同轴电缆强电磁脉冲辐照下的终端负载响应规律

为清楚得到设备互联电缆在超宽带辐照条件下的耦合响应规律,以典型射频同轴电缆为受试对象,将电缆终端连接的设备等效为集总负载,通过对其进行超宽带辐照效应试验,分析了受试电缆长度、终端负载状态等对同轴电缆终端负载响应规律的影响。结果表明:同轴电缆对电磁辐照响应具有选频特性,终端负载响应电压的峰值出现在电缆相对长度为1/2的整数倍的频点;同轴电缆受到超宽带辐照后,感应皮电流通过转移阻抗转化为芯线与屏蔽层之间的差模感应电压,而这一感应电压源的内阻就是同轴电缆的特性阻抗;同轴电缆终端等效负载阻值的变化不会对电磁脉冲辐照响应波形产生影响,但影响其响应电压峰-峰值的大小,终端负载与等效感应电压源内阻上的电压响应满足分压原理;屏蔽室内部采用不同长度的连接电缆时,受试电缆超宽带辐照终端负载响应电压相近、峰值响应频点基本相同,说明了屏蔽室内连接电缆的长度对受试电缆超宽带辐照终端负载的响应无明显影响。     

抗核电磁脉冲电缆的屏蔽研制

对抗核电磁脉冲电缆的屏蔽要求、屏蔽结构与屏蔽效能进行分析,介绍了抗核电磁脉冲电缆的屏蔽研制过程。采用多层混合屏蔽的抗核电磁脉冲电缆经过验证,满足了屏蔽效能不小于70 dB的要求,使电缆具备了较高的屏蔽效能和较好的柔软性。     

多芯电缆屏蔽效能的仿真计算与测试

本文首先论述了由多导体传输线理论对多芯电缆屏蔽效能进行仿真计算,根据多芯电缆和同轴电缆的区别与联系,对各种电缆屏蔽效能的测试方法进行分析比较,提出了一种改进的测试多芯屏蔽电缆的转移阻抗,进而求出其屏蔽效能的注入线测试方法,并且比较了仿真计算结果和测试结果,达到很好的一致性。     

采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试方法

为了快速准确地评价材料对电磁脉冲的屏蔽效能,搭建了采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试系统,测量了有无屏蔽材料时不同幅值和脉宽的方波脉冲通过同轴装置后的时域波形参数,计算了材料的频域屏蔽效能,所得结果与频域测试方法一致。通过与数值计算结果的对比,分析了透射方波脉冲的上升沿过冲振荡,提出了同轴装置改进的建议。使用能量比值计算了不同幅值与脉宽方波脉冲激励下的时域屏蔽效能,其结果具有很好的一致性与重复性。试验表明,采用法兰同轴法的屏蔽效能时域测试方法适用范围广且具有较好的重复性,能够提供比频域测试方法更多的细节信息。     

Time Domain Testing Methods of Material＇s Shielding Effectiveness of Electromagnetic Pulse Using Flange Coaxial

为了快速准确地评价材料对电磁脉冲的屏蔽效能,搭建了采用法兰同轴法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试系统,测量了有无屏蔽材料时不同幅值和脉宽的方波脉冲通过同轴装置后的时域波形参数,计算了材料的频域屏蔽效能,所得结果与频域测试方法一致。通过与数值计算结果的对比,分析了透射方波脉冲的上升沿过冲振荡,提出了同轴装置改进的建议。使用能量比值计算了不同幅值与脉宽方波脉冲激励下的时域屏蔽效能,其结果具有很好的一致性与重复性。试验表明,采用法兰同轴法的屏蔽效能时域测试方法适用范围广且具有较好的重复性,能够提供比频域测试方法更多的细节信息。     

基于屏蔽暗箱窗口法的材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试

针对现有材料电磁脉冲屏蔽效能时域测试方法的不足,提出使用屏蔽暗箱窗口法进行材料屏蔽效能的时域测试。分别在频域和时域分析了影响材料屏蔽效能测试的因素,并根据分析结果搭建了屏蔽暗箱窗口法的时域测试系统。在搭建的系统中测量了有、无屏蔽材料时的时域波形参数,并计算了峰值比值屏蔽效能。结果表明:测试点应靠近窗口;窗口尺寸的改变比箱体尺寸的改变对于测试结果的影响更大,应尽量选择大尺寸窗口;时域测试中脉冲上升时间应<1ns。实测频域试验表明,采用屏蔽暗箱窗口法与屏蔽室窗口法的测试结果基本一致,总体比法兰同轴法的测试结果偏大。综上所述,屏蔽暗箱窗口法有很好的适用性,能够可靠评价材料的时域屏蔽效能。     

