[发明专利]大型屏蔽体低频脉冲强磁场屏蔽效能测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种大型屏蔽体的低频脉冲强磁场屏蔽效能测试系统及测试方法，测试系统包括依次连接的直流高压发生器、充电开关、限流电阻、可调电容、放电开关、可调电阻、可调电感、大型螺旋线圈，以及测量脉冲电流的罗氏线圈、脉冲电压光纤传输系统、脉冲磁场光纤测量系统、光纤、光电转换系统、屏蔽柜和示波器，直流高压发生器给可调电容充电到给定电压后，由放电开关将脉冲电容储存的能量对大型螺旋线圈放电，产生低频脉冲强磁场，被测屏蔽体置于大型螺旋线圈内，同时测量大型螺旋线圈内流过的脉冲电流和被测屏蔽体内的脉冲磁场，由测量数据计算其脉冲磁场屏蔽效能。

技术领域

本发明涉及电磁场屏蔽效能测试领域，具体涉及一种大型屏蔽体的低频脉冲强磁场屏蔽效能测试系统及测试方法。

背景技术

核武器爆炸产生的强电磁脉冲可以通过介质穿透、管线耦合、孔缝耦合以及天线耦合等多种途径进入地下工程内部而造成破坏。尤其是核武器地面爆炸条件下，由于爆炸环境的极度不对称性，其产生的电磁脉冲也最为强烈，能在地表产生磁感应强度峰值达数百高斯、脉冲持续时间达到毫秒级、主能谱范围在10Hz～100kHz之间的低频低阻抗脉冲强磁场，这种低频成分丰富的强电磁能量能够穿透数百米的岩体而进入地下工程内部，可直接对电磁敏感设备造成损伤，对地下防护工程构成了严重威胁。

为了抑制脉冲磁场对电子设备的影响，通常采用屏蔽措施，设置一个屏蔽装置对电子设备进行屏蔽以保护电子设备。常用的屏蔽装置包括屏蔽室、屏蔽柜和屏蔽箱等。而屏蔽装置对脉冲磁场的屏蔽效能要经过测试才能知道其屏蔽效能是否达到设计和使用要求。

由于难以产生大范围的均匀磁场，以往对大型屏蔽体脉冲磁场屏蔽效能的测量常利用便携式小型测试系统进行局部测量，与实际环境有所不同，所测得的屏蔽效能只能近似参考，并不真正代表被测屏蔽体的屏蔽效能。再者，由于地面核爆炸产生的脉冲磁场频率低，能量主要集中在低频，而目前采用的频域测试方法(GB/T 12190-2006)无法完全表征屏蔽体低频脉冲磁场的屏蔽效能。另外，由于地面核爆炸产生的脉冲磁场强度大，已经可以使一定条件和状态下的钢板等高导磁材料出现饱和效应，从而影响屏蔽体的屏蔽效能。文献CN104865468B给出了同时测量脉冲电场和脉冲磁场的屏蔽效能测量装置和方法，但该装置的脉冲磁场是由有界波模拟器产生的，限于其磁场产生机理，有界波模拟器中产生的脉冲磁场一般达不到使屏蔽体进入磁饱和的强度，因而得不到屏蔽体的磁饱和特性。目前，大型屏蔽体的磁饱和特性也因为没有大型强磁场源而无法开展试验研究，只能进行非常粗略的估计或定性分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大型低频脉冲强磁场屏蔽效能测试系统及测试方法，该测试系统可有效模拟地面核爆炸产生的低频脉冲强磁场环境，对大型(≤3.5m³)屏蔽体进行整体低频脉冲强磁场屏蔽效能测量，配合测试方法可得到真实可靠的测量结果，并且便于研究屏蔽体的磁饱和特性，为低频脉冲强磁场防护提供设计依据。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：