纽扣式分流条布局对天线罩内雷电感应电场影响

为了提高纽扣式雷电分流条的雷电屏蔽能力,文章基于天线罩的雷电屏蔽试验工况,在有限元软件COMSOL中建立了天线罩雷电屏蔽模型,从分流条长度、数量以及天线与罩体距离3个方面,仿真分析了纽扣式雷电分流条布局对天线周围感应电场强度的影响趋势,获得了纽扣式分流条布局对天线罩雷电防护能力的影响规律,并通过试验验证了仿真结果的有效性。研究结果表明:随着纽扣式分流条长度和数量的增加,天线附近电场强度呈递减趋势,分流条长度超过天线自身高度约40%后,该趋势变缓;分流条数量达到经验公式所求数量后,该趋势同样变缓;随天线与罩体距离的增大,天线周围电场强度会有小幅增强。研究成果可为机载天线罩防雷设计和优化提供参考。     

飞机雷达罩雷电防护设计仿真研究

文章研究了飞机雷达罩雷电防护设计参量变化对雷达罩内、外感应电场强度的影响规律,利用EMA3D静电场仿真方法,探究了飞机雷达罩的相对介电常数、分流条长度和数量对罩体感应电场强度的影响趋势。研究结果表明,雷达罩相对介电常数小于10时对其内、外感应电场强度影响较为明显。对某典型雷达罩进一步开展了雷电防护设计研究,获得了不同分流条长度和数量对感应电场强度的影响规律。     

内设防雷引下线风力机雷击暂态特性分析

风力机塔筒内部增设引下线提供了一条新的防雷思路,但需要详细分析引下线泄流过程对塔筒内部电气线缆电磁干扰影响。通过EMTP软件搭建风力机叶片、塔筒和接地系统模型,分析引下线与塔筒分流情况,考虑引下线与内部电气线缆电磁耦合作用,计算不同高度处引下线与电缆线间电位差及平均电场强度。讨论引下线与电缆线安全距离及其受雷电流波头时间和土壤电阻率影响。研究结果表明:增设内部引下线后,绝大部分雷电流经由引下线泄散入地;引下线与电缆线间电位差可达MV级别,二者间平均电场强度极易击穿周围空气,发生侧向闪络;但引下线与电缆线间电位差随着塔筒高度的降低发生极性反转,平均电场强度也呈现出先降低后增加的变化趋势。缩短引下线与塔筒间等电位连接间距能够降低引下线和电缆线间电位差与平均电场强度。引下线与电缆线间的安全距离随着雷电流波头时间的缩短和雷电流幅值的增加而增大,随着土壤电阻率的降低而减小。增设内部引下线需要合理设置其与塔筒等电位连接间距和与内部电缆线安全距离。     

雷电电磁脉冲场对多芯线的耦合效应研究

为研究多芯线短线缆在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,利用WU-800型MARX源和有界波模拟器来模拟雷电电磁脉冲场,对多芯线进行辐照耦合试验。试验中通过改变试验条件,得到了不同雷电电磁脉冲波形、多芯线长度、辐射场与线缆夹角、线缆终端负载条件下多芯线终端负载的感应电压的变化规律。试验发现:雷电电磁脉冲的上升沿对线缆耦合电压幅值影响较大,脉宽对耦合电压影响较小;线缆长度对感应电压的幅值及响应频点有重要影响;电场极化方向对线缆终端响应幅值有较大影响,但并不改变响应波形;随着受测端负载阻值的增加,线缆感应电压也逐步增大,非受测端负载对线缆感应电压无影响。     

极不均匀场中振荡型雷电冲击电压下变压器油击穿特性研究

针对目前振荡型冲击电压和标准冲击电压的等效性研究尚不成熟的问题,采用100、300、400kHz的正极性振荡型雷电冲击电压(OLI)和标准雷电冲击电压(SLI)进行对比,以间距为5mm的针尖和球体作为电极,研究了极不均匀场中变压器油在振荡型雷电冲击电压下的击穿特性,记录了这3种频率的振荡型雷电冲击电压和标准雷电冲击电压的击穿波形,统计并分析了不同雷电冲击电压下的伏秒特性、起始击穿电压和最大击穿时延。结果表明:振荡型冲击电压下的变压器油击穿后会产生一定的振荡,需串接电阻抑制;标准雷电冲击电压的变压器油击穿点主要分布在波峰处,而振荡型雷电冲击电压的击穿点在每个振荡周期的峰值处都有分布;振荡型冲击电压的起始击穿电压随频率升高而上升,最大击穿时延随频率的升高而缩短,但比标准雷电冲击电压长。该研究为现场对变压器进行振荡型冲击耐压试验奠定了基础。     

