DE3100707A1

DE3100707A1 - Abschirmeinrichtung

Info

Publication number: DE3100707A1
Application number: DE19813100707
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 6900 Heidelberg Hecht
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1981-01-13
Filing date: 1981-01-13
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE3100707C2

Description

BROWN,BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT Mannheim 9. Jan. 1981

Mp.-Nr. 501/81 ZFE/P3-Pn/Bt

Abschirmeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abschirmung von Meßgeräten, Informationsübertragungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen vor elektromagnetischen Stoß- und Wechselfeldern, bei der der abzuschirmende Raum mit Metallfolie oder -blech umgeben ist.

Eine derartige Einrichtung ist bekannt aus ETZ-A, Bd. 77, H. 11, 1.6.1956, Seite 321 bis 325.

Unter Informationsübertragungsanlagen sind in diesem Zusammenhang Bildschirme, Fernsehkameras usw. und unter Datenverarbeitungsanlagen Prozessoren, Digitalrechner, Digitalspeieher usw. zu verstehen.

In Starkstromanlagen, Kraftanlagen, Industrieanlagen und "Bahnanlagen werden häufig Bildschirme (Monitore), Fernseh-

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kameras, Prozessoren, Digitalrechner und Digitalspeicher (Platten, Kassetten, Bänder, Kernspeicher, Drahtspeicher, Bublespeicher) für die Anlagenüberwachung und Prozeßsteuerung eingesetzt. Mit den hohen elektrischen Strömen in diesen zu überwachenden Starkstromanlagen sind starke elektromagnetische Gleich- bzw. Wechselfelder verbunden, die schon während des normalen Betriebes, besonders aber bei Kurzschlüssen störend auftreten. Als Folge davon beeinflussen starke elektromagnetische Stoß- bzw. Wechselfelder Bildschirme, Fernsehkameras, Prozessoren und magnetische Digitalspeicher, so daß Informationsverluste und Zerstörungen an den Geräten auftreten können.

Aus der ETZ-A, Bd. 77, H. 11, 1.6.1956, Seite 321 bis 325 sind metallene Abschirmungen bekannt, in denen die Störfelder Wirbelströme hervorrufen, wodurch die Störfelder Energie verlieren, d.h. abgeschwächt werden, so daß ihr störender Einfluß verringert wird. Diese bekannten Abschirmeinrichtungen sind insbesondere bei Auftreten hochfrequenter Störfelder wirksam, d.h. die Schirmdämpfung nimmt mit wachsender Frequenz stetig zu. Bei niederfrequenten, von technischem Wechselstrom (16 2/3 Hz, 50 Hz) verursachten Störfeldern ist die erreichbare Schirmdämpfung jedoch unzureichend.

Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Abschirmeinrichtung zur Reduzierung und Beseitigung von niederfrequenten, von technischem Wechselstrom (16 2/3 Hz, 5 0 Hz) verursachten Störfeldern zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Abschirmung extrem niederfrequenter Störfelder ein Schirm, bestehend aus einem geblechten Eisenkern, einer den Eisenkern allseitig umschließenden Isolierschicht sowie einem die Isolierschicht allseitig umgebenden Schirmmantel aus gut leitendem Material vorgesehen ist, wobei der Schirm

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so zwischen Störfeld-Erzeuger und abzuschirmendem Gerät bzw. Anlage angeordnet ist, daß die Feldlinien des Störfelds im wesentlichen parallel zum Schirm liegen und der Abstand zwischen abzuschirmendem Gerät bzw. Anlage und Schirm sehr klein ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß durch die Abschirmeinrichtung ein optimaler Schutz für Meßgeräte, Informationsübertragungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen gegen extrem niederfrequente, von technischem Wechselstrom (16 2/3Hz, 50Hz) verursachte Storfeider gegeben ist. Weitere Vorteile der Erfindung sind in der sich anschließenden Beschreibung genannt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand

der Zeichnungen erläutert.
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Es ziegen:

Fig. 1 Aufbau und Anordnung der Abschirmeinrichtung, Fig. 2 eine aus drei verbundenen Schirmen bestehende Abschirmeinrichtung,
Fig. 3 eine allseitig geschlossene Abschirmeinrichtung.

