雷电流电磁耦合过程分析

2010-1-14 14:29:56 2823

0 雷电流电磁耦合过程分析雷电流电磁耦合过程分析做为干扰源的雷电电流和雷击电磁场主要是通过路和场二种形式耦合干扰信息系统的电子设备的。其一、通过导线传导，即通过设备的信号线、控制线、电源线等侵入设备，统称传导干扰。其二、雷击周围空间存在的电场和磁场，会对邻近设备产生干扰，叫近场耦合干扰。当雷击能量以电磁波的形式向远处传输，从而干扰远处的设备时，称为远场辐射干扰。这两种形式可称为辐射干扰，即通过场的干扰。 1．电流耦合：当雷闪击在接闪器（或建筑物的金属构件）上，虽然接闪器、引下线和接地装置的阻值很小，但由于雷电流幅值大，陡度（di/dt）大，会在瞬间使引下线和接地装置的电位骤升上百千伏（对远处大地一零电位而言）。如图7所示，当di/dt=100KA/μs时，在图中所示的回路上产生的感应电压Ust=200KV。同理，当有屏蔽层的电缆流过雷电流时，di/dt和屏蔽金属层的电阻也会使芯线与屏蔽层间产生感应电压。在有相当高的电位差的引下线与建筑物内金属线缆之间、在屏蔽电缆的外皮与芯线之间、在不同的接地装置之间均有可能发生放电现象，这种现象称为闪络，跳击或反击。 2．磁场耦合和电场耦合：雷电通道中（或接闪器、引下线的导体中）的雷电流产生的电场和磁场会在闭合环路中产生感应电压，从而对环路（及环路中的设备产生干扰。在场的干扰中可分为近场（感应场）和远场（辐射场）当干扰源与设备的间距r相对于干扰信号的波长λ很大（r＞λ/2π）时，干扰源的性质表现为辐射干扰源，其场的性质是辐射电磁场，其特点是电场和磁场同时存在，它们的比值（电磁波的波阻抗）Z=E/H=377Ω。当r＜λ/2π时为传导干扰源，其场的性质表现为传导干扰源，其场的性质主要表现为电场或主要表现为磁场，视干扰源的性质而定。高电压，电流小的源，其场主要为电场、Z＞377Ω；电压低，电流大的源，其场主要表现为磁场，磁场的Z＜377Ω。电场或磁场都属于近场（感应场、似稳态场、准稳态场），其干扰频率一般都比较低。当空气击穿放电的电场强度值在500KV/m范围时，在从雷击点至100m的范围内，可能受电场影响耦合产生过电压，虽然此时雷击主放电尚未发生。在雷击发生之后，雷电电场衰减消失，这时电场的变化率在500（kV/m）/μs范围内仍起耦合作用。 3．电容耦合：（电场耦合）任何两块金属之间都存在着电容，其间距越大，电容越小；金属块的尺寸越大，电容越大。雷电电场可通过场的形式（如上一节所述）耦合干扰设备。也可以通过流经的导体构成骚扰源电路干扰接收线路。由电容耦合在接收电路上产生的电压U2与雷电流流过的电路上电压U1关系式如下： U2=Z2/(Xcm+Z2)*U1，说明电场耦合量随频率升高而增加。 4．横向干扰（线间）骚扰电流在导线上传输时有共模方式和差模方式两种方式。IEC把在一组有效导体中任意两导体之间的电压称为差模电压或对称电压，也叫为横向电压，如图10所示的VL或VQ。差模电压是由差模电流流过而产生的，而差模电流则可能因雷击造成在不同导体（如相线、中性线）流过大小相同，方向相反的电流。此外，当一次雷击过程中有多次闪击时它们有大小和发生先后的区别，因此在不同的导体上也可能产生电位差而侵入设备，这种横向干扰又称错相位雷击。相对于横向干扰的另一种形式为纵向干扰，又称共模干扰或不对称电压，是指某一导体和所规定的参比点之间（往往是大地或与大地连接的机架）出现的相量电压的平均值，也可以说共模干扰是出现于导线与地之间的干扰，常是因地电位升高引起的。测试技术 cccccccccc 0
2010-1-14 14:29:56　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 分析传输线网络的电磁耦合问题 30 • 屏蔽电缆的电磁骚扰耦合分析 2206 • 正弦电流电路的分析 0 • 电磁骚扰的耦合机理和电磁屏蔽理论 1585 • 整流电路中的电流峰值分析 2359 • 标准雷电流波形参数 17471 • 实例分析防雷电路 137 • 雷电流识别与在线检测系统设计 6 • 交流电源口防雷电路设计直流电源口防雷电路设计 575 • 弱电设备的雷电危害分析及保护 1459