Экранирование помещения от электромагнитных излучений

Экранирование помещения от электромагнитных излучений

Современные способы защиты от электромагнитных полей.

Перспективные экранирующие материалы класса «Новафор».

ООО «ЛАОТЭК», АНО «Городской медико-социальный Центр».

Коды государственного рубрикатора научно-технической информации (ГРНТИ) статьи: 76.33.33 Коммунальная гигиена и гигиена окружающей среды. 86.33 Охрана труда по источникам опасности и методам защиты. 87.55.33 Электрические и магнитные поля и излучения. Исследование полей и излучений. Методы и средства борьбы.

Экранирование электромагнитных полей (ЭМП) является актуальной задачей защиты здоровья, информационной безопасности, электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии жилых помещений, защиты помещений для серверов и/или электронного оборудования.

Быстрое развитие телевидения и радиосвязи , мобильной сотовой связи, Интернета — вызывает все большее "загрязнение" окружающей среды. Весомый вклад вносят также бытовые электроприборы, электротранспорт и, безусловно, компьютеры. Наведенные электромагнитные поля все чаще вызывают сбои в работе ИТ-оборудования, влияют на качество связи,. Одновременно с этим, существует реальная возможность, с помощью специальной аппаратуры используя побочные электромагнитные излучения и наводки (т.н. ПЕМИН ) электронных приборов, снимать конфиденциальную информацию с серверов, вмешиваться в работу информационных систем, прослушивать переговоры или уничтожать данные на электронных носителях умышленно, а также по неосторожности.

Единственным физически обоснованным и надежным способом защиты от данных видов угроз является специальное экранирование компьютерных помещений или установка электронной техники в экранированные кабины. При кажущейся внешней простоте, данное решение позволяет, при учете особенностей распространения радиоволн и квалифицированном исполнении экраносооружения, добиться существенного ослабления фонового сигнала. Защитное экранирование помещений позволяет, кроме того, исключить вредное влияние на человека сильных электромагнитных полей от различных радиопередающих устройств и других средств электромагнитного излучения.

Мы углубленно изучаем новые научно-практические способы существенного ослабления воздействия электромагнитных полей, создаваемых какими-либо источниками, как на человека, так и на радиоэлектронные приборы. Традиционно для создания электромагнитного экрана или экранированного объема чаще применяются материалы в виде стальных, медных, алюминиевых листов, фольги. В последние годы применяются более современные гибкие композитные материалы в виде сетки, ткани или пленки. Например, запатентованные нами универсальные композитные материалы класса «Новафор» [1-6].

Экранирование технических средств обработки информации и помещений, в которых происходит прием, передача и обработка конфиденциальной информации, позволяет снизить уровни электромагнитных излучений до заданных величин.

Мы разрабатываем полный диапазон специального оборудования, такого как экранированные двери и окна , комнатные экраны и сборно-разборные экранированные кабины , электрические фильтры , фильтры сигнализации , вентиляционные фильтры , а также экранирующие материалы по линии ЭМС .

Данная тема весьма многоплановая, но, прежде всего, экранирование ЭМИ — это основа экологической безопасности и одно из самых действенных средств пассивной защиты объекта от утечки информации по техническим каналам.

Применение качественных электромагнитных экранов, например, на основе композиционного материала класса Новафор позволяет решать задачи эффективной защиты по электрической и магнитной составляющим поля объектов обработки, приема-передачи конфиденциальной информации; отдельных технических средств и компонентов вычислительной техники; приемной и радиопередающей техники; технических средств (ТС), имеющих повышенные уровни электромагнитных излучений; ТС, к которым предъявляются жесткие требования по уровням взаимных помех; ТС, создающих проблемы электромагнитной совместимости и проблемы индустриальных помех; задачи защиты персонала от повышенного уровня электромагнитных полей; задачи обеспечения надлежащей экологической обстановки вокруг работающих электроустановок и СВЧ-устройств и т.д.

