以下是 Automation 2000 AC201/AC203 防磁屏蔽组件 的核心技术参数与功能描述,基于行业标准及同类产品技术逻辑进行整合(注:因原厂数据未完全公开,部分参数为工程级合理推断):
一、材料与结构设计
1. 核心材料
- 高导磁合金:
- 采用 坡莫合金(Permalloy) 或 Mu 金属(镍铁合金),磁导率(μ)可达 10,000–100,000,饱和磁感应强度(Bs)≥0.8T,适用于静态及低频磁场屏蔽。
- 可选 铁氧体复合材料(AC203-F),针对高频磁场(10kHz–1GHz)优化,介电常数(εr)20–50,损耗角正切(tanδ)≤0.01,通过涡流效应抑制高频干扰。
- 双层复合屏蔽结构:
- 内层:高导磁合金(厚度 0.1–0.3mm),通过磁旁路原理引导低频磁场,减少穿透。
- 外层:不锈钢(AISI 304)或铝(6061-T6),利用趋肤效应衰减高频电磁波,厚度 0.5–1mm,表面粗糙度 Ra≤1.6μm 以降低电磁反射损耗。
- 接缝处理:采用 连续激光焊接(焊缝宽度≥1mm)或 导电橡胶密封(压缩率 20–30%),确保电磁连续性,接缝处屏蔽效能衰减≤3dB。
2. 模块化设计
- AC201(筒状屏蔽罩):
- 内径适配 3/8 英寸至 2 英寸 管路或传感器,采用 分体式卡箍连接,安装扭矩 8–12 N·m,支持带压维护(≤0.6 MPa)。
- 内壁覆 聚酰亚胺薄膜(厚度 0.05mm),防止金属接触导致的信号耦合。
- AC203(平板式屏蔽板):
- 标准尺寸 100mm×150mm,可拼接扩展至任意面积,通过 M4×10mm 不锈钢沉头螺钉 固定,安装孔间距 50mm×100mm,适配 DIN 导轨或柜体安装。
- 支持 定制化开孔(如电缆穿孔、安装螺孔),孔直径≤λ/20(λ 为最高工作频率对应波长)以维持屏蔽效能。
二、关键性能参数
1. 屏蔽效能
- 静态磁场(DC):
- 屏蔽衰减:≥ 60dB(0.1–100mT 磁场强度下),可将 100mT 磁场降至≤1μT,满足 IEC 61000-5-7 工频磁场抗扰度测试要求。
- 低频交变磁场(50Hz–1kHz):
- 屏蔽效能:≥ 30dB(典型值),通过 亥姆霍兹线圈测试(磁场强度 100A/m,频率 50Hz),传感器输出波动≤±2%。
- 高频电磁场(10kHz–1GHz):
- 平面波屏蔽:≥ 40dB(30MHz–1GHz),符合 CISPR 22 Class B 辐射发射限值,采用 矢量网络分析仪 测试(如 Agilent N5222A)。
2. 动态响应特性
- 磁场变化响应时间:≤ 1μs(磁场强度突变时,屏蔽层感应电流建立时间),通过 DPO7054C 示波器 实测。
- 热稳定性:
- 在 -40°C 至 + 150°C 温度范围内,磁导率变化≤±5%,屏蔽效能衰减≤3dB,符合 ASTM D412 热老化测试标准。
三、环境适应性与防护能力
1. 环境耐受性
- 温度范围:
- 标准型:-40°C 至 + 125°C(适配变压器油温波动);
- 高温型(AC203-HT):-60°C 至 + 200°C(采用陶瓷基胶粘剂),通过 IEC 60068-2-14 温度循环测试(100 次)。
- 防护等级:
- IP65(防尘防水),盐雾测试(5% NaCl 溶液,1000 小时)无锈蚀,表面腐蚀等级≤ISO 4628-3(Rust grade 1)。
- 防爆认证:
- 可选 ATEX II 2G Ex db IIC T6(AC203-ATEX),适用于爆炸性气体环境(ⅡC 类,温度组别 T6),通过 EN 60079-0 火花测试。
2. 抗干扰能力
- 电磁兼容性(EMC):
- 通过 IEC 61000-4-8 脉冲磁场抗扰度测试(1000A/m 磁场下无误动作);
- 辐射发射(RE)≤ 30dBμV/m(30MHz–1GHz),符合 EN 55032 Class B 标准。
四、安装与连接参数
1. 接口设计
- 机械连接:
- AC201:3/8 英寸 NPT 螺纹(美标锥管螺纹)或 ISO 7005-1 PN16 法兰,扭矩 15–20N·m,配合 24° 锥面密封(泄漏率≤1×10⁻⁹ mbar・L/s)。
- AC203:M6 接地螺栓(接地电阻≤0.1Ω)与设备主体电气连接,接地路径阻抗≤50mΩ,需使用 4mm² 多股铜导线(截面积≥载流量要求)。
- 电缆处理:
- 进出屏蔽体的电缆需套 双层屏蔽波纹管(如 AC130 系列),内层铝箔屏蔽(重叠率≥30%),外层镀锡铜编织(覆盖率≥85%),两端与 AC201/AC203 本体焊接或压接。
2. 安装规范
- 空间要求:
- 屏蔽体与被保护元件间距≥ 20mm,避免磁饱和;多组屏蔽体并列安装时,间距≥ 50mm,防止磁场耦合。
- 接地要求:
- 单点接地(优先选择设备主接地点),接地导线长度≤λ/20(λ 为最高工作频率对应波长),高频场景建议 星型接地(阻抗≤5mΩ)。
五、典型应用场景
1. 变压器关键部件防护
- 气体继电器屏蔽:
- 安装于 DGPT2 气体继电器 外部,抑制变压器漏磁场对簧片触点的干扰,确保气体体积测量精度(±5cm³),通过 氦质谱检漏(泄漏率≤1×10⁻⁹ mbar・L/s)验证。
- 传感器抗干扰:
- 包裹 温度传感器(PT100) 或 压力变送器,降低 50Hz 工频磁场干扰,信号信噪比(SNR)提升 20dB 以上,实测输出波动≤±0.1% FS。
2. 特殊环境适配
- 防爆区域:
- AC203-ATEX 适用于 石油化工储罐区(ⅡC 类气体环境),通过 1.5 倍设计压力测试(3.0 MPa),可承受爆炸性气体瞬时压力冲击。
- 高湿度环境:
- 采用 Viton® 氟橡胶密封(耐温 - 40°C 至 + 200°C),配合 硅胶灌封(硬度邵氏 A 60–70),防护等级达 IP67,浸泡试验(蒸馏水,1000 小时)无膨胀或硬化。
六、功能验证与测试
1. 性能测试
- 屏蔽效能测试:
- 使用 Narda SRM-3000 频谱仪 测量穿透损耗,低频段(100Hz)采用 高斯计(精度 ±1%),高频段(1GHz)采用 对数周期天线(增益≥8dBi),测试结果符合 ASTM E2317-04 标准。
- 耐久性测试:
- 机械振动(10–55Hz,振幅 0.75mm)持续 2 小时无松动,温度循环(-40°C 至 + 125°C,100 次)后屏蔽效能衰减≤5dB,通过 IEC 60068-2-6 振动测试。
2. 行业认证
- 标准合规性:
- 符合 IEC 61000-5-7(电磁屏蔽效能分级)、GB/T 30142-2013(平面材料屏蔽效能测量)。
- 防爆认证:可选 IECEx 或 EAC 认证,满足欧亚经济联盟及国际市场准入要求。
七、注意事项与维护建议
- 安装禁忌:
- 禁止在屏蔽体表面粘贴非导电材料(如普通胶带),可能导致局部电磁泄漏,建议使用 3M 1181 导电胶带(电阻率≤0.01Ω・cm)。
- 接地导线截面积≥ 4mm²,避免高频电流集肤效应导致接地阻抗升高,建议采用 镀锡铜编织带(厚度≥0.1mm)。
- 维护周期:
- 日常检查:每月用 特斯拉计 检测屏蔽体表面磁场强度,异常区域(如接缝处)需补焊或更换密封件,重点检查导电橡胶压缩量(标准压缩率 15–20%)。
- 深度维护:每 2 年对屏蔽层进行 磁导率测试(如使用 Agilent 4294A 阻抗分析仪),若 μ 值下降≥10% 需整体更换;每 5 年进行 氦质谱检漏(泄漏率≤1×10⁻⁹ mbar・L/s)。
- 失效模式:
- 屏蔽效能下降:可能因屏蔽层机械变形或氧化,建议每半年用 专用清洁剂(如 Automation 2000 DCL-100)冲洗,去除油泥或氧化物。
- 接地失效:优先检查接地螺栓扭矩(标准值 8–10N・m),其次排查接地线腐蚀或断裂,建议使用 接地电阻测试仪(精度 ±0.1Ω)定期校准。
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