屏蔽导线屏蔽层处理技术研究

1 引言

在电子设备朝着多元化、小型化快速发展的当下，各类电子元件与系统的集成度不断提高。然而，电子设备的工作环境日益复杂，电磁辐射和电磁干扰问题愈发突出。电磁干扰不仅会影响电子设备的正常运行，降低信号传输质量，严重时甚至导致设备故障[1]。因此，增强电子设备的抗电磁干扰能力成为电子专用设备装调工作中的关键环节。

采用屏蔽导线是电磁干扰防护最常用的方法之一，屏蔽导线通过金属屏蔽层（铝箔、铜编织网）反射 / 吸收外部电磁波，并利用趋肤效用抑制高频干扰，能够有效地防止外部电磁干扰进入导线，同时也阻止内部信号辐射出去，干扰其他设备的工作。在电子设备装调过程中，屏蔽线的选择与应用尤为重要，不同结构、参数的屏蔽线抗干扰性能存在显著差异 [2]。当屏蔽线缆出现破损时，其屏蔽层抑制电磁耦合的能力就会大幅下降，导致线缆中传输信号质量变差，严重时可能引起系统级故障 [3]。本文将围绕屏蔽线的抗干扰能力对比、屏蔽线疏密程度影响、参数分析以及屏蔽线处理工艺等方面展开研究，为电子专用设备装调提供科学的抗干扰解决方案。

2 屏蔽导线的选择

屏蔽导线由内部导体、绝缘层和外部金属屏蔽层组成。金属屏蔽层通常采用铜编织网、铝箔等材料，通过接地的方式将屏蔽层上感应的干扰电流引入大地，从而实现对电磁干扰的屏蔽。屏蔽线既能有效抑制电场干扰，也能对磁场干扰起到一定的屏蔽作用，尤其在高频电磁环境下，屏蔽线的屏蔽效果较为显著。常见的屏蔽线类型包括单层屏蔽线和双屏蔽线。此外，根据屏蔽层材料和结构的不同，还有不同规格的屏蔽线。如图 1 所示：

图1 左：单层屏蔽线结构示意图；右：双屏蔽线结构示意图

为探究不同类型屏蔽线的抗干扰能力，设计如下实验：在相同的高频电磁干扰环境（频率 1GHz，场强 10V/m ）下，使用单层屏蔽线、双屏蔽线传输模拟信号，通过频谱分析仪测量接收端信号的信噪比（SNR），结果如下表所示。实验结果表明，在高频电磁干扰环境下，双屏蔽线的抗干扰能力明显优于单层屏蔽线。

表1 屏蔽线类型对屏蔽性能的影响

屏蔽线的屏蔽层疏密程度，通常用编织密度来衡量。编织密度越高，屏蔽层的覆盖面积越大，对电磁干扰的屏蔽效果越好。从电磁学原理来看，更密集的屏蔽层能够提供更多的路径将干扰电流引入大地，减少干扰信号穿透屏蔽层进入内部导体的概率 。选取编织密度分别为 60% 、 80% 、 90% 的铜编织网屏蔽线，在低频（ 100kHz ）和高频（1GHz）电磁干扰环境下测试其屏蔽效能，实验数据如下表所示。实验数据显示，无论是低频还是高频环境，随着编织密度的增加，屏蔽线的屏蔽效能均有所提升，且在高频环境下，编织密度对屏蔽效能的影响更为显著。

表2 编织密度对屏蔽性能的影响

屏蔽线的关键参数包括屏蔽层材料、编织密度、线径、特性阻抗等。屏蔽层材料决定了屏蔽线的导电性能和屏蔽能力；编织密度影响屏蔽效能；线径影响信号传输的损耗和承载电流的能力；特性阻抗则与信号传输的匹配性密切相关。

在高频电磁干扰环境下，优先选择屏蔽层为铜编织网且编织密度高的屏蔽线，以获得更好的屏蔽效果；在低频环境下，可根据实际需求选择合适编织密度的屏蔽线。 对于高速数字信号传输，应选择特性阻抗匹配的屏蔽线，减少信号反射和损耗；对于模拟信号传输，重点关注屏蔽线的屏蔽效能，避免外界干扰对信号质量的影响。在电子设备小型化的趋势下，若安装空间有限，可选择线径较细但能满足信号传输要求的屏蔽线，同时保证其屏蔽性能。