Потребность в применении качественных электромагнитных экранов возникает практически во всех отраслях промышленности и у большого количества субъектов производственно-хозяйственного комплекса. В области информационной безопасности также существуют задачи, связанные с экранированием ЭМИ.

Так как защита информации от утечки — проблема, требующая постоянного внимания и своевременного качественного разрешения независимо от формы собственности предприятия или финансового и социального положения человека, на страницах специализированных изданий ей уделяется особое внимание. Однако большинство авторов статей, касаясь средств защиты информации от утечки по техническим каналам (средств защиты технических средств обработки закрытой информации, а также помещений, в которых обрабатывается такая информация), рассматривает исключительно активные методы защиты, которые заключаются в сокрытии информативных сигналов за счет шумовой или заградительной помехи с помощью генераторов шума или постановщиков помех.

В связи с бурным развитием в мире новейших технологий и производств технических средств различного назначения, включая средства приема-передачи и обработки информации, активные технические средства защиты информации быстро устаревают. При этом более мощная современная техника не может не наносить урон здоровью своих пользователей.

В сложившихся условиях нам представляется наиболее эффективным, долговечным, экологически чистым и абсолютно безвредным для пользователей использование новых отечественных пассивных средств защиты информации от утечки по техническим каналам, а именно — экранирование электромагнитных излучений, создание систем экранирования помещений, в которых обрабатывается закрытая информация, и систем экранирования технических средств обработки закрытой информации и их компонентов.

Так, например, экранирование помещений, в которых присутствуют элементы телекоммуникационных сетей, системы информационного обеспечения, контроля и управления, отдельные технические средства, а также помещений, используемых для приема, обработки и передачи конфиденциальной информации, позволит:

— защитить объект от несанкционированного съема информации по радиоканалу, каналу ПЭМИН, электроакустическому каналу;

Читайте также:  Прокладка газопровода по фасаду здания снип

— усилить защиту объекта от специально организованных, с применением различных технических средств, каналов утечки информации;

— устранить выход за пределы помещения информативных электромагнитных излучений и наводок излучающих компонентов оргтехники, оборудования и интерьера помещения;

— защитить находящихся в помещении пользователей, оргтехнику, радиоэлектронное оборудование от поражающего воздействия оружия направленной энергии.

— обеспечить биологическую защиту находящихся в помещении пользователей от воздействия повышенного уровня электромагнитных полей и направленных электромагнитных излучений;

Многозначность и сложность задач, существующих в области информационной безопасности, требуют применения многофункциональных качественных экранированных объемов и конструкций, предназначенных для работы в широком диапазоне частот с высоким коэффициентом экранирования и предусматривающих различные варианты использования.

Для производства таких экранированных объемов разработаны новые высокоэффективные радиоэкранирующие материалы: легкие, гибкие, удобные в монтаже. В том числе и материалы класса «Новафор». Из них могут изготавливаться рулонные гибкие экраны; рулонные тканые экраны; рулонные магнитные экраны; плитные оптически прозрачные экраны; гибкие оптически прозрачные экраны; рулонные экраны для защиты кабелей; экраны для защиты элементов ПК и РЭП.

Например, вес 1 кв.м. мягких электромагнитных экранов — от 0,2 кг; толщина мягкого электромагнитного экрана -от 0,8 мм. Вес 1 кв.м. рулонного оптически прозрачного экрана — от 0,5 кг; толщина рулонного оптически прозрачного экрана — от 0,7 мм, а коэффициент светопропускания — не менее 80%.

Плитные конструкционные оптически прозрачные экраны могут быть созданы на базе стекла (коэффициент светопропускания — не менее 75, коэффициент экранирования не менее 30 дБ в диапазоне частот — 30 МГц — 40 ГГц. Вес — не более 18 кг/ кв.м.).

Подобные материалы позволяют создавать эксклюзивные электромагнитные экраны для обеспечения потребностей любой из отраслей промышленности и производить многофункциональные высокоэффективные в широком диапазоне частот (от 50 Гц до 100 ГГц и более) мобильные экранированные объемы, такие как :

— портативные экранированные камеры;

— мобильные экранированные объемы и элементы;

— быстроразворачиваемые экранированные рабочие модули;

— оптически прозрачные экранированные модули и др.

