复合材料工频电场和工频磁场屏蔽效能实验研究

为了得到复合材料对工频电场和工频磁场的屏蔽效能,根据屏蔽室法测量材料屏蔽效能的原理,分别提出了工频电场和工频磁场屏蔽效能测试系统的实验方案。并且,通过分析调整实验配置对实验结果的影响,提出改进方案,进一步完善了该测试系统。通过实验得到了屏蔽室内部和外部的电场分布情况,实验结果可以用于指导被保护电子器件在屏蔽体内安放位置和屏蔽体的设计。     

弱电设备屏蔽体接地点的选择

屏蔽是抑制干扰的重要措施,屏蔽体屏蔽效能的高低与屏蔽体的接地又有密切的关系.重点分析了板型屏蔽体、电缆屏蔽层、信号电路屏蔽盒等3种有代表性的屏蔽体.通过选择不同接地点,运用等效电路进行分析、比较,从而选定了最佳接地点,进而总结了屏蔽体接地点总的选择原则.     

钢筋网和钢筋混凝土屏蔽效能研究

利用矩量法和时域有限差分法计算分析了由钢筋网和钢筋混凝土构成的实际屏蔽体的屏蔽效能,总结了钢筋直径、钢筋网格尺寸和混凝土特性等因素对屏蔽效能影响的基本规律.通过对实际钢筋网屏蔽体屏蔽效能的测量进一步验证了所用数值计算方法对于计算此类问题的有 效性.分析了无限大金属网屏蔽效能计算公式在计算钢筋网屏蔽体屏蔽效能的参考价值和局限性.探讨了使用钢筋混凝土作为变电站保护小间屏蔽材料的可行性,为实际工程设计提供了依据.     

混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试

针对传统屏蔽效能定义的测试方法存在的不足,提出了混响室条件下基于统计特性的屏蔽效能测试方法,并从理论上阐述了其优越性。应用仿真软件FEKO对屏蔽体电场强度数据采集方式进行了仿真计算,结果表明选择中轴线采样能够有效反映屏蔽体的屏蔽特性。开发了基于统计意义和多点数据采集的混响室屏蔽效能测试系统,研究了尺寸为800 mm×700 mm×1000 mm的小屏蔽体在不同缝隙尺寸下的屏蔽效能。同时通过对传统定义和统计定义下屏蔽效能重复性测试,结果表明,混响室内基于统计特性的屏蔽效能测试方法相比传统测试手段具有更好的重复性,更加适于工业应用。     

多条屏蔽体的综合屏蔽系数

针对以往在计算电力线路对电信线路产生的电磁影响时屏蔽系数选取的片面性 ,提出应考虑其它一些具有屏蔽作用的接地金属导体 ,尤其是在城区或拥挤的线路走廊内更应考虑多个屏蔽体的实际存在 ;并对距离较近的多个屏蔽体的综合屏蔽系数进行了理论推导求解 ,对今后的工程实践有一定的参考借鉴作用。     

梳状电场屏蔽体高频电磁场屏蔽特性分析与应用

开关电源中常用铜箔对磁性元件进行屏蔽以减小磁件与大地之间的电场耦合从而减小传导共模EMI发射。分析了传统全铜箔电场屏蔽体能有效屏蔽电场,但同时由于涡流效应也会影响高频磁场的分布,从而带来额外的涡流损耗和磁件电磁参数的变化,因此不适用于功率变换器中某些仅需要屏蔽电场但又不能屏蔽高频磁场的场合。提出的梳状电场屏蔽体结构具有只屏蔽电场,而不屏蔽高频磁场的特性,同时还能显著减低屏蔽体的临近效应涡流损耗。通过仿真分析了梳状屏蔽体结构参数对电场和高频磁场的影响。最后结合梳状屏蔽体在LLC集成漏感变压器中的应用验证了其实际有效性和可行性。     

小型屏蔽体屏蔽效能测试系统全向辐射源设计

针对较小体积的屏蔽体,按照内置辐射法测量屏蔽效能,需将信号源和天线内置到屏蔽体内部。为了将信号源和天线集组合成辐射源,天线的尺寸与信号源的体积是辐射源设计的重要因素。介绍一种基于振荡源激励梳状波发生器获得宽频带的微波信号,结合盘锥天线,实现1～10GHz频率范围内多频点、高稳定、全方位特性小型辐射源的设计。在屏蔽效能测试系统中,该辐射源作为发射部分,可实现小型屏蔽体的屏蔽效能测量。     