In Fig. 1 sind Aufbau und Anordnung der erfindungsgemäßen Abschirmeinrichtung dargestellt. Ein geblechter Eisenkern ist allseitig von einer Isolierschicht 2 umschlossen. Die einzelnen ferromagnetisehen Bleche des Eisenkerns 1 sind zur Verringerung von Wirbelströmen gegeneinander isoliert (nicht dargestellt). Die Isolierschicht 2 ist von einem Schirmmantel 3 aus gut leitendem massiv aufgebautem Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium umgeben.

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ZicLschen einem Störfeld-Erzeuger 4, beispielsweise einem stromführenden 0.6 2/3Hz bzw. 50Hz Wechselstrom) Leiterdrahr und einem abzuschirmenden Gerät bzw. Anlage 5, beispielsweise einem Meßgerät, einem Bildschirm, einer Fernsehkamera,, einem Prozessor, einem Digitalrechner oder auch einem Digitalspeicher, ist die Äbschirmeinrichtung, der Schirm 6 so angeordnet, daß die Feldlinien 7 des Störfeldes im wesentlichen parallel zum Schirm 6 liegen. Der Abstand zvxischen abzuschirmendem Gerät bzw. Anlage 5 und Schirm 6 ist dabei möglichst gering zu halten.

Bei der Anordnung der Abschirmeinrichtung wird davon ausgegangen, daß der Störfeld-Erzeuger 4 ortsfest ist und der Störfeldverlauf eindeutig festliegt, damit der Schirm 6 entsprechend darauf ausgerichtet v/erden kann. Die Feldlinien des Störfeldes konzentrieren sich i-jegen der sehr guten magnetischen Leitfähigkeit des ferromagnetischen Materials im geblechten Eisenkern 1. Der die Kopplung vergrößernde Eisenkern 1 wird an all seinen Stirn- und Seitenflächen von dem als Kurzschlußmantel wirkenden Schirmmantel 3 von hoher elektrischer Leitfähigkeit umgeben, d„h. der Schirmmantel 3 umschließt leitend allseitig und vollkommen den im Eisenkern 1 konzentrierten magnetischen Fluß. Durch das Störfeld ivird dem Schirmmantel 3 eine Spannung induziert, die in der vorgegebenen Kuraschlußbahn einen Strom hervorruft, dessen Feld dem Störfeld entgegenwirkt und es örtlich teilweise kompensiert.

Dabei sind die Strombahnen der im Schirm 6 induzierten Kompensationsströme durch die Gestaltung des Schirmmantels 3 konstruktiv vorgegeben«. Die Schirmwirkung ist umso größer, je geringer die Stromwärmeverluste für den Kompensationsstrom sind» Aus diesem Grund ist ein Schirmmantel 3 aus sehr gut leitendem Material, ζ.B= Kupfer, von Vorteil., Desweiteren ist der Schirmmantel 3 als massives Blech von

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entsprechender Stärke und nicht lediglich als Folie auszubilden. Wegen der Isolierschicht 2 zwischen Eisenkern 1 und Schirmmantel 3 wird der Kompensationsstrom gezwungen, um den Eisenkern 1 zu fließen und umfaßt damit vollkommen den gesamten magnetischen Fluß im Eisenkern 1. Störfeld und Kompensationsfeld verlaufen im Eisenkern 1 des Schirmes 6 entgegengesetzt gleich und bedingen sich gegenseitig. Als Störgröße verbleibt lediglich der Magnetisierungsstrom des Systems.
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Der Schirm 6 muß gegenüber dem abzuschirmenden Gerät bzw. * Anlage 5 so angeordnet bzw. ausgebildet sein, daß das Gerät bzw. die Anlage 5 von ihm "beschattet" wird. Beispielsweise sollte der Schirm 6 wesentlich größer als das abzuschirmende Gerät bzw. Anlage 5 sein. Dann befindet sich ein dicht am Schirm 6 angeordnetes abzuschirmendes Gerät bzw. Anlage 5 in einem relativ feldfreien Raum.