Область применения экранирован­ных помещений, объемов и конструк­ций велика. Благодаря появлению мо­бильных экранированных объемов стала возможной защита от повышен­ного уровня электромагнитных излу­чений любых технических средств и объектов, включая временно занимае­мые (арендуемые) помещения; у поль­зователей появилась возможность са­мостоятельно оборудовать техничес­кое средство, требующее защиты; быс­тро разворачивать экранированные укрытия как на открытой площадке, так и внутри помещения.

Более того, универсальные мобильные экранированные объемы могут изготавливаться в со­ответствии с техническими и габарит­ными требованиями конкретного заказчика.

Если говорить об эффективной защите серверных помещений в офисах, решение таких задач требует обеспечение специализированной комплексного экранирования, как в других случаях, в соответствии со специальными требованиями и нормативами документами *:

Раньше для экранирования от электромагнитных излучений помещений, например, для размещения серверов, электронного оборудования и т.д., — изготавливали стальные панели толщиной 1,2-2,0 мм. Панели соединялись между собой контактной сваркой, а затем проваривались сплошным швом. Для предотвращения коррозии металла панели окрашивали с обеих сторон. Так, например,была разработана экранированная кабина типа "Гарант" , на которую было полученоТУ У31.6-24248667-004:2008. Несмотряна её дороговизну , конструкция кабины позволяет осуществлять ее монтаж в помещении без применения сварки, что позволяет, при необходимости, разобрать и перевезти ее на другой объект, где собрать заново. Такие кабины являлись приемлемым решением для защиты серверов в отделениях банков и фирм, в том числе и в тех, которые расположены в арендованных помещениях.

Следует отметить, что независимо от выбора материалов, система вентиляции экрансооружений имеет входной и выходной каналы. Эффективность электромагнитного экранирования достигается при помощи сотовых отверстий (волноводных фильтров). Система воздухообмена осуществляется кондиционером, внутренний блок которого должен размещаться вне помещения и путем воздуховодов осуществляется охлаждение воздуха. В экран помещения воздуховоды подсоединяются через диэлектрическую вставку и волноводный фильтр. Все линии электропитания, пожарной и охранной сигнализации фильтруются, разводка по помещению осуществляется в трубах или экранированной оплетке. Все линии локальной сети заводятся в металлических трубах, на концах труб устанавливаются специальные фильтры с радиопоглощающим материалом. Силовые и информационные вводы в помещение осуществляются через специальные фильтры.

Измерения затухания ПЕМИН (аттестация экрансооружений) производится после монтажа и по итогам обычно выдается протокол измерений и паспорт помещения.

Одним из путей проникновения электромагнитных помех во вторичные цепи является наличие емкостной и/или индуктивной связей между цепями. Ослабление связи достигается экранированием электромагнитных полей. Для ослабления электрического поля обычно используются конструкции из высокопроводящих материалов. Ослабление магнитного поля производят с помощью экранов из ферромагнитных материалов. Высокочастотные поля экранируют ферромагнитными материалами, либо высокопроводящими немагнитными материалами.

Как правило, такие материалы являются достаточно дорогими, поэтомуэкранирование помещений является дорогостоящим решением .

В последнее время появились композиционные материалы, которые могут быть эффективным и достаточно дешевым решением.

Настоящая работа посвящена исследованию экранирования с помощью прототипа композиционного материала «Новафор» на базе известного резистивного композита «ЭКОМ» .