用于磁探测的铁磁屏蔽体的形状与尺寸设计

针对高精度磁探测条件下铁磁屏蔽壳体的形状与尺寸设计问题,从屏蔽体的屏蔽效能与在空间产生的附加干扰场出发,对比分析了不同形状、尺寸屏蔽体的屏蔽效能与综合磁化系数,提出了屏蔽壳体形状、尺寸设计依据。按照该依据,在相同厚度、相近尺寸条件下,球壳整体性能最优,圆柱与椭球壳性能相近且次之,方壳性能最差;在相同厚度、相同形状、相近容积条件下,屏蔽体各尺寸比例为1时,壳体整体性能最优。     

方框带射线型接地体冲击特性影响因素

为研究方框带射线型接地体冲击特性,从而获取有效降阻方法,采用模拟试验方法在单一土壤与双层土壤条件下,分别研究了土壤参数、电流波前时间以及形状尺寸对接地体冲击特性的影响。结果表明:相比于黏土,细沙的临界击穿场强更大,小幅值电流造成的火花效应并不显著,随着电流幅值增加,火花效应开始显现,冲击接地电阻下降趋势更加明显。冲击电流幅值由60 k A增至90 k A,细沙环境下H–60冲击接地电阻降幅为11.7%,黏土环境下H-60冲击接地电阻降幅为1.7%;根据试验结果,波前时间对接地体冲击特性影响不大,在波前时间范围4~20μs、幅值3.125 k A的冲击电流下,H-10接地体冲击接地电阻维持在6.5?左右;方框带射线型接地体结构尺寸中,射线存在有效利用长度,方框边长与射线比例在0.167~0.273之间较优。由于导体间的屏蔽作用,添加分支的降阻措施有一定的局限性。采用调整方框带射线型接地体结构尺寸的方式降阻时,需综合考虑泄流通道与屏蔽效应的影响。     

基于波形重建的开缝小腔体电磁脉冲屏蔽效能仿真分析

随着高功率电磁脉冲源的大量应用,电子设备的电磁脉冲防护成为电磁兼容领域的重要研究内容。为评估屏蔽体的电磁脉冲屏蔽效能,在分析波形重建方法的基础上,提出了开缝腔体屏蔽效能的最小相位法传递函数重构及波形恢复流程图,通过仿真计算和实验获得小腔体的频域屏蔽效能及其传递函数,对腔体内的方波电磁脉冲进行重建,分析了开缝小腔体对方波电磁脉冲的屏蔽效果。利用实测数据进行仿真计算结果表明:基于最小相位法的波形重建方法能够计算出电磁脉冲透过孔缝后的时域波形,计算得到的2种开缝屏蔽体的峰值屏蔽效能与屏蔽效能频域实测谱的低频屏蔽效能一致;利用该方法还能进行任意波形脉冲激励下的屏蔽体屏蔽效能计算,具有计算简单、预测效果好的优点。     

民居附近高压输电走廊电场屏蔽方案分析与优化

为有效解决邻近高压输电走廊居民楼工频电场超标问题,在有限元计算基础上,研究了不同屏蔽方式与其空间架设位置对工频畸变电场屏蔽的影响。通过畸变电场的仿真计算,深入分析屏蔽方式及其架设位置与屏蔽效能的关系,提出通过优化屏蔽设备的空间架设位置提高屏蔽效果的新思路。并综合考虑屏蔽效果和屏蔽成本,对110~1 000 kV 4个电压等级高压输电线路工频电场屏蔽方案进行设计。研究表明:通过合理选择屏蔽方式和优化架设位置,可大幅度提高屏蔽效能,对工频电场具有良好的屏蔽效果,对降低输电工程的环保成本具有重要意义,而不合理架设屏蔽设备则会使电场环境发生恶化。     

1000MW汽轮发电机定子线圈槽部内屏蔽结构研究

大型汽轮发电机定子线圈的槽部采用内屏蔽结构,可以显著降低绝缘层的最大电场强度,均化绝缘层的电场分布.本文采用ProE三维制图软件建立了绝缘腻子、低阻带加铜带、导电腻子和半导电帽子4种内屏蔽结构的定子线圈模型,采用有限元分析软件计算了这4种结构形式下绝缘层的电场分布情况,并计算分析了其内屏蔽层的电阻损耗.计算分析表明,铜...     

