鐵路客車屏蔽室設(shè)計(jì)

徐言兵 于福寶

鐵路客車屏蔽室設(shè)計(jì)

徐言兵 于福寶

鐵路客車屏蔽室的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是屏蔽車窗、屏蔽車門、空調(diào)風(fēng)道屏蔽風(fēng)口。闡述和分析屏蔽車窗設(shè)計(jì)原則，提出3種技術(shù)方案并進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)比較；分析屏蔽車門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)特點(diǎn)和安裝；分析空調(diào)風(fēng)道屏蔽通風(fēng)波導(dǎo)窗的作用、結(jié)構(gòu)和安裝。

鐵路客車；屏蔽室；屏蔽車窗；屏蔽車門；空調(diào)風(fēng)道屏蔽

1 概述

根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)的特種客車設(shè)有勤務(wù)保障室、通信保障室和值班室，并要求將其設(shè)計(jì)為電磁屏蔽區(qū)域。屏蔽區(qū)域的性能能否滿足技術(shù)規(guī)格書的要求是客車設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。技術(shù)規(guī)格書中要求客車屏蔽區(qū)域設(shè)計(jì)達(dá)到GJBZ 20219—1994《軍用電磁屏蔽室通用技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法》中的B級(jí)屏蔽性能要求，并符合GB 12190—1990《高性能屏蔽室屏蔽效能設(shè)計(jì)方案》要求。B級(jí)屏蔽效能要求見(jiàn)表1，屏蔽區(qū)域屏蔽效能檢測(cè)要求見(jiàn)表2。

鐵路客車上設(shè)計(jì)屏蔽室無(wú)資料可借鑒。根據(jù)屏蔽區(qū)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)調(diào)研分析，確定了屏蔽車窗、屏蔽車門、空調(diào)風(fēng)道屏蔽風(fēng)口是客車屏蔽室設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

2 屏蔽車窗

設(shè)計(jì)原則是在保證客車側(cè)墻厚度、鋼結(jié)構(gòu)窗口尺寸與普通25型客車一致情況下，滿足屏蔽性能要求。針對(duì)有限的車體結(jié)構(gòu)空間進(jìn)行分析，提出屏蔽車窗的3種技術(shù)方案。一是全新的屏蔽車窗。放棄現(xiàn)有的25型客車車窗結(jié)構(gòu)，按技術(shù)規(guī)格書和相關(guān)屏蔽標(biāo)準(zhǔn)，在中空玻璃中增設(shè)導(dǎo)電屏蔽絲網(wǎng)，保證車窗的電磁屏蔽性能。二是在現(xiàn)有25型客車車窗的外層加設(shè)導(dǎo)電屏蔽絲網(wǎng)，在普通車窗外設(shè)計(jì)屏蔽車窗達(dá)到屏蔽性能。三是保持普通25型客車車窗結(jié)構(gòu)，在車內(nèi)靠車窗位置增加單獨(dú)的屏蔽車窗。3種技術(shù)方案優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表3。

特種客車是單車設(shè)計(jì)生產(chǎn)，在客車設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本不能大幅度增加的同時(shí)，還要滿足客戶要求，通過(guò)分析比較選擇了方案3。屏蔽車窗見(jiàn)圖1。

屏蔽車窗主要結(jié)構(gòu)為普通25型客車車窗，由單獨(dú)屏蔽車窗和車窗內(nèi)飾框組成。單獨(dú)屏蔽車窗由導(dǎo)電屏蔽絲網(wǎng)、2層5 mm厚的鋼化玻璃、金屬車窗框體等組成。導(dǎo)電絲網(wǎng)采用專用絲網(wǎng)，其徑向、緯向目數(shù)不少于80目（25．4 mm）。目數(shù)多少取決于屏蔽效能要求和透光率要求。目數(shù)越多屏蔽效能越高，透光率越低；目數(shù)越少屏蔽效能越低，透光率相對(duì)較高。

屏蔽車窗安裝要求屏蔽車窗中的導(dǎo)電屏蔽絲網(wǎng)應(yīng)與客車車體鋼結(jié)構(gòu)緊密接觸，與鋼結(jié)構(gòu)接觸的部位不得涂刷油漆、瀝青漿等防銹絕緣物質(zhì)。因此，屏蔽車窗設(shè)計(jì)時(shí)，在金屬車窗框體4邊，每邊留出長(zhǎng)約100 mm的導(dǎo)電屏蔽絲網(wǎng)。屏蔽車窗安裝時(shí)，采用不銹鋼金屬固定件（或黃銅等金屬材料）固定。

屏蔽車窗設(shè)計(jì)巧妙地利用了普通25型客車車窗，在原鋁合金內(nèi)飾框型材斷面不改變的基礎(chǔ)上，采用機(jī)械加工將型材斷面翻邊長(zhǎng)度去掉25 mm，設(shè)計(jì)成整體屏蔽車窗，既降低了成本，又滿足了屏蔽區(qū)域屏蔽性能的要求。