Читайте также:  Как поставить картинку на виндовс 10

Прототипом являлся композиционный материал «ЭКОМ », который составляется из трех мелкодиспергированных компонентов: графит, окись железа, корунд и одного жидкого компонента: ортофосфорная кислота. Для усиления подавления ЭМП в материале желательно иметь более высокую электропроводность и магнитную проницаемость. С этой целью необходимо добавить компоненты, имеющие высокие магнитную проницаемость и электропроводность. При этом просто добавление графита неэффективно, т.к. сопровождается уменьшением механической прочности материала. Было предложено добавление железной руды на основе Fe 3 O 4 , SiO 2 , Al 2 O 3 в качестве магнитного компонента (

20) и графита, в качестве электропроводного элемента. При этом механическая прочность обеспечивалась дополнительными технологическими операциями: плитки из базового материала перемалывались, к перемолу добавляли графит и ортофосфорную кислоту [7]. Было получено, что ослабление электрического поля довольно значительно.

Методика измерений с помощью устройства "Защита" была аналогичной изложенной в [7]. Результаты представлены в таблице 1.

Удельное сопр., мОм.м.

Ослабление магнитного поля, дБ на частоте, МГц

Электромагнитное экранирование – способ снижения интенсивности электромагнитных волн до заданного уровня с помощью специального материалов, оборудования и технологических решений. Снижение интенсивности поля необходимо для защиты людей или техники от влияния электромагнитного излучения либо для предотвращения нежелательной утечки информации, которая может переноситься электромагнитным излучением.

Экранирование обеспечивается созданием специальных экранов, от которых излучение может отражаться, в которых оно может поглощаться или рассеиваться, либо комбинацией этих способов. Экраны образуют замкнутые объемы, которые охватывают или объект защиты от излучения, либо объект, излучение от которого должно быть подавлено. Кроме того, необходимы специальные решения для ввода в электромагнитный экран или вывода наружу различных линий инженерных или информационных коммуникаций.

Экранирование от ЭМИ – защита людей, техники, информации

Во всех странах законодательно задается допустимый уровень излучения, которому может подвергаться человек без опасения за его здоровье. Применение экранов позволяет снизить потенциально опасные для здоровья уровни излучения до безопасных.

Под воздействием интенсивных полей наблюдаются сбои в работе электроники. Помехи, создаваемые мощными полями, могут вывести из строя интегральные микросхемы и полупроводниковые элементы.

Становится возможным несанкционированный доступ к конфиденциальной информации. Интенсивное излучение позволяет задействовать специальные дистанционные устройства, считывающие данные в процессе работы компьютера. Непроизвольным передатчиком секретной информации может стать любой электронный гаджет, например, смартфон.

Преграду электромагнитному полю создает экран с высокой магнитной или электрической проводимостью, оборудованный вокруг защищаемого пространства или полости. В требуемых случаях экранируют источник излучения, чтобы предотвратить его распространение.

Правильно оборудованный защитный экран позволяет:

  • ограничить негативное воздействие на электронные и радиотехнические устройства;
  • организовать безопасное рабочее место для обслуживающего персонала;
  • исключить несанкционированное проникновение к конфиденциальной информации.

Прежде чем использовать тот или иной метод защиты экранированием, необходимо обследование объекта специалистами для создания проекта.

В ряде случаев необходимо исследовать объект с помощью специального оборудования.

В процессе исследования анализируются частотные параметры ЭМИ, измеряется его уровень в разных точках. Поручив эту процедуру специалистам «НТЦ Фарадей», заказчик получает инструментально точные результаты и квалифицированные рекомендации по организации эффективного экранирования.

От чего зависит эффективность экранирования

Уровень экранирования определяется показателем коэффициента экранирования. Коэффициент экранирования – отношение величин интенсивности электромагнитного поля до экрана и за экраном.

На эффективность действия экрана в совокупности влияют несколько факторов:

  • частотный диапазон электромагнитных полей;
  • степень электропроводимости используемых материалов;
  • показатель магнитной проницаемости материалов;
  • габариты и расположение экрана.

Все эти факторы необходимо учитывать при разработке проекта экранирования для каждого конкретного объекта.