小型脉冲电场屏蔽效能测试设备

为准确测量电磁脉冲电场对电气、微电子设备的危害,设计了一种由发射设备和接收设备两部分组成的小型电场屏蔽效能测试设备。其作用是用电气设备在有限范围内近似模拟电磁脉冲。在叙述了测试设备的原理和结构并估算出发射设备的一些参数后讨论了主要部件的设计,并选取了各个部件的材料。为减少脉冲上升时间采用了一种结构紧凑由高压气体开关和无感电容组成的脉冲形成装置。模拟器接受设备包括数据采集和系统标定。经多次调试,测得该设备产生的电场波形为双指数波形,上升时间<5ns,衰落时间>1μs,完全满足工程应用要求。     

基于敏感度的架空线路工频电场及其屏蔽效能分析

超、特高压输电迅速发展,并逐渐成为跨区域、跨省的骨架电网,走廊的电磁辐射问题成为关注的热点之一。针对某500 kV单回路输电线路,首先采用模拟电荷法分析走廊沿线电场强度的空间分布特性,并基于多元敏感度分析给出线路参数对走廊附近电场分布特性的影响程度。其次,针对电场强度分布不均和部分区域场强明显超标的问题,同样基于敏感度分析了接地屏蔽导线线径、架设位置对其屏蔽效能的影响,并给出了接地屏蔽线的最佳线径和架设位置。     

特高压电晕笼防护段的设计

为了克服特高压电晕笼设计中电晕笼两端部的电场畸变,确保电晕特性测试准确有效,需要增设一定长度的防护段。采用三维有限元方法精细计算了电晕笼内导线表面电场分布,分析了导线弧垂对防护段长度的影响并提出了新颖的电晕笼防护段设计方法。计算说明新型结构的防护段能有效平滑和抑制电晕笼端部附近导线表面电场的畸变,使电晕笼内导线表面电场更趋于一致,提高了电晕特性试验的准确性。     

特高压直流换流站阀厅内部检修大厅磁场屏蔽分析与设计

为控制换流站内输电线路工频电流对阀厅检修大厅内人体、设备、通信系统的干扰,需要在设计时计算检修大厅内的磁场强度,并根据要求设计检修大厅的磁场屏蔽。基于空间坐标矢量公式推导出阀厅内部磁场强度的一般性公式;按照要求对检修大厅进行磁场屏蔽设计;利用软件HFSS模拟验证磁场屏蔽计算方法的正确性。研究结果表明,在检修大厅屏蔽效能要求为40 dB时,大厅侧壁采用5 mm铝质金属板较好;大厅地面采用铜质金属网,网线直径取5 mm,网孔边长取20 mm。     

高压输电线附近室内电磁环境与屏蔽效果

为了解高压输电线对于附近居民电磁环境的影响,采用具有定时测量及数据输出功能的PMM 8053A General Purpose Field Meter,配合EHP-50A型探头在5Hz～100kHz频率范围内实地测量了3个地区高压输电线附近居民室内电、磁场分布并分析了高压输电线附近不同类型居民住宅室内电、磁场的分布特点和不同建筑物对工频电、磁场的屏蔽效能。结果表明,高压输电线对于居民室内工频电、磁场的影响,随着建筑物与输电线距离的增大而迅速减小;不同类型的建筑物对于高压输电线产生的工频电、磁场的屏蔽作用不同。     

特高压直流输电线路屏蔽环三维有限元电场计算方法与策略

论述了大空间中计算小电极表面电场强度的方法;阐述了计算结果绝对数值的低准确性与不可靠性,及获得相对结果的必要性与工程实用性;给出了一种"新""旧"结构场强比较策略,以利用电场数值计算提供有价值的实用结果,解决实际工程问题。针对特高压直流输电试验线路电压等级提升需要,采用获得相对结果的策略,利用ANSYS软件与边界条件修正方法,对管母线和耐张塔处屏蔽环的电场进行计算,给出了可以满足电压提升要求的屏蔽环结构。     

高效电磁屏蔽复合材料设计及其屏蔽效能测试

为开发出综合性能好的电磁屏蔽复合材料,首先分析了材料对电磁波的屏蔽机理,给出不同材料模型的屏蔽效能计算公式。进而提出了"树脂+镍纤维网+树脂"的分层结构屏蔽复合材料设计模型,估算了屏蔽网络在高频时因感抗电流所带来的屏蔽效能。实验制备了复合材料的测试样品,对其进行屏蔽效能测试的结果表明:基于镍纤维网络屏蔽的复合材料在14kHz～18GHz都具有较高的屏蔽效能,频率为450MHz时达到72dB。设计的材料模型充分利用了材料结构对电磁波的屏蔽机制,对高效屏蔽复合材料的设计具有理论价值和指导意义。