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。     

电缆的脉冲屏蔽系数

近年来,人们越来越关心由于雷电和核电磁脉冲等时域信号源引起的干扰和防护问题。这些电磁脉冲进入仪表和设备的主要途径是经由连接设备的电缆。本文研究了脉冲信号通过电缆馈入的机制,然后,提出了脉冲屏蔽系数的概念,推导了理想脉冲屏蔽系数的计算公式,最后,通过同轴电缆的例,说明如何评价电缆的脉冲屏蔽效果。     

一种求解屏蔽电缆场线耦合问题的混合方法

为了克服求解屏蔽电缆电磁耦合问题传统方法的缺点,研究了一种将电磁场时域有限差分方法(FDTD)和传输线理论相结合的混合求解方法。将屏蔽电缆的场线耦合模型分解为内系统和外系统,分别应用场的方法和等效路的方法进行求解。在外系统的求解中,考虑了有耗土壤和屏蔽层接地方式对屏蔽层响应的影响。内系统求解中对传输线方程应用FDTD方法得到了芯线响应的时域解。利用该混合方法研究了外部电磁脉冲干扰对近地铺设屏蔽同轴电缆芯线的影响,并与相关实测结果进行了对比分析,验证了计算结果的正确性。     

颅内压检测分析仪电磁屏蔽效能定量计算方法

提出一种定量计算无创颅内压检测分析仪电磁屏蔽效能的方法,使仪器电磁泄漏这一不可控因素变得可控。基于经典Schelkunoff原理及传输线理论推导出平面波屏蔽模型,并引入箱体孔隙修正系数对屏蔽模型进行修正;对修正前后的屏蔽模型进行仿真分析,获得箱体屏蔽效能计算模型;通过辐射发射试验对屏蔽前后仪器的辐射场强数据进行测试,对测试结果与模型计算结果进行比较。结果表明仪器的屏蔽效能计算值与试验值场强衰减一致,故将该计算模型作为颅内压检测分析仪电磁屏蔽效能定量计算的一种方法,同时为医用电气设备电磁兼容设计、测试及整改提供重要参考。     

终端负载对同轴电缆电磁耦合响应的影响

为研究连续波辐照下同轴电缆耦合能量对终端设备的影响,将同轴电缆终端连接的设备等效为集总负载,将其构建成连续波辐照实验系统。笔者搭建了同轴电缆耦合实验平台,研究不同终端负载条件下同轴电缆终端负载耦合电压响应变化规律。结果表明:当屏蔽盒端负载匹配,屏蔽室端负载变化时,随着电阻值的变大,屏蔽室端负载响应电压也会变大;当屏蔽盒端负载变化,屏蔽室端负载匹配时,屏蔽盒端终端负载的变化不影响屏蔽室终端负载的电压响应规律及幅值,终端负载响应电压的峰值随着频率的增加而减小。     

基于脉冲电声法的同轴塑料电缆空间电荷测量技术的研究进展

空间电荷现象严重制约着高压直流塑料电缆的发展。目前,脉冲电声法（pulse electric acoustic,PEA）是国际上常用的测量固体电介质中空间电荷分布的非破坏性的方法之一。首先从高压脉冲的注入方式出发,简述了几种基于PEA法的同轴塑料电缆空间电荷测量技术;同时,提出了一种基于高压脉冲从测量电极注入电缆试样的改进测量装置,在该装置中通过蓄电池、环氧底座以及光电转换器等将采集数据的示波器进行对地隔离,从而提高了测量系统测量信号的频带宽度;然后,介绍了同轴塑料电缆空间电荷波形的恢复方法;最后,概述了空间电荷测量技术在评估电力电缆老化程度中的应用和未来在线测量空间电荷的可行性及发展方向。     