表1 B級(jí)屏蔽效能要求

表2 屏蔽區(qū)域屏蔽效能檢測(cè)要求

表3 3種技術(shù)方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

圖1 屏蔽車窗示意

3 屏蔽車門

為滿足屏蔽區(qū)域的屏蔽要求，在客車縱向方向的屏蔽區(qū)域與兩邊的非屏蔽區(qū)域設(shè)計(jì)了屏蔽墻。屏蔽墻采用鋼板和鋼梁與車體橫向鋼結(jié)構(gòu)斷面采用滿焊焊接，以達(dá)到屏蔽目的。為使客車美觀，在屏蔽墻的外側(cè)增加了裝飾間壁，間壁板采用普通膠合板，表面敷貼三聚氰胺塑料貼面板材料，與車內(nèi)裝飾材料一致，車內(nèi)美工裝飾統(tǒng)一、美觀、大方。采用機(jī)螺絲將間壁板固定到屏蔽墻上，固定時(shí)如機(jī)螺絲折斷，必須取出重新固定；如果無(wú)法取出，機(jī)螺絲斷裂部分必須將屏蔽墻鋼結(jié)構(gòu)孔眼堵嚴(yán)，與屏蔽墻緊密接觸，否則將降低屏蔽室的屏蔽效能。

屏蔽墻上的進(jìn)出門必須采用屏蔽門，屏蔽門結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。屏蔽門中的插刀式密閉屏蔽結(jié)構(gòu)是在門體3邊留有金屬體槽的門框上帶有反向金屬體槽，并在體槽內(nèi)預(yù)先設(shè)置通長(zhǎng)的彈簧刀片，屏蔽門關(guān)閉后彈簧刀片緊緊壓住門體槽邊金屬體，達(dá)到屏蔽電場(chǎng)、磁場(chǎng)、平面波的目的。安裝折頁(yè)的一邊不留金屬體槽，但必須保證屏蔽門關(guān)閉后，門體的金屬體與門框金屬體緊密接觸，保證屏蔽性能。

為保證屏蔽門開(kāi)關(guān)靈活、無(wú)聲響、無(wú)卡滯，關(guān)鍵是屏蔽門體與門框體的配合。按普通折頁(yè)門安裝，必將造成屏蔽失效或出現(xiàn)車門卡滯、聲響等現(xiàn)象。因此，將門體與門框設(shè)計(jì)在一起，要求屏蔽門在車下組裝調(diào)配好后安裝。門框金屬體上4邊帶有伸出的金屬板，將其與屏蔽墻的金屬板滿焊。

屏蔽門上的屏蔽窗采用金屬絲網(wǎng)屏蔽窗，屏蔽效能取決與金屬絲網(wǎng)的密度，典型的編織金屬絲網(wǎng)為每英寸80～150根金屬絲，透光率達(dá)到65%～98%。

屏蔽門上的通風(fēng)窗采用波導(dǎo)通風(fēng)窗，其作用是在屏蔽電磁場(chǎng)的條件下，保證屏蔽區(qū)域的內(nèi)外通風(fēng)。波導(dǎo)通風(fēng)窗由許多小波導(dǎo)組成的截止波導(dǎo)束構(gòu)成，波導(dǎo)由蜂窩芯材或其他金屬材料構(gòu)成，形狀通常有圓形、方形和六角形，其衰減能力由波導(dǎo)層厚度和波導(dǎo)孔徑大小決定。波導(dǎo)通風(fēng)窗的衰減能力應(yīng)與屏蔽室的指標(biāo)相適應(yīng)，一般情況下，截面形狀設(shè)計(jì)制作為六角形，因?yàn)樵谕人p能力條件下，六角形波導(dǎo)通道面積大于方形，擴(kuò)大了通風(fēng)面積，減少了換氣阻力。

4 空調(diào)風(fēng)道屏蔽

為滿足客車工作環(huán)境舒適性要求，根據(jù)技術(shù)規(guī)格書要求，屏蔽的同時(shí)屏蔽區(qū)域需要空調(diào)送風(fēng)，鋼結(jié)構(gòu)屏蔽墻上需留有空調(diào)風(fēng)道開(kāi)口。因此，在鋼結(jié)構(gòu)屏蔽墻上增加屏蔽室專用通風(fēng)波導(dǎo)窗，其原理、結(jié)構(gòu)與屏蔽門上的波導(dǎo)通風(fēng)窗一致。

空調(diào)風(fēng)道屏蔽是在屏蔽墻上的空調(diào)風(fēng)道通過(guò)部位預(yù)留安裝通風(fēng)波導(dǎo)窗的開(kāi)口。組裝后的波導(dǎo)窗周邊留有伸出的金屬鋼板，將其與屏蔽墻的鋼結(jié)構(gòu)滿焊，在專用通風(fēng)波導(dǎo)窗兩端制作與空調(diào)風(fēng)道相連接的法蘭盤，以便連接，達(dá)到空調(diào)風(fēng)道屏蔽。室內(nèi)風(fēng)口采用鋁合金百頁(yè)窗裝飾。按波導(dǎo)窗的設(shè)計(jì)安裝方式，電線電纜通過(guò)屏蔽墻通道，穿過(guò)波導(dǎo)窗的波導(dǎo)孔。

5 結(jié)束語(yǔ)

特種客車設(shè)計(jì)生產(chǎn)完成后，經(jīng)客戶檢驗(yàn)和測(cè)試，達(dá)到技術(shù)規(guī)格書與地面屏蔽室的屏蔽要求，完全符合GJBZ 20219—1994《軍用電磁屏蔽室通用技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法》中的B級(jí)屏蔽要求和GB 12190—1990《高性能屏蔽室屏蔽效能設(shè)計(jì)方案》要求，得到客戶好評(píng)和認(rèn)可。

徐言兵：南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司技術(shù)中心，?高級(jí)工程師，山東?青島，266111

于福寶：南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司技術(shù)中心，?高級(jí)工程師，山東?青島，266111

責(zé)任編輯葛化一

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