شیلتر و رک های شیلد از جمله سازه هایی هستند که برای استقرار سامانه های مخابراتی ثابت و متحرک بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

شیلدینگ شلترها، کابین ها و رک ها

در مبحث سیستم های EMC، یک محفظه ی EMC هدف های متفاوتی می تواند داشته باشد

که مهترین آن ایجاد حفاظت فیزیکی است:

• به منظور ایجاد یک مرجع زمین محلی برای تجهیزات داخلی
• برای ایجاد و تعیین یک ناحیه که در آن حفاظت الکترومغناطیسی افزایش یافته
• به منظور جلوگیری از تزویج شدن تشعشع الکترومغناطیسی از/به یک تجهیز داخلی

توجه کنید که دلیل مرسوم استفاده از محفظه ی فلزی که ایجاد شیلدینگ است، آخرین هدف لیست شده در بالا می باشد.

بعدا خواهیم دید که مثال های متعددی از محفظه های فلزی به عنوان یک شیلدینگ بسیار ضعیف عمل می کنند.

دلیل این موضوع وجود روزنه و درزهای متعدد در این محفظه ها می باشد.

در واقع اولین هدف (ایجاد یک زمین مرجع محلی) مهمترین دلیل این محفظه ها است.

این هدف با استفاده از محفظه ای که خیلی موثر شیلد نشده نیز بدست

می آید به شرطی که استفاده از فلز بدرستی انجام شود.

این روش بسیار بصرفه تر است زیراکه بسیاری از پیامدهای مربوط به مونتاژ،

نصب و نگهداری یک محفظه ی شیلد شده در آن نیاز نخواهد بود.

شکل 1 روش اتصال مجرا و جعبه ی کابل به کابین

امپدانس انتقال از مرجع زمین

در بخش قبل روش های زمین کردن بررسی شد و در قسمت های بعدی به طراحی کابل پرداخته می شود.

در این بین ناحیه ای است که کابل و و تجهیز به هم منتهی می شوند.

این ناحیه باید حداقل مقدار امپدانس انتقال به مدارها و تجهیزات داخلی را ایجاد کند؛

به طوریکه جریان های تداخل بین محفظه و مدارهای حساس یا نویزی داخل آن تزویج نشوند.

زمین صفحه ی back plate

بعد از یک محفظه ی مستطیلی یا دایروی، یک سطح بزرگ که روی آن مدارهای مرتبط

نصب شده اند بهترین حالت امپدانس انتقال را فراهم می کند.

در حالت کلی، کابینت های کنترل صنعتی شامل یک backplate برای نصب فیزیکی هستند

درحالیکه محفظه های کوچکتر انواعی از شاسی های فلزی را ارائه می دهند.

کابینت های IT یا telecom یک ساختار حمایت داخلی دارند.

سوارکردن تمامی ماژول های الکترونیکی روی یک backplate و یا شاسی مشابه دیگر و نیز منتهی کردن تمامی

صفحات کابل ها و هادی های موازی زمین به این شاسی ها حداقل امپدانس انتقال ممکن را حاصل می کند.

اما این backplate قرار است که

جریان های تداخل را حمل کند بنابراین روش اتصال قطعات به آن اهمیت زیادی دارد.

برای اینکار آبکاری روی و نیز اتصال کابل با سبک گیره ای پیشنهاد می شود.

برای فرکانس های بالا استفاده از این صفحات فلزی به عنوان مرجع زمین به جای

استفاده از سیم زرد-سبز به نقطه ستاره بسیار مناسب تر است.

توجه داشته باشد برای ایجاد اتصال، رنگ احتمالی روی فلزات برداشته شود و

نیز بعد از اتصال حفاظت در مقابل زنگ زدگی ایجاد شود. شیلدینگ

طراحی و جایگذاری داخل محفظه

کابلها

تزویج میدان های خارجی به کابل های داخلی و میدان های الکتریکی و مغناطیسی بین کابل ها به شدت

به مسیری کابل در داخل سیستم وابسته است. برای اینکه تزویج بین میدان های خارجی و کابل ها را

به حداقل برسانیم باید کابلکشی در نزدیکی ساختار زمینی که بتواند

به عنوان مرجع زمین امپدانس-پایین به شمار آید، انجام شود.

کابل ها نباید در نزدیکی روزنه های محفظه قرار گیرند چرا که میدان های محلی این بخش ها بالا هستند،

شکل 2 کابل ها باید حداقل 150 میلی متر از هم فاصله داشته باشند تا تزویج بین آنها به حداقل برسد.

شکل 2 کابل ها در داخل محفظه

جایگذاری ماژول

قطعات متفاوت باید با احتیاط روی شاسی جایگذاری شوند تا واحدهای حساس مانند کامپیوتر و

تجهیزات آنالوگ از منابع نویز الکتریکی مانند سوییچ ها و رله ها دور باشند.

مهمترین اصل در اینجا این است که هر قطعه بر اساس پتانسیل تداخل آن ارزیابی شده و

طراحی داخلی بر اساس آن انجام شود.

