雷電電磁輻射、耦合及抑制方法的實(shí)驗(yàn)仿真研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-19 19:06
針對(duì)雷電電磁波輻射、耦合機(jī)理及抑制方法開展系統(tǒng)的研究,一方面對(duì)雷電探測(cè),雷電預(yù)警、預(yù)報(bào)等科研開展具有重要的應(yīng)用和參考價(jià)值,另一方面為有效地抑制雷電電磁脈沖、氣象系統(tǒng)防雷業(yè)務(wù)工作的順利進(jìn)行提供保障�；诖�,本文就雷電通道電磁波的輻射及內(nèi)部溫度特性、雷電電磁波的耦合進(jìn)行了深入的研究,并提出了雷電電磁脈沖的抑制方法。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下所示:（1）通過建立雷電通道天線模型和線纜接收雷電電磁脈沖的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?采用雷電沖擊平臺(tái)產(chǎn)生的波形為8/20μs沖擊電流用以模擬雷電流,利用天線、雙絞線及同軸線耦合模擬雷電通道輻射出的雷電電磁波,分析耦合雷電電磁脈沖電壓及頻譜特征,發(fā)現(xiàn)天線耦合雷電電磁脈沖信號(hào)感應(yīng)過電壓的峰值、能量與輻射源的沖擊電壓的大小、接收端距輻射源距離的遠(yuǎn)近、天線的中心頻率等因素有關(guān),天線在耦合雷電電磁波信號(hào)的過程中會(huì)發(fā)生缺少頻率成分等規(guī)律;總結(jié)出雙絞線及同軸線耦合雷電電磁脈沖電壓及頻譜特征;在雷電防護(hù)級(jí)間能量配合過程中電壓幅值及能量吸收的變化規(guī)律等。（2）將原子光譜理論與局部熱力學(xué)平衡（LTE）模型應(yīng)用于閃電光譜的研究,采用雷電沖擊平臺(tái)模擬閃電通道,對(duì)模擬閃電通道中紅外波段光譜（...
【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】：166 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖２．１靜電脈沖的形成原理??Ｆｉｕｒｅ?２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｉｎｃｉｌｅ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｕｌｓｅ??
擊通道中閃電產(chǎn)生的瞬變電磁場(chǎng)，還是閃電發(fā)生在建筑物的防雷裝置上所產(chǎn)生的瞬變電??磁場(chǎng)，都會(huì)在一定范圍產(chǎn)生電磁作用，對(duì)三維空間內(nèi)的各種電子設(shè)備產(chǎn)生干擾和破壞作??用。圖２．３是雷電放電各個(gè)階段輻射電場(chǎng)強(qiáng)度波形，可見從雷雨云起電、預(yù)放電、階躍??先導(dǎo)到回?fù)簟⒑罄m(xù)回?fù)舻人羞^程都伴隨著電磁輻射。??．２３?ＸＤＺ－??？３０?－?＇?Ｖ、?Ｉ??４，３?？?Ｒ３?Ｊ?????：??ｉ?，?ｉ??＾－ｉ〇－?ｙｎ?”?ｙ?？?．?Ｊ??１－２０－?ｊ?Ｒ３?＾??－３０１?？－一?二一?＾??—＂?－?■Ｊ??２０?ｊ＂?＇?：?＾?＾??Ｇ?—＾？—一’一一、？、?氣＂々、產(chǎn)，Ｗ??＊２０?＇?ＵＡ／?＾?ｖ?＇?１??ｄ?：??－８０１?＇?????＝?１????０?３０５４５?０?３０５５?０．３Ｃ５５５?０．３０５６?０．３０５６５?ａ３０５？?０．３０５７５??對(duì)間（Ｓ）??圖２．３雷電輻射電場(chǎng)強(qiáng)度波形??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ?ｒａｄｉａｔｉｏｎ?ｆｉｅｌｄ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｗａｖｅｆｏｒｍ??目前觀測(cè)到的最大雷電感應(yīng)電壓為４００々Ｆ，感應(yīng)電流峰值為１１０以；其中，產(chǎn)生感??應(yīng)電壓的落雷中，首次回?fù)粽迹常埃ィ位負(fù)粽迹常常�，三次以后的回�(fù)粽迹常罚�。�?duì)通信??線路的實(shí)際觀測(cè)證明，雷電電磁感應(yīng)浪涌的波頭時(shí)間平均值為２５／／社２．５／？，半峰值時(shí)間??平均值為５５／／５±１５ｗ。而且，大地電導(dǎo)率越低，感應(yīng)雷電浪涌越大。??總的來說