振荡波电压在XLPE电力电缆检测中的应用

介绍了一种基于振荡波理论的振荡波电压测试系统及其国内外研究现状;讨论了该测试系统在电力电缆的耐压试验、局部放电检测中的应用。研究表明,振荡波电压与交流电压具有良好的等效性,且与交流电压、超低频电压(0.1 Hz)相比,作用时间短、操作方便,可发现XLPE电力电缆中的各种缺陷,不会对电缆造成损伤,因此振荡波电压测试系统具有良好的应用前景。     

铜包铝线编织同轴电缆衰减特性的计算和讨论

详细探讨铜包铝线编织同轴电缆衰减的计算,并与镀锡铜线编织同轴电缆的衰减特性作对比分析,从计算结果来看,它们特性比较接近,可完全满足相关标准的要求。     

变电站屏蔽电缆端口的雷电感应电压计算方法

变电站内屏蔽电缆容易受到雷电干扰,严重时会造成端接设备损坏,有必要开展电缆端口的雷电感应电压计算研究。基于电磁骚扰的耦合路径分析,提出了依次求解电缆屏蔽层响应和电缆内部响应的耦合分析步骤。对于电缆屏蔽层响应,指出了基于地电位差的传导耦合分析方法和基于空间磁场的感应耦合方法的不足,提出了基于电磁散射理论的更一般的分析方法;对于电缆端口响应,提出了基于转移阻抗和转移导纳的分布激励源的传输线计算方法。通过典型算例,计算了屏蔽电缆单端接地和双端接地时端口雷电感应电压,计算结果表明电缆屏蔽双端接地比单端接地具有更好地雷电屏蔽效果。     

中压环网结构的电缆屏蔽层传输特性的测试与分析

利用电力电缆屏蔽层进行载波信号传输,已成为国内外相关机构的研究热点。文章介绍了一个典型的由8段电力电缆通过线路开关连接成的环网结构,并对其供电电缆屏蔽层信道的传输特性(阻抗、噪声、传输特性)进行了全面的测试。测试结果和试验统计数据显示,采用高频桥接的多级电缆屏蔽层信道的传输特性基本满足载波组网通信可靠性要求,可以作为载波通信的信道,为城市小区配电自动化系统的通信系统提供了一种廉价且方便的解决方案。     

Practice and Accepted Rules of Shielding Power Cables

The Insulated Power Cable Engineers Association voltage limits differ from those permitted by the 1975 National Electrical Code for nonshielded extruded insulated conductors rated 2001 to 8000 V. These differences have created among cable users a renewed interest in the subject of power cable shielding. A brief history of shields has been employed as an introduction to a review of shielding. Electric field patterns in nonshielded versus shielded cable are described along with reasons for shielding and the several functions performed by shields. It is shown how electric stresses can create tracking or surface discharge in typical nonshielded cable installations Also reviewed are methods of minimizing shield losses in single-conductor shielded cables     

电磁脉冲对数字电路的辐照效应研究

为研究电磁脉冲对数字电路的辐照耦合规律,介绍了雷电电磁脉冲的模拟装置并以某装备上信息处理的串行数据分配电路为试验研究对象,研究了电磁脉冲辐射场对数字电路的辐照效应,通过改变场的强度、极性、被试器件的类型等试验条件,探讨了电磁脉冲对数字电路的耦合规律。试验结果表明:影响电磁脉冲对电路的辐照耦合的因素有场的强度、接收天线形状、器件电路的内部结构与阻抗特性、设备或系统在电磁场中的方向、以及线上的信号(即高或低电平信号)等。     

新能源并网输电电缆谐波谐振分析及抑制方法

光伏发电或风力发电的选址距配电网一般较远,往往需要通过电缆进行连接。由于电缆的寄生电容较大,使得配电网中的谐波电压在长电缆中出现谐波谐振的问题。在电缆线路终端加入电阻可以有效阻尼电缆上的谐波谐振,且最优的电阻值为电缆的特征阻抗。利用分布式能源并网逆变器,在输出基波有功能量的同时,通过有源谐波电阻的控制策略在连续的谐波频率上模拟纯电阻的特性,可以实现阻尼宽频域谐波谐振的功能。文中首先建立了电缆线路的分布参数模型,并且分析了由于新能源并网接入点电压谐波而引起的电缆线路谐波谐振问题。然后,基于有源谐波电阻的思想,提出一种新的谐波电流指令生成方法,可以实现新能源并网逆变器在连续的谐波频率上呈现纯电阻特性。最后,利用仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提出谐波电流控制方式的有效性。