线缆的典型阻抗举例如图5所示。9
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