電磁兼容原理課件-

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1、電磁兼容原理與應(yīng)用第9章浪涌抑制技術(shù)林福昌fclin@hust.edu.cn戴玲dailing@hust.edu.cn1通常把在設(shè)備電源線、數(shù)據(jù)線或信號端口上出現(xiàn)的持續(xù)時間較短的瞬變過電壓稱為浪涌。來源可以是雷擊、高壓設(shè)備中的開關(guān)操作、低壓設(shè)備中的工作狀態(tài)突變、靜電放電、核電磁脈沖等。浪涌具有持續(xù)時間短（一般小于1ms）、幅值高（可以達(dá)到數(shù)kV或數(shù)kA）的特點。在浪涌作用下，設(shè)備電源和半導(dǎo)體器件可能遭受擊穿或燒毀、設(shè)備失效、信號失真等危害。29.1雷電浪涌的產(chǎn)生與傳遞9.1.1雷電的產(chǎn)生與特性9.1.2雷電干擾的機(jī)理9.2建筑物防雷與接地技術(shù)9.3浪涌抑制器件9.4電子設(shè)備的端口防護(hù)

2、技術(shù)39.1雷電浪涌的產(chǎn)生與傳遞9.1.1雷電的產(chǎn)生直擊雷：大量的正和負(fù)電離子互相中和時的放電現(xiàn)象，當(dāng)然以直擊雷的破壞性而言，最大為云塊與地上的物體發(fā)生放電所造成的毀滅性破壞。感應(yīng)雷:雷擊會產(chǎn)生強(qiáng)大的靜電感應(yīng)和磁場感應(yīng)，最終在附近金屬物體或引線中產(chǎn)生瞬間尖峰沖擊電流而破壞設(shè)備。它其實主要是透過電阻性或電感性兩種方式耦合到電子設(shè)備上的。49.1.2雷電干擾的機(jī)理9.1.2.1輸電線路中的雷擊過電壓感應(yīng)過電壓：由靜電分量和電磁分量疊加而成。這種由于先導(dǎo)通道中電荷所產(chǎn)生的靜電場突然消失而引起的過電壓稱為感應(yīng)過電壓的靜電分量?？赡茉诰€路與大地之間產(chǎn)生高達(dá)幾十甚至幾百kV的過電壓。主放電產(chǎn)生的強(qiáng)磁

3、場將在導(dǎo)線和其它線路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。稱為感應(yīng)過電壓的電磁分量。對于輸電線路而言，由于主放電通道與導(dǎo)線可以看成互相垂直，因此電磁分量不大，約為靜電分量的1/5。5直擊雷過電壓：雷直接擊中導(dǎo)線時，將在導(dǎo)線上形成很高的過電壓，其值可以認(rèn)為是導(dǎo)線波阻抗與雷電流的乘積。感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓循著導(dǎo)線以波的形式向兩側(cè)傳播，由于電壓幅值較高，形成沖擊電暈并沿線路逐漸衰減。過電壓竄入變壓器等電力設(shè)備中，再通過配電設(shè)備的靜電與電磁耦合傳遞，進(jìn)入電力用戶，造成危害；也可在其它導(dǎo)線（如數(shù)據(jù)傳輸線）上感應(yīng)過電壓后直接對電子設(shè)備造成危害。69.1.2.2雷擊過電壓通過變壓器的傳遞當(dāng)雷擊過電壓波通過輸電線路侵入變壓

4、器的高壓繞組時，會在低壓繞組中產(chǎn)生過電壓。波由高壓繞組向低壓繞組傳播的途徑有兩個：一個是通過靜電感應(yīng)的途徑，另一個是通過電磁感應(yīng)的途徑。（1）繞組間的靜電感應(yīng)由于C20遠(yuǎn)大于C12，故u2的值遠(yuǎn)小于u0。u2=C12C12+C20u07（2）繞組間的電磁感應(yīng)高壓繞組在沖擊電壓作用下，繞組電感中會逐漸通過電流，所產(chǎn)生的磁通將在二次繞組中感應(yīng)出電壓，這種電壓就是電磁感應(yīng)分量。電磁感應(yīng)分量與變壓器繞組的變比有關(guān)，但在沖擊波作用下，鐵心中的損耗很大，所以與變比也不成正比關(guān)系。89.1雷電浪涌的產(chǎn)生與傳遞9.2建筑物防雷與接地技術(shù)9.2.19.2.29.2.39.2.4直（側(cè)）擊雷防護(hù)技術(shù)建筑

5、物的接地用電設(shè)備的接地保護(hù)雷擊過電壓的防護(hù)9.3浪涌抑制器件9.4電子設(shè)備的端口防護(hù)技術(shù)99.2建筑物防雷與接地技術(shù)9.2.1直（側(cè)）擊雷防護(hù)技術(shù)接閃器（也叫接閃裝置）的作用是吸引雷電，比如避雷針、避雷帶（線）和避雷網(wǎng)，以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。（1）避雷針h45ohxh/2rx1.5hhxrx單支避雷針的保護(hù)范圍10（2）避雷線和避雷帶因為避雷線對雷云與大地間電場畸變的影響比避雷針小，所以其引雷作用和保護(hù)寬度比避雷針要小。但因避雷線的保護(hù)長度較長，故特別適于保護(hù)架空線路及大型建筑物。避雷帶指在屋頂四周或屋脊、屋檐上安裝的帶型的金屬接閃器。25°hahxh在hx水平面上保

6、護(hù)范圍的截面rxrxrxh單根避雷線的保護(hù)范圍11（3）避雷網(wǎng)避雷網(wǎng)是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)，又叫籠式避雷網(wǎng)或暗裝避雷網(wǎng)。只要每層樓的樓板內(nèi)的鋼筋與梁、柱、墻內(nèi)的鋼筋有可靠的電氣連接，并與層臺和地樁有良好的電氣連接，形成可靠的暗網(wǎng)。避雷網(wǎng)的作用：均壓和屏蔽。建筑物籠式避雷網(wǎng)示意圖129.2.1.2引下線連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體稱為引下線，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置?，F(xiàn)代建筑物應(yīng)利用柱筋作避雷引下線。柱鋼筋與木梁、樓板的鋼筋，都是連接在一起的，與接地系統(tǒng)形成一個整體的“法拉第”籠，籠內(nèi)均處于等電位狀態(tài)，所以雷電流會很快被分散掉，可以有效避免直擊和旁側(cè)閃擊的

7、現(xiàn)象發(fā)生。139.2.1.3接地裝置·接地裝置（接地體）一般有兩種形式，即自然接地體和人工接地體。·自然接地體利用埋在地下的金屬構(gòu)件、金屬管道以及建筑物的基礎(chǔ)底板鋼筋作為接地體?！?yōu)點是節(jié)省工程量和降低工程造價，同時大幅度減小接地電阻?！と秉c是長期使用時會造成建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋和管件發(fā)生電蝕現(xiàn)象。149.2.2建筑物的接地9.2.2.1接地網(wǎng)的概念接地網(wǎng)是將多個接地體用接地干線連接而成的網(wǎng)狀電極。與普通接地