3 屏蔽导线屏蔽层处理

当屏蔽导线出现破损时，其抑制电磁耦合的能力会减弱，破损严重时甚至会造成短路。在屏蔽导线的屏蔽层处理过程中有几率造成导线损伤，因此选择合适的屏蔽导线屏蔽层处理方法尤为重要。屏蔽导线的屏蔽层处理方法有抽出法和分散剥离法，因抽出法在加工过程中对导线绝缘层和金属屏蔽层的损伤几率小，且效率高，所以加工中应首选抽出法；在屏蔽导线的屏蔽层编织较密，抽出法难以实施时，再选择分散剥离法。

采用抽出法进行屏蔽导线屏蔽层处理，具体步骤如图 2。第一步：剥去导线外绝缘层；第二步：将屏蔽层向后推，在屏蔽层根部形成松弛区域；第三步：在导线外绝缘层上方 _1-2mm 处的屏蔽层处，从两股交叉金属编织丝线的交界处取一点，用镊子从此点处将屏蔽层轻轻向四周进行推拨形成小孔；第四步，用镊子夹住导线的内绝缘层两侧，将导线弯折，用镊子把屏蔽层轻轻下压以扩大小孔；第五步；将镊子背部伸至导线内绝缘层下，用手将屏蔽层向下推；第六步，用镊子背部将导线向上挑出；第七步，挑出至一定程度后，可以用手将导线全部拉出；第八步，自检挑出的导线，导线绝缘层和屏蔽层不得有损伤。

图2 抽出法

针对屏蔽层较密的导线，采用分散剥离法进行操作，具体步骤如图 3。如下第一步：用镊子将屏蔽金属丝端头沿屏蔽编织纹理向导线绝缘层外侧四周拨散呈喇叭状； 第二步：用镊子将散开的屏蔽丝顺着屏蔽编织纹理继续往下打散，直至到要求的位置；第三步：从打散的屏蔽金属丝根部任选一点，用镊子沿着编织纹理将屏蔽金属丝拨开，并将所有金属丝汇集到一起后，捋直；第四步：将散开的屏蔽丝以 45^∘ 左右的方向进行手工绞合，绞合时不宜过紧，

以免使剥离后的屏蔽金属丝出现断丝现象。

图3 分散剥离法

屏蔽层处理过程中均要求不能损伤导线绝缘层和屏蔽层。绝缘层破损后，导线与地接触，形成低阻抗通路，此时电流绕过正常负载路径，直接流向大地，导致短路后，其流急剧增大。破损的绝缘层会吸附环境中的水分子或污染物，形成导电通道，水分子本身具有离子导电性，而污染物中的金属粒子或化学物质会进一步降低绝缘电阻，加速漏电流的泄露。绝缘层破损处会因几何形状突变导致电场强度局部升高，引发电晕放电或局部放电。持续放电会碳化绝缘材料，形成导电碳化通道。

4 结论

在电子设备装调过程中，屏蔽线作为重要的抗干扰元件，其类型选择、疏密程度、关键参数以及处理工艺都对电子设备的抗干扰性能有着重要影响。通过对比不同类型屏蔽线的抗干扰能力，分析屏蔽线疏密程度对屏蔽效能的影响，并结合规范的屏蔽层处理工艺，能够有效提升电子设备的抗干扰能力，保证电子设备在复杂电磁环境下的稳定运行。未来，随着电子技术的不断发展，对屏蔽线抗干扰性能的研究将持续深入，以适应电子设备更高的性能要求。

参考文献：

[1] 李晓露 . 飞机线缆屏蔽层破损对屏蔽效能影响的研究 [D]. 中国民航大学,2020.

[2] 曾清 . 屏蔽电缆单端接地与双端接地电容效应仿真研究 [J]. 电子产品世界 ,2023,412(05):89-92.

[3] 翟禹尧 , 郭纲 , 王子亦 . 飞机电缆绝缘缺陷检测 [J]. 现代防御技术 ,2017,45(03):208-214

作者简介：王静（1984 年11 月-），女，汉族，陕西西安人，中国电子科技集团公司第二十研究所，一级/ 高级技师。