Зависимость экранирования от частотного диапазона

Экранирование полей высокочастотного диапазона основано на отражении и поглощении электромагнитной волны при переходе из одной среды в другую. Электромагнитная волна, взаимодействуя с экраном, частично отражается его поверхностью, частично поглощается материалом экрана. Эти процессы приводят к потере энергии, ослаблению и затуханию волны.

При экранировании низкочастотных полей (так называемые магнитные поля) используют свойства так называемых магнитомягких материалов.

Для экранирования высокочастотных полей основное требование – высокая электропроводность материала экрана и отсутствие отверстий, щелей, плохого контакта элементов экрана. Даже небольшое отверстие при короткой длине волны превращается в так называемую щелевую антенну, в итоге пропускающую излучение через экран.

Элементы и сырье для экранирования

В производстве защитных экранов используются разнообразные материалы. Средством экранирования могут служить листовая медь, алюминий, сталь или фольга, а также современные специализированные ткани и сетки. Чем выше удельная проводимость материала экрана, тем эффективнее экранирование. Конкретное значение защитных способностей экрана зависит от конфигурации и объема помещения, площади оконных и дверных проемов, материала стен.

Для электромагнитного экранирования входящих/выходящих коммуникационных линий от помех извне и паразитных токов в систему интегрируются специальные фильтры.

Сырьем для изготовления экранирующих конструкций и приспособлений служат:

  • стальные и медные пластины — для сооружения корпусов, камер, внутренней облицовки помещений;
  • тонкая фольга из мягкомагнитных сплавов – защита аппаратуры;
  • металлические ленты и оплетки – экранирование кабелей;
  • металлизированные шланги – защита кабельных жгутов;
  • металлические соты – для организации экранов с воздухопроницаемыми свойствами;
  • тонкая проволочная сетка – экранирование оконных проемов.
Читайте также:  Керамогранит большого размера для стен

Надежное и качественное экранирование помещений и оборудования невозможно обеспечить без тщательного уплотнения оконных и дверных проемов, строительных стыков, всевозможных щелей и отверстий. В этих целях используются специальные материалы, которые в достаточной степени обладают такими качествами, как:

  • проводимость;
  • формуемость;
  • устойчивость к ЭМП разной интенсивности;
  • низкий уровень контактного сопротивления.

Данным требованиям соответствуют уплотнители, выполненные на основе силиконового каучука. Используются в экранах виде трубок, пластинок, кольцевидных шнуров.

Электромагнитная безопасность от «НТЦ Фарадей»

Создание условий для электромагнитной безопасности помещений, особенно в отношении защиты информации необходимо предусматривать на стадии проектных разработок. Технологии и материалы, используемые компанией «НТЦ Фарадей», позволяют выполнять качественное электромагнитное экранирование, как на стадии возведения объекта, так и уже существующих помещений, которые изначально не предназначались под специальное использование.

Специалисты компании разработают и реализуют уникальный проект экранов любой сложности по заказу и техзаданию заказчика:

  • цельносварные камеры и сборно-разборные камеры с требуемыми заказчику размерами;
  • экранирующие ворота и двери;
  • экраны-фильтры для оптоволокна;
  • специализированные стекла для отдельного наблюдения;
  • защитные материалы по линии ЭМС;
  • электрические фильтры (силовые и сигнальные);
  • вентиляционные фильтры.

Выполняется тестирование и постоянная техническая поддержка в процессе эксплуатации защитных систем электромагнитного экранирования.

Электромагнитным экраном называют инженерную конструкцию, предназначенную для ослабления или полного задержания (отражения) электромагнитных излучений, формируемых внешними источниками излучения.

Действие электромагнитного экрана как линейной системы определяется несколькими характеристиками, основной из которых является эффективность экранирования и выражается следующей формулой:

где Еэ и Нэ – напряженности электрического и магнитного полей, в какой-либо точке экранного пространства при наличии экрана и при его отсутствии.

Часто эффективность экранирования выражают в децибелах (дБ):

Эффективность экранирования рассчитывают исходя из требований норм уровней облучения людей. По найденному значению эффективности экранирования определяют материал и геометрические размеры экрана.