In Fig. 2 ist eine aus drei Schirmen 6 bestehende Abschirmeinrichtung dargestellt. Die geblechten Eisenkerne 1, Isolierschichten 2 und Schirmmantel 3 sind dabei jeweils miteinander verbunden. Der Schirmmantel 3 kann an den Übergangssteilen (Kanten) von einem Schirm zum nächsten überlappend ausgebildet und vorzugsweise verlötet sein. Anstelle der Ü-förmigen Anordnung ist auch eine L-förmige oder halbkreisförmige Anordnung ausführbar. Auch bei diesen Ausführungsbeispielen wird der geblechte Eisenkern 1 allseitig vom Schirmmantel 3 umschlossen. Diese Ausführungsbeispiele sind insbesondere dann einsetzbar, falls mehrere, z.B. drei Störfeld-Erzeuger 4 in unterschiedlicher räumlicher Anordnung vorhanden sind.

In Fig. 3 ist eine allseitig geschlossene Abschirmeinrichtung dargestellt. Anstelle der gezeigten kreis- bzw. kugelförmigen Anordnung ist auch eine rechteck- bzw. quaderförmige

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Anordnung ausführbar» Bei einer quaderförmigen Anordnung sind beispielsweise Wände, Decke und Fußboden eines Raumes mit Schirmen 6 versehen, tiobei die Schirme 6 jeweils miteinander verbunden sind,,

Abgeschirmte Lxchtöffnungen werden in diesem Raum dadurch geschaffen,, daß anstelle des durchgehenden geblechten Eisenkerns 1 Eisenstäbe verwendet werden, die von Kurzschlußhüllen aus gut leitendem Material umschlossen werden, wobei zwischen Kurzschlußhüllen und Eisenstäben eine Isolierschicht angeordnet ist. Türen zu diesem Raum werden mit Schirmfüllungen in der Art der beschriebenen Schirme 6 versehen,, wobei der Schirmmantel der Tür im geschlossenen Zustand jeweils leitend mit den angrenzenden Wänden verbunden ist. Das abzuschirmende Gerät bzw» Anlage 5 wird dabei vollkommen von der Äbschirmeinrichtung umschlossen. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere einsetzbar,, falls mehrere Storfeld~Erzeuger 4 in sehr unterschiedlicher räumlicher Anordnung vorhanden sind.

Leerseite

Claims

Mp.-Nr. 501/81 9. Jan.¹ ΊίΤ81

ZFE/P3-Pn/Bt

Ansprüche

11.1 Einrichtung zur Abschirmung von Meßgeräten, Informationsübertragungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen vor elektromagnetischen Stoß- und Wechselfeldern, bei der

1© der abzuschirmende Raum mit Metallfolie oder -blech

umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung « extrem niederfrequenter Störfelder ein Schirm (6), bestehend aus einem geblechten Eisenkern (1), einer den Eisenkern (1) allseitig umschließenden Isolierschicht (2) sowie einem die Isolierschicht (2) allseitig umgebenden Schirmmantel (3) aus gut leitendem Material vorgesehen ist, wobei der Schirm (6) so zwischen Störfeld-Erzeuger (4) und abzuschirmenden Gerät bzw. Anlage (5) angeordnet ist, daß die Feldlinien (7) des Störfeldes im wesentlichen parallel zum

2Θ Schirm (6) liegen und der Abstand zwischen abzuschirmendem Gerät bzw. Anlage (5) und Schirm (6) sehr klein ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Störfeld-Erzeuger (4) mehrere Schirme (6) vorgesehen sind, bei denen untereinander jeweils geblechte Eisenkern (1), Isolierschichten (2) und Schirmmantel (3) verbunden sind.
3 ο Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden SQ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das abzuschirmende Gerät bzw. Anlage (5) allseitig vom Schirm (6) umgeben ist.
4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß abgeschirmte Licht-

®5 öffnungen, bestehend aus Eisenstäben, einer die Eisenstäbe umschließenden Isolierschicht sowie einer die Isolierschicht umschließende Kurzschlußhülle aus gut leitendem Material vorgesehen sind.