Ａ?５??￣ＹＶＫ＾＜ｘ＾￣ｎ￣ｒ??＼、々一一??Ｖ?＇？?—?／??、、？－???圖２．２地電流瞬變??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｇｒｏｕｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ??磁場(chǎng)輻射??通道一旦建立，云層電荷迅速與大地或云層異號(hào)感應(yīng)電電荷電量、電位和通道阻抗影響，其上升速率最大可達(dá)５效天線，產(chǎn)生強(qiáng)烈的瞬態(tài)電磁輻射。無論是閃電在空間生的瞬變電磁場(chǎng)，還是閃電發(fā)生在建筑物的防雷裝置上定范圍產(chǎn)生電磁作用，對(duì)三維空間內(nèi)的各種電子設(shè)備產(chǎn)電放電各個(gè)階段輻射電場(chǎng)強(qiáng)度波形，可見從雷雨云起電續(xù)回?fù)舻人羞^程都伴隨著電磁輻射。??．２３?ＸＤＺ－??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RS-485接口的電涌保護(hù)器設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J]. 王林,趙懷林,陳科企,王志翔. 電瓷避雷器. 2016(01)
[2]測(cè)量帶寬對(duì)電信和信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的SPD沖擊限制電壓測(cè)量的影響分析[J]. 楊方明,盧文浩,楊永明. 電瓷避雷器. 2015(05)
[3]用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)的電涌保護(hù)器[J]. 王志翔,黃義萍,陳科企,王林,黎良思. 電瓷避雷器. 2015(05)
[4]雷電電磁脈沖場(chǎng)對(duì)多芯線的耦合效應(yīng)研究[J]. 王浩,陳亞洲,萬浩江,王曉嘉. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]寬頻帶寬波束磁電偶極子天線設(shè)計(jì)[J]. 張呈輝,曹祥玉,高軍,李思佳. 電子與信息學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]基于羅氏線圈的雷電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙燕君,錢江,武永國(guó),魏健,屈路,魯海亮. 儀表技術(shù)與傳感器. 2015(01)
[7]BNC型信號(hào)電涌保護(hù)器中瞬態(tài)抑制二極管功率分析[J]. 葉挺,楊仲江,朱賽男,王成芳. 電瓷避雷器. 2014(05)
[8]輸電線路雷電屏蔽模擬試驗(yàn)影響因素[J]. 王羽,陳昊,藍(lán)磊,文習(xí)山,安韻竹,魯海亮. 高電壓技術(shù). 2014(03)
[9]閃電放電通道的等離子體特性（英文）[J]. 張華明,袁萍,張義軍,萬建杰,歐陽玉花,王東方. 高電壓技術(shù). 2013(10)
[10]壓敏電壓相近的限壓型SPD能量配合分析[J]. 周曉娟,范凱彬,楊海良,張鴻波. 建筑電氣. 2013(09)
碩士論文
[1]SPD級(jí)間能量配合的研究分析[D]. 柴健.南京信息工程大學(xué) 2012
[2]光纖直接雷電測(cè)量技術(shù)研究[D]. 王婧.華中科技大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2926423
【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】：166 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖２．１靜電脈沖的形成原理??Ｆｉｕｒｅ?２．１?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｉｎｃｉｌｅ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｕｌｓｅ??
