鐵路客車屏蔽室設計

徐言兵 于福寶

鐵路客車屏蔽室設計

徐言兵 于福寶

鐵路客車屏蔽室的設計關鍵是屏蔽車窗、屏蔽車門、空調風道屏蔽風口。闡述和分析屏蔽車窗設計原則，提出3種技術方案并進行優缺點比較；分析屏蔽車門的結構設計、技術特點和安裝；分析空調風道屏蔽通風波導窗的作用、結構和安裝。

鐵路客車；屏蔽室；屏蔽車窗；屏蔽車門；空調風道屏蔽

1 概述

根據客戶要求設計的特種客車設有勤務保障室、通信保障室和值班室，并要求將其設計為電磁屏蔽區域。屏蔽區域的性能能否滿足技術規格書的要求是客車設計成敗的關鍵。技術規格書中要求客車屏蔽區域設計達到GJBZ 20219—1994《軍用電磁屏蔽室通用技術要求和檢驗方法》中的B級屏蔽性能要求，并符合GB 12190—1990《高性能屏蔽室屏蔽效能設計方案》要求。B級屏蔽效能要求見表1，屏蔽區域屏蔽效能檢測要求見表2。

鐵路客車上設計屏蔽室無資料可借鑒。根據屏蔽區域的相關標準要求，經調研分析，確定了屏蔽車窗、屏蔽車門、空調風道屏蔽風口是客車屏蔽室設計的關鍵。

2 屏蔽車窗

設計原則是在保證客車側墻厚度、鋼結構窗口尺寸與普通25型客車一致情況下，滿足屏蔽性能要求。針對有限的車體結構空間進行分析，提出屏蔽車窗的3種技術方案。一是全新的屏蔽車窗。放棄現有的25型客車車窗結構，按技術規格書和相關屏蔽標準，在中空玻璃中增設導電屏蔽絲網，保證車窗的電磁屏蔽性能。二是在現有25型客車車窗的外層加設導電屏蔽絲網，在普通車窗外設計屏蔽車窗達到屏蔽性能。三是保持普通25型客車車窗結構，在車內靠車窗位置增加單獨的屏蔽車窗。3種技術方案優缺點比較見表3。

特種客車是單車設計生產，在客車設計生產成本不能大幅度增加的同時，還要滿足客戶要求，通過分析比較選擇了方案3。屏蔽車窗見圖1。

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

屏蔽車窗安裝要求屏蔽車窗中的導電屏蔽絲網應與客車車體鋼結構緊密接觸，與鋼結構接觸的部位不得涂刷油漆、瀝青漿等防銹絕緣物質。因此，屏蔽車窗設計時，在金屬車窗框體4邊，每邊留出長約100 mm的導電屏蔽絲網。屏蔽車窗安裝時，采用不銹鋼金屬固定件（或黃銅等金屬材料）固定。

屏蔽車窗設計巧妙地利用了普通25型客車車窗，在原鋁合金內飾框型材斷面不改變的基礎上，采用機械加工將型材斷面翻邊長度去掉25 mm，設計成整體屏蔽車窗，既降低了成本，又滿足了屏蔽區域屏蔽性能的要求。

表1 B級屏蔽效能要求

表2 屏蔽區域屏蔽效能檢測要求

表3 3種技術方案優缺點比較

圖1 屏蔽車窗示意

3 屏蔽車門

為滿足屏蔽區域的屏蔽要求，在客車縱向方向的屏蔽區域與兩邊的非屏蔽區域設計了屏蔽墻。屏蔽墻采用鋼板和鋼梁與車體橫向鋼結構斷面采用滿焊焊接，以達到屏蔽目的。為使客車美觀，在屏蔽墻的外側增加了裝飾間壁，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，與車內裝飾材料一致，車內美工裝飾統一、美觀、大方。采用機螺絲將間壁板固定到屏蔽墻上，固定時如機螺絲折斷，必須取出重新固定；如果無法取出，機螺絲斷裂部分必須將屏蔽墻鋼結構孔眼堵嚴，與屏蔽墻緊密接觸，否則將降低屏蔽室的屏蔽效能。

屏蔽墻上的進出門必須采用屏蔽門，屏蔽門結構見圖2。屏蔽門中的插刀式密閉屏蔽結構是在門體3邊留有金屬體槽的門框上帶有反向金屬體槽，并在體槽內預先設置通長的彈簧刀片，屏蔽門關閉后彈簧刀片緊緊壓住門體槽邊金屬體，達到屏蔽電場、磁場、平面波的目的。安裝折頁的一邊不留金屬體槽，但必須保證屏蔽門關閉后，門體的金屬體與門框金屬體緊密接觸，保證屏蔽性能。

為保證屏蔽門開關靈活、無聲響、無卡滯，關鍵是屏蔽門體與門框體的配合。按普通折頁門安裝，必將造成屏蔽失效或出現車門卡滯、聲響等現象。因此，將門體與門框設計在一起，要求屏蔽門在車下組裝調配好后安裝。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屏蔽窗，屏蔽效能取決與金屬絲網的密度，典型的編織金屬絲網為每英寸80～150根金屬絲，透光率達到65%～98%。

屏蔽門上的通風窗采用波導通風窗，其作用是在屏蔽電磁場的條件下，保證屏蔽區域的內外通風。波導通風窗由許多小波導組成的截止波導束構成，波導由蜂窩芯材或其他金屬材料構成，形狀通常有圓形、方形和六角形，其衰減能力由波導層厚度和波導孔徑大小決定。波導通風窗的衰減能力應與屏蔽室的指標相適應，一般情況下，截面形狀設計制作為六角形，因為在同等衰減能力條件下，六角形波導通道面積大于方形，擴大了通風面積，減少了換氣阻力。

4 空調風道屏蔽

為滿足客車工作環境舒適性要求，根據技術規格書要求，屏蔽的同時屏蔽區域需要空調送風，鋼結構屏蔽墻上需留有空調風道開口。因此，在鋼結構屏蔽墻上增加屏蔽室專用通風波導窗，其原理、結構與屏蔽門上的波導通風窗一致。

空調風道屏蔽是在屏蔽墻上的空調風道通過部位預留安裝通風波導窗的開口。組裝后的波導窗周邊留有伸出的金屬鋼板，將其與屏蔽墻的鋼結構滿焊，在專用通風波導窗兩端制作與空調風道相連接的法蘭盤，以便連接，達到空調風道屏蔽。室內風口采用鋁合金百頁窗裝飾。按波導窗的設計安裝方式，電線電纜通過屏蔽墻通道，穿過波導窗的波導孔。

5 結束語

特種客車設計生產完成后，經客戶檢驗和測試，達到技術規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要求和檢驗方法》中的B級屏蔽要求和GB 12190—1990《高性能屏蔽室屏蔽效能設計方案》要求，得到客戶好評和認可。

徐言兵：南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，?高級工程師，山東?青島，266111

于福寶：南車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心，?高級工程師，山東?青島，266111

責任編輯葛化一

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1672-061X（2014）04-0121-03