DE3100707C2

DE3100707C2 - Abschirmeinrichtung

Info

Publication number: DE3100707C2
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: 1989-05-18
Also published as: DE3100707A1

Abstract

Zur Abschirmung von Meßgeräten, Informationsübertragungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen vor extrem niederfrequenten elektromagnetischen Stoß- und Wechselfeldern wird 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 vorgeschlagen. Der Schirm (6) ist so zwischen Störfeld-Erzeuger (4) und abzuschirmendem Gerät bzw. Anlage (5) angeordnet, daß die Feldlinien (7) des Störfeldes im wesentlichen parallel zum Schirm (6) liegen und der Abstand zwischen abzuschirmendem Gerät bzw. Anlage (5) und Schirm (6) sehr klein ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abschirmung von Meßgeräten. Informationsübcrtragungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen vor elektromagnetischen Stoß- und Wcchsclfeldcrn. bei der der abzuschirmende Raum mil Metalllolic oder -blech unmeben ist.

Eine derartige Einrichtung ist bekannt aus ETZ-A, Bd. 77, H. 11,1. 6.1956, Seite 321 bis 325.

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

In Starkstromanlagen, Kraftanlagen, Industrieanlagen und Bahnanlagen werden häufig Bildschirme (Monitore). Fernsehkameras, Prozessoren, Digitalrechner to 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 elektomagnetisehe Gieich- 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 Störteider wirksam, d. h. jo die Schirmdämpfung nimmt mit wachsender Frequenz stelig zu. Bei niederfrequenten, von technischem Wechselstrom (16³/3 Hz, 50 Hz) verursachten Störfeldern ist die erreichbare Schirmdämpfung jedoch unzureichend. Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe :)5 zugrunde, eine Abschirmeinrichtung zur Reduzierung und Beseitigung von niederfrequenten, von technischem Wechselstrom (16³ZjHz. 50 Hz) verursachten Störfeldern zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Abschirmung extrem niederfrequenter Störfeldcr mindestens 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 so zwischen einem oder mehreren Störfeld-Erzeugern und abzuschirmenden Geräten bzw. Anlagen angeordnet ist. daß die Feldlinien des Störfelds im wesentlichen parallel zum Schirm liegen und der Abstand zwischen abzu-% schirmendem Gerät bzw. Anlage und Schirm sehr klein isl.

Eine weitere Lösung ist im Anspruch 3 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 und 4 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 Wechselbo strom (16²/i Hz. 50 Hz) verursachte Störfelder gegeben ist. Weitere Vorteile der Erfindung sind in der sich anschließenden Beschreibung genannt.

Ausführungsbeispielc tier Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 Aufbau und Anordnung der Abschirmeinnchtung.

F i g. 2 eine aus drei verbundenen Schirmen bestehende Abschirmcinrichtung.

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Fig.3 eine allseitig geschlossene Abschirmeinrichtung.

In Fig. 1 sind Aufbau und Anordnung der erfindungsgemäßen Abschirmeinrichtung dargestellt Ein geblechter Eisenkern 1 ist allseitig von einer Isolierschicht 2 umschlossen. Die einzelnen ferromagnelischen 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.

Zwischen einem Störfeld-Erzeuger 4, beispielsweise einem stromführenden (16²Z₃ Hz, 50 Hz Wechselstrom) Leiterdraht und einem abzuschirmenden Gerät bzw. Anlage 5, beispielsweise einem Meßgerät, einem Bildschirm, einer Fernsehkamera, einem Prozessor, einem Digitalrechner oder auch einem Digitalspeicher, ist die Abschirmeinrichtung, der Schirm 6 so angeordnet, daß die Feldlinien 7 des Störfeldes im wesentlichen parallel zum Schirm 6 liegen. Der Abstand zwischen 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 werden kann. Die Feldlinien 7 des Störfeldes konzentrieren sich wegen der sehr guten magnetischen Leitfähigkeit des ferroniagnetiächen 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 wird dem Schirmmantel 3 eine Spannung induziert, die in der vorgegebenen Kurzschlußbahn 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 Schirmmante! 3 aus sehr gut leitendem Material, z. B. Kupfer, von Vorteil. Des weiteren ist der Schirmmanlel 3 als massives Blech von 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 [Zisenkern t des Schirmes 6 entgegengesetzt gleich und bedingen sich gegenseitig. Als Störgröße verbleibt lediglich der Magnetisierungsstrom des Systems.

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 Schirmmantcl 3 sind dabei ieweils miteinander verbunden. Der Schirmmaniel 3

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kann an den Übergangsstellen (Kanten) von einem Schirm zum nächsten überlappend ausgebildet und vorzugsweise verlötet sein. Anstelle der U-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-Erzeuger4 in unterschiedlicher räunilicher Anordnung vorhanden sind.

In F i g. 3 ist eine allseitig geschlossene Abschirmeinrichtung dargestellt Anstelle der gezeigten kreis- bzw. kugelförmigen Anordnung ist auch eine rechteck- bzw. quaderförniige Anordnung ausführbar. Bei einer qua-

derförmigen Anordnung sind beispielsweise Wände, Decke und Fußboden eines Raumes mit Schirmen 6 versehen, wobei die Schirme 6 jeweils miteinander verbunden sind.
Abgeschirmte Lichtöffnungen 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

jo dabei vollkommen von der Abschirmeinrichtung umschlossen. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere einsetzbar, falls mehrere Störfeld-Erzeuger 4 in sehr unterschiedlicher räumlicher Anordnung vorhanden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

31 OO 707 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abschirmung von Meßgeräten, Informationsübertragungsanlagen und Datenverarbeitungsanlagen vor elektromagnetischen Stoß- und Wechselfeldern, bei der der abzuschirmende Raum mit Metallfolie oder -blech umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung extrem niederfrequenter Störfelder mindestens 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 einem oder mehreren Störfeld-crzeugern (4) und abzuschirmenden Geräten bzw. Anlagen (5) angeordnet ist, daß die Feldlinien (7) des Störfeldes im wesentlichen parallel zum 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, wobei jeweils der geblechte Eisenkern (1), die Isolierschicht (2) und der Schirmmantel (3) der Schirme (6) untereinander verbunden sind.

3. Einrichtung zur Abschirmung von Meßgeräten. Informationsübertragungslagen und Datenverarbeitungsanlagen vor elektromagnetischem Stoß- und Wechselfeldern, bei der der abzuschirmende Raum mit Metallfolie oder -blech umgeben isl, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung extrem niederfrequenter Störfelder das abzuschirmende Gerät bzw. die Anlage (5) allseitig von einem Schirm (6) umgeben ist, der aus einem geblechten Eisenkern (I), einer den Eisenkern (1) allseitig umschließenden Isolierschicht (2) sowie einem die Isolierschicht (2) allseilig umgebenden Schirmmaintel (3) aus gut leitendem Material besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (6) einen z. B. quadcrförmigen Raum umschließt, der Lichtöffnungen und Türen aufweist, wobei

— die Lichlöffnungen abgeschirmt sind durch Eisenstäbe, die von Kurzschlußhüllen aus gut leitendem Material umschlossen sind mit jeweils einer Isolierschicht zwischen Eisenstab und Kurzschlußhülle, und

— die Türen als Schirm (6) aufgebaut sind mit einem von einer Isolierschicht (2) umgebenen geblechten Eisenkern (1) als Türfüllung und einem Schirmmantel (3) als Umhüllung der Tür, der bei geschlossener Tür elektrisch leitend mit dem den Raum umgebenden Schirm (6) verbunden ist.