钻孔地质雷达天线收发信号数值模拟

为了解决钻孔地质雷达数值模拟中天线长度的影响,通过理论推导和数值计算研究天线中电流于电压的相互转换。对于发射的信号,首先根据激发的电压与的卷积得到天线中电流的分布,从而得到计算区域的电场;对于接收信号接收天线处的电场与卷积得到该无限小的天线电流强度,然后根据天线长度对其进行积分得到天线总电流的大小,与接收天线的负载电阻相乘即可得到该时刻接收到的电压大小。结果表明:接收信号波形与发射信号波形基本相同。证明了在考虑天线长度的前提下,根据文中算法得到的收发信号表达式是准确的。     

电容器组负荷开关电场与气流场仿真分析

基于电场数值分析理论,采用二维轴对称电场和拉普拉斯方程描述电容器组负荷开关灭弧室内电场,仿真分析分合闸过程中负荷开关的电场分布,计算电场强度随开距的变化情况;仿真分析合闸过程中的预击穿特性;同时,使用有粘气流场的二维可压缩的N-S方程组描述开关内部气流场,计算分闸情况下负荷开关内部的气流场分布情况,并通过耦合计算得到负荷开关不同条件下的介质恢复强度曲线.     

电场分布对静电纺丝纤维直径的影响

为了研究电场对静电纺丝纤维直径的影响,设计两种具有不同电场分布的单针头和辅助板静电纺丝装置,采用聚氧化乙烯(PEO)为原料,在两种纺丝装置中,分别设计不同纺丝电压、纺丝接收距离和纺丝流量参数下的对比试验.并用Maxwell软件模拟纺丝装置中的电场强度分布,结合试验结果说明电场分布影响静电纺丝的纤维直径,从而得出在均匀电场中所纺丝的纤维直径较小.     

同轴电缆内、外半径成与电缆中电场的关系

当同轴电缆被加上一定电压时,其内、外半径之间存在某种数值关系,使其电缆内部所承受的电场强度的最低,从而可以减少同电场强度过高而使电缆内介质被击穿的可能性。提高电缆承受电压的能力。     

采用附加高频电场增强维格特效应

报道了在诱导二向色片的同时附加高频电场的方法能够有效地增强维格特效应·由实验得出了二向色性角与附加电场频率和电场强度的关系,并且发现附加外电场能有效消除热负效应的影响·当电场强度为3200V/m,电场频率为1365MHz时,二向色性角可增大约7倍·利用量子微扰理论和自由电子振子模型,解释了二向色性的成因和附加高频电场增强维格特效应及消除热负效应的机理·     

避雷针接闪对通信台站布线及接地系统影响分析

从避雷针保护范围及雷电流分析入手,研究了避雷针引下线周围,通信台站布线及接地系统构成的金属线框,若非闭合其回路上的感应电压大小与雷电流关系,若闭合其回路上的感应电流以及各段电压的变化,计算结果表明:雷电峰值越大,波头时间越短,金属线框距雷击点越近,设备损坏可能性越大;若该金属线框作为通信台站防雷、保护及工作共用接地线,因雷电强电磁感应,使共用接地系统的地线电位无法处处相等,并有达数百至数kV变化,将使通信台站内的设备,特别是逻辑集成电路工作混乱、CPU死机或硬件损害。文中的定量分析结论,可为通信台、雷达站及建筑物电子信息系统的防雷电设计提供参考依据。     

高速公路路侧振动带的设计及应用

介绍了路侧振动带的警示原理及国外4种不同类型振动带的特点和使用条件,提出了我国高速公路路侧振动带的最佳类型.通过对5种切削式路侧振动带的现场试验测试,分析了不同设计尺寸下路侧振动带的警示效果,提出了切削式路侧振动带的建议尺寸和平面布局方案.     

