高速铁路弓网离线电弧电磁辐射特性的试验研究

高速铁路系统电磁环境十分复杂,其中弓网离线电弧产生的电磁辐射是高速铁路系统最重要的电磁干扰源之一。利用高速弓网关系试验台开展了大电流、高速条件下的弓网离线放电模拟试验,测量了不同牵引电流及不同行车速度下放电辐射场的时域波形,经快速傅里叶变换后得到了离线放电电磁辐射的主要分布频段、分布疏密程度、典型频率值等特征,探讨了放电辐射特性随牵引电流和行车速度的变化规律及原因。研究表明：在大电流、高速条件下,弓网放电电磁辐射能量主要分布于0~100 MHz的频率范围,其中分布最密集频段为45~55 MHz,起弧电磁辐射强度大于熄弧电磁辐射强度;在100~700 A的牵引电流区间内,放电辐射场的幅值随电流增大而增大;相同牵引电流下,频域峰值对应的频率值随车速增大而逐渐变小。该研究结果为弓网电弧电磁辐射干扰的机理研究以及防护提供了试验数据和参考依据。     

复杂激励条件下变压器结构件杂散损耗的测量方法

复杂激励条件下,变压器绕组引起的漏磁场在结构件中会产生杂散损耗造成局部过热,严重时会产生运行事故,对结构件杂散损耗的精准测量方法以及采取有效措施降低损耗已经成为变压器结构设计和优化中备受关注的问题。基于TM21实验模型,提出一种将实验测量和仿真精准计算相结合的办法对复杂激励条件下变压器结构件杂散损耗的测量方法。该方法可以为变压器及平波电抗器类产品设计与优化提供有效帮助。     

变压器用取向硅钢片磁特性影响因素研究

基于爱泼斯坦方圈磁特性测量系统,分别对硅钢片退火处理对硅钢片的磁特性影响及长期工作条件下硅钢片磁性能的变化进行了分析研究。     

用击穿电流和电晕电流表示雷电回击标准电流

为准确计算雷电回击的电磁场 ,用击穿电流和电晕电流来拆分 IC标准雷电回击电流。前者用一种新型脉冲函数表示 ,后者用双指数函数表示。分别拆分拟合了标准中雷电首次回击和后续回击通道基电流。所得结果误差 <3%。     

宽带电磁脉冲测试系统的分步辨识建模方法

系统辨识作为一种常用的"黑箱"系统建模方法,为评估测试系统在瞬态测量中的动态特性提供了重要依据。通过理论分析和仿真计算阐述了在全频带范围内建立宽带电磁脉冲(EMP)测试系统动态数学模型的局限性,在此基础上给出了一种连续域的分步辨识建模方法,可用于解决测试系统在全频带范围内的数学建模问题。仿真分析结果表明,分步辨识建模方法有效融合了测试系统的低频和高频动态校准数据,得到的一体化连续域辨识模型能反映测试系统从低频至高频全频带范围内的动态特性。实验测试结果也验证了此方法的可行性。     

影响空气式静电放电特性的相关因素分析

为了提高静电放电特别是空气式静电放电试验结果的重复性,从理论和试验两方面对影响空气式静电放电(ESD)特性的相关因素进行了研究,结果表明:电弧长度是影响空气式ESD特性的一个最直接因素,不同电弧长度会得到差别很大的空气式ESD事件,相同放电条件下,电弧长度越短,峰值电流越大,上升时间越小;其它条件一定的情况下,电极的接近速度会影响到电弧长度而引入时间相关效应,进而影响空气式ESD特性,比如当放电电压一定时,接近速度越快,峰值电流越大,上升时间越小;不同的放电电极极性将产生空间极性效应或空间电荷效应,从而影响空气式ESD特性;不同的环境条件尤其是空气成分与空气湿度对空气式ESD的影响很大。这些研究成果将为空气式ESD的试验规律研究提供理论依据。     

用于远距离电晕放电检测的窄带测试系统设计

针对电晕放电远距离检测的需求,基于窄带测试原理设计了一种窄带测试系统。该系统主要由接收前端和处理终端组成。接收前端中,设计了定向性强、增益≥9 dB的螺旋天线作为接收天线,利用差分放大单元增强电晕放电信号。数据处理终端中,设计了虚拟仪器代替常规测试系统中示波器和频谱仪,设计了全相位数字滤波器以实现强背景干扰下放电信号的快速降噪和特征提取。对模拟电晕放电信号的测试结果表明:实验区域背景噪声主要分布在400 MHz以内,采用80 MHz~2 GHz的宽带测试系统最大测试距离为100 m,而使用所设计的200~300 MHz窄带测试系统最大测试距离可达260 m。所设计的窄带测试系统抗干扰能力强,测试距离远,为电晕放电远距离测试提供参考手段。     

ESD辐射场与带孔缝金属腔体耦合的数值研究

采用FDTD法研究了ESD电流注入细导线所产生的辐射场在其近场区域与带孔缝金属腔体的耦合问题 ,建立了耦合数值模型。计算分析表明 ,在金属腔体内的孔缝周围区域存在较强的耦合场 ,腔体内被激励起以TE10 1模、TE2 0 1模和TE112 模为主的谐振场 ;对面积相等的方孔、矩形孔和孔阵 ,通过长边与导线垂直的矩形孔和方孔的耦合场比较强 ,而通过长边与导线平行的矩形孔和孔阵的耦合场比较弱     

基于小波分解与滑动峰态的微弱放电信号联合检测方法

基于四阶累积量的滑动峰态算法在表征微弱信号的非高斯特性方面具有优势,可用于对微弱放电信号进行检测。但在混合噪声干扰下,受固定滑动窗宽度的影响,该算法对微弱放电信号的检测性能会显著劣化。针对该问题,提出了基于小波分解和滑动峰态相结合的联合检测方法,并进行了仿真分析和实验验证,结果表明:利用小波变换对信号的多尺度分解以及信号在不同分解尺度上的特征差异,该联合检测方法实现了信号在多个优化的滑动窗宽度共同作用下的峰态检测,进一步增强了其抗噪声干扰能力,对微弱放电信号的检测性能相比原有滑动峰态算法有明显提升。     

ESD过程中的静电场实验研究

分析了静电放电 (ESD)过程中的静电场。对某型静电场强计进行了标定 ,并利用该场强计对放电过程中的静电场进行了测量。指出在放电点附近存在较强的静电场 ,其幅度随距离增加迅速衰减