درشکل 3 یک محفظه ی صنعتی است که در آن مسیر کابلی که به سمت تجهیز روی دربا کابل هایی

که در طول بافت کوتاه زمین بین در و دیوار کابین کشیده شده است، نشان داده شده است؛

همچنین مثالی از طراحی backplate در ناحیه که با موتور فعال می شود را نیز نمایش می دهد.

هدف از اینکه کابل اتصال زمین را تا در تعقیب می کند این است که تزویج بین کابل و دهانه ی در حداقل شود.

اینکاراتصال زمین پیوستگی را در طول دهانه ایجاد می کند در نتیجه امپدانس انتقال پایین بین کابل و کابینت ایجاد می کند.

مبدل موتور تشعشعات بالایی ایجاد می کند و اتصالات آن بسیار مهم است.

در نتیجه بایدیک مسیر بازگشت به فیلتر برای جریان های نویز سوییچینگ که به سمت هادی زمین جاری می شوند، فراهم شود.

اگر اتصال به زمین مناسب فرکانس بالا بین صفحه ی کابل و فیلتر ایجاد نشود، این جریان ها به راحتی می توانند باقی کابین و

تجهیزات دیگری که در نزدیکی مدار موتور قرار دارند را آلوده کنند.

شکل 3  طراحی و کابل کشی داخلی کابین

رویکرد جعبه پاکیزه-آلوده

یک روش رایج و موثر برای محفظه های صنعتی و سایر محفظه ها این است که محفظه  به دو قسمت

آلوده و پاکیزه تقسیم شود شکل 4 . بخش پاکیزه می تواند برای جایگذاری تجهیزات الکترونیکی ای استفاده شود

که باید از محیط بیرون شیلد شوند. تمامی روزنه ها ی این قسمت از محفظه باید به شدت کنترل شوند. 

شکل4 کابین شیلد تقسیم شده به دو بخش آلوده/پاکیزه

سخت افزار رسانا [1]

در حالیکه گسکت های رسانا برای اتصال دو سطح موجود هستند، محصولات خاص تری برای هدف شیلدینگ داخل جعبه تمیز قرار میگیرد.

1-3-3-1) شیلد منفذ کابل [2]

شیلد تمامی کابل هایی که وارد محفظه می شوند یا از آن خارج می شوند باید به خوبی به دیوار محفظه متصل شده باشد.

(کابلهایی که شیلد نشده اندباید برای ورود و خروج از یک فیلتر عبور کنند).

این بدین معنی است که اتصال کامل 360 درجه باید دور کابل برقرار باشد.

خیلی از سازنده های سنتی کابل الان از اهمیت جنبه های EMC آشنا هستند و کابل هایی با مهر 

و موم مناسب EMC تولید می کنند.شکل5  یکی از رایج ترین ساختارها برای اتصال شیلد کابل است.  

نکاتی که برای انتخاب یک مجموعه کابل شیلد و مهر عبارتند از:

• سازگاری الکتروشیمیایی:

مواد مورد استفاده در مهره، محفظه و شیلد باید در مقابل خوردگی مقاوم باشند.

• سهولت مونتاژ؛ مخصوصا اگر تکنسین های غیر حرفه ای قرار است اقدام به مونتاژ کنند و یا محیط موجود محدود است.
• هدایت پذیری بین مفاصل مستقیما در موثر بودن شیلدینگ تاثیر دارد.

شکل 5 ساختار مونتاژ شیلدینگ کابل

پنل تهویه (هانی کامب):

محفظه هایی که کاملا شیلد شده اند غالبا نیاز به تهویه دارند.

پنل های لانه زنبوری به راحتی در دیوار محفظه تنطیم می شوند که علاوه بر ایجاد تهویه شیلدینگ موثری را در مقایسه

با یک صفحه ی پر از سوراخ ایجاد میکنند( فرکانس قطع موجبری مناسب)، البته ضخامت بیشتری دارند و هزینه ی آنها نیز بالاتر است.

شکل 6 پنل تهویه لانه زنبوری

نصب و نگهداری محفظه های شیلد شده

روزنه ها و پنجره های موجود در محفظه می تواند یه شدت میزان شیلدینگ را تحت تاثیر قرار دهد، بنابراین بسیار مهم است

که اطمینان حاصل شود تاثیر این المان ها در پروسه ی نصب و راه اندازی بدتر نشود.

پیوستگی اتصالات باید تماما باقی بماند.

تمامی سطوحی که قرار است متصل شوند نباید زنگ خورده و یا رنگ زده شده باشند.

در صورتیکه محیط موجود احتمال ایجاد زنگ زدگی در سیستم را دارد، باید به خوبی نگهداری شود.

درها و صفحات که قرار است با گسکت ها اتصال یابند باید به خوبی نصب شوند و دچار آسیب در ناحیه ی اتصال نشوند و

در صورت نیاز باید به طور متناوب چک شده و تمیز شوند.

شکل 7 نگهداری شیلدینگ محفظه

[1]Conductive hardware

[2]Cable penetrations