擊通道中閃電產(chǎn)生的瞬變電磁場(chǎng)，還是閃電發(fā)生在建筑物的防雷裝置上所產(chǎn)生的瞬變電??磁場(chǎng)，都會(huì)在一定范圍產(chǎn)生電磁作用，對(duì)三維空間內(nèi)的各種電子設(shè)備產(chǎn)生干擾和破壞作??用。圖２．３是雷電放電各個(gè)階段輻射電場(chǎng)強(qiáng)度波形，可見從雷雨云起電、預(yù)放電、階躍??先導(dǎo)到回?fù)簟⒑罄m(xù)回?fù)舻人羞^程都伴隨著電磁輻射。??．２３?ＸＤＺ－??？３０?－?＇?Ｖ、?Ｉ??４，３?？?Ｒ３?Ｊ?????：??ｉ?，?ｉ??＾－ｉ〇－?ｙｎ?”?ｙ?？?．?Ｊ??１－２０－?ｊ?Ｒ３?＾??－３０１?？－一?二一?＾??—＂?－?■Ｊ??２０?ｊ＂?＇?：?＾?＾??Ｇ?—＾？—一’一一、？、?氣＂々、產(chǎn)，Ｗ??＊２０?＇?ＵＡ／?＾?ｖ?＇?１??ｄ?：??－８０１?＇?????＝?１????０?３０５４５?０?３０５５?０．３Ｃ５５５?０．３０５６?０．３０５６５?ａ３０５？?０．３０５７５??對(duì)間（Ｓ）??圖２．３雷電輻射電場(chǎng)強(qiáng)度波形??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ?ｒａｄｉａｔｉｏｎ?ｆｉｅｌｄ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｗａｖｅｆｏｒｍ??目前觀測(cè)到的最大雷電感應(yīng)電壓為４００々Ｆ，感應(yīng)電流峰值為１１０以；其中，產(chǎn)生感??應(yīng)電壓的落雷中，首次回?fù)粽迹常埃ィ位負(fù)粽迹常常�，三次以后的回�(fù)粽迹常罚�。�?duì)通信??線路的實(shí)際觀測(cè)證明，雷電電磁感應(yīng)浪涌的波頭時(shí)間平均值為２５／／社２．５／？，半峰值時(shí)間??平均值為５５／／５±１５ｗ。而且，大地電導(dǎo)率越低，感應(yīng)雷電浪涌越大。??總的來說
Ａ?５??￣ＹＶＫ＾＜ｘ＾￣ｎ￣ｒ??＼、々一一??Ｖ?＇？?—?／??、、？－???圖２．２地電流瞬變??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｇｒｏｕｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ??磁場(chǎng)輻射??通道一旦建立，云層電荷迅速與大地或云層異號(hào)感應(yīng)電電荷電量、電位和通道阻抗影響，其上升速率最大可達(dá)５效天線，產(chǎn)生強(qiáng)烈的瞬態(tài)電磁輻射。無論是閃電在空間生的瞬變電磁場(chǎng)，還是閃電發(fā)生在建筑物的防雷裝置上定范圍產(chǎn)生電磁作用，對(duì)三維空間內(nèi)的各種電子設(shè)備產(chǎn)電放電各個(gè)階段輻射電場(chǎng)強(qiáng)度波形，可見從雷雨云起電續(xù)回?fù)舻人羞^程都伴隨著電磁輻射。??．２３?ＸＤＺ－??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RS-485接口的電涌保護(hù)器設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J]. 王林,趙懷林,陳科企,王志翔. 電瓷避雷器. 2016(01)
[2]測(cè)量帶寬對(duì)電信和信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的SPD沖擊限制電壓測(cè)量的影響分析[J]. 楊方明,盧文浩,楊永明. 電瓷避雷器. 2015(05)
[3]用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)的電涌保護(hù)器[J]. 王志翔,黃義萍,陳科企,王林,黎良思. 電瓷避雷器. 2015(05)
[4]雷電電磁脈沖場(chǎng)對(duì)多芯線的耦合效應(yīng)研究[J]. 王浩,陳亞洲,萬浩江,王曉嘉. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]寬頻帶寬波束磁電偶極子天線設(shè)計(jì)[J]. 張呈輝,曹祥玉,高軍,李思佳. 電子與信息學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]基于羅氏線圈的雷電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙燕君,錢江,武永國(guó),魏健,屈路,魯海亮. 儀表技術(shù)與傳感器. 2015(01)
[7]BNC型信號(hào)電涌保護(hù)器中瞬態(tài)抑制二極管功率分析[J]. 葉挺,楊仲江,朱賽男,王成芳. 電瓷避雷器. 2014(05)
[8]輸電線路雷電屏蔽模擬試驗(yàn)影響因素[J]. 王羽,陳昊,藍(lán)磊,文習(xí)山,安韻竹,魯海亮. 高電壓技術(shù). 2014(03)
[9]閃電放電通道的等離子體特性（英文）[J]. 張華明,袁萍,張義軍,萬建杰,歐陽玉花,王東方. 高電壓技術(shù). 2013(10)
[10]壓敏電壓相近的限壓型SPD能量配合分析[J]. 周曉娟,范凱彬,楊海良,張鴻波. 建筑電氣. 2013(09)
碩士論文
[1]SPD級(jí)間能量配合的研究分析[D]. 柴健.南京信息工程大學(xué) 2012
[2]光纖直接雷電測(cè)量技術(shù)研究[D]. 王婧.華中科技大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2926423
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