输电线雷击过电压波辐射场模型及数值分析

采用时域有限差分法（FDTD）方法研究了远离雷击通道的雷击输电线产生的辐射场．建立了输电线的数值计算模型，推导出了输电线的FDTD计算格式；对雷电激励源的加入作了详细讨论；最后分别仿真计算了雷击自由空间的单根导线和实际的三相高压输电线后，雷电过电压波沿线传播过程中在输电线周围产生的瞬态辐射场．计算结果表明：线路上的雷电过电压波引起的瞬态辐射场对环境的影响是明显的，瞬态辐射场中的高频分量可能对沿线附近的通讯设施和电气电子设备产生干扰或破坏作用．     

基于有源超表面天线罩的窄截面方向图可重构天线

针对无人机数据链通信存在抗干扰性能差、防捕获能力弱等问题,提出了一种具有良好气动性能的基于有源超表面天线罩的窄截面方向图可重构天线。该天线由宽带平面印刷全向天线、窄截面有源超表面天线罩以及双频阻抗匹配网络组成。当超表面天线罩上二极管均截止(未加偏置电压)时,天线罩处于全透波状态,天线工作于宽带全向通信模式。当超表面天线罩特定区域二极管导通时,该区域天线罩处于全屏蔽状态,天线工作于双频定向通信模式,此时通过引入双频阻抗匹配网络显著改善天线的阻抗匹配。全向通信模式下,天线相对带宽达到44.6%,全向增益可达1.37 dBi,不圆度小于2.5 dBi;定向模式下,双频天线上下频带分别为1.4 GHz和1.8 GHz,相对带宽分别为9.1%和15.3%,最大定向增益达5.2 dBi。该天线具有窄截面、低成本等优点,能够在宽带全向通信和双频定向通信工作模式之间灵活切换,有望提高无人机抗干扰、防捕获的性能。     

直击雷作用下浮顶储罐的电压分布

制作了大型浮顶储罐的等比例模型,研究了储罐模型浮顶在直击雷作用下,使用1根和6根铜编织带时储罐浮顶中心、浮顶边缘、罐壁及罐底各点对地电压分布情况,还使用有限元电场分析软件对储罐罐体以及浮顶上的电压分布进行了计算.结果表明,增加铜带数量可以有效降低浮盘和罐壁间的电位差,从而在一定程度上减少电火花的产生.     

电力系统防雷工程设计浅谈

电力系统的雷电保护愈来愈向精细化、准确化、专业化方向发展,因此本文通过分析雷电能量计算与防雷保护之间的关系,浅谈了电力系统中变电所、输电线路等方面的防雷工程设计,逐步完善现代科学的防雷体系。     

动车组车顶高压系统优化布置仿真分析

基于有限元法,针对现有车顶设备建立三维仿真模型,通过对电场和气流场的分析,提出两种车顶设备布置优化方案.与原有方案进行对比表明:将高压隔离开关和电压互感器分别向受电弓底架中心线平移438mm和306mm时,受电弓1#位和3#位支柱绝缘子、高压隔离开关1#位绝缘子、高压隔离开关连接导杆及电压互感器连接导杆电场强度均有所下降,而高压隔离开关2#位绝缘子、受电弓2#位支柱绝缘子及电压互感器电场强度均略有增加,仅受电弓2#位支柱绝缘子和电压互感器风压下降;将高压隔离开关及电压互感器平移至受电弓底架中心线时,除高压隔离开关2#位支柱绝缘子表面最大场强略有升高外,其他部件表面最大场强均小于原有方案,且除受电弓2#位支柱绝缘子风压小幅度增加外,其余气压均下降.建议采用将高压隔离开关及电压互感器位置中心点与受电弓底架中心线重合的优化方式.     

飞机复合材料结构对雷击附着点的影响

为了确定使用复合材料结构的飞机雷击特性,采用基于传输线矩阵法的数值仿真技术对飞机的雷击附着特性展开研究。以波音777飞机为例,依据SAE-ARP5416和国内相关标准规定的雷击附着点试验方法,对其进行了全尺寸建模仿真,得到了复合材料在不同设置条件下飞机表面感应电场强度大小及雷击附着点分布的特点。仿真结果表明：当机身采用复合材料结构时,飞机表面的感应电场强度值降低,飞机遭雷击的概率下降;复合材料的相对介电常数增高,对飞机表面感应电场的强度值影响很小;飞机表面复合材料的电导率越高,飞机表面感应电场的强度值越大。