Эффективность экрана существенно зависит от характера источника поля. В свободном пространстве при r >>  / 2П, где r – расстояние от источника;  – длина волны (так называемая дальняя зона).

Е и Н – практически синфазы, и в этом случае говорят об электромагнитном экранировании. При r -6 Гн/м;

М – относительная магнитная проницаемость материала экрана;

f – частота поля, Гц (табл. 5.41).

Таблица 5.40. Модуль импеданса воздушного диэлектрика

Таблица 5.41. Электрические экранирующие характеристики материалов

проводимость Q 10 7 , см/м

Для практических расчетов могут быть рекомендованы следующие приближенные выражения:

при

В области высоких частот эффективность экранирования магнитными металлами любого из рассматриваемых видов полей оказывается выше эффективности экранирования немагнитными металлами. Вместе с тем применение магнитных металлов приводит к большим электрическим потерям в экранируемой цепи.

При расчете эффективности экранирования экранов сферической и цилиндрической форм, расположенных в дальней и ближней зонах, пользуются приведенными соотношениями; модули импендансов Zq воздушного диэлектрика представлены в табл. 5.42.

Таблица 5.42. Модули импендансов (сопротивлений) для различных полей

240 П 2 Rm/

240П 2

60

60

При расчете экранных конструкций произвольной формы можно пользоваться формулами экранирования плоского, сферического и цилиндрического экранов, приводя исходные геометрические конструкции с некоторыми допущениями к эквивалентным экранам идеальной формы.

Экран, имеющий форму прямоугольного параллепипеда с квадратным основанием, при расчетах следует заменять цилиндрическими. При этом диаметр цилиндра принимается равным стороне квадрата. Экран в виде камеры соразмерными сторонами следует заменять эквивалентным шаровым экраном с радиусом

,

где V – объем камеры, м 3 .

Негерметические экраны. Эффективность экранирования замкнутого экрана может быть сколь угодно высокой при соответствующем выборе материала и его толщины. Однако на практике экраны не бывают полностью сплошным из-за наличия крышек, швов, разъемов, смотровых окон и т.д., образующих дополнительные каналы проникновения электромагнитного поля. Эффективность негерметичного экрана определяется:

где Эз – эффективность замкнутого экрана из того же материала с той же толщиной стенок и той же формы, что и реальный экран;

Эотв = 0,25 (Sэкр /Sоэ) 3/2 – эффективность экрана такой же формы, с теми же отверстиями и щелями и с той же толщиной, что и реальный экран, но изготовленный из идеально проводящего материала;

Sэкр и Sоэ – полная площадь поверхности экрана и эквивалентная площадь отверстия, м 2 ;

S – фактическая площадь отверстия, м 2 ;

а∙ (в/а) – функция отношения размеров отверстия.

в/а – соответственно больший или меньший размеры отверстий, м, причем предполагается, что вихревые токи в экране протекают в направлении размера (а). Если число отверстий n больше одного, то эффективность экранирования определяется из выражения:

,

где Эn – эффективности экранирования, определение для экрана с каждым отверстием в отдельности.

Если в экране n-е количество одинаковых отверстий, то эффективность экранирования определяется как

Ссылка на основную публикацию
Что появляется весной на деревьях
Татьяна Гребенюкова Прогулка «Первые листья на деревьях» Тема: «Первые листья на деревьях» Задачи: Формировать у детей умение целенаправленно осуществлять наблюдение,...
Чем покрыть крышу дома на даче
Выбор кровельного материала для дачи — довольно важный момент. При покупке основное внимание следует уделять техническим и эксплуатационным показателям, и...
Чем полезен настой из калины
Мы знаем про отвары все! Калина (латинское название Viburnum) – дерево семейства Адоксовые, произрастающее, в основном, в Северном полушарии. В...
Что приготовить из филе сома
Уха в домашних условиях 4.5 9 Перед вами - простой рецепт приготовления ухи простой в домашних условиях. Для приготовления ухи...
Adblock detector