矿井电快速瞬变脉冲群电磁骚扰的研究

分析了矿井电快速瞬变脉冲群骚扰的产生机理和幅频特性,确定了其主瓣频率在100 MHz以内,并结合巷道中电磁波的传输特性,计算出辐射骚扰的衰减率,认为辐射骚扰不是电快速瞬变脉冲群在矿井中的主要传播方式.利用传输线理论建立了矿用电缆的集中参数电路模型,得到电快速瞬变脉冲群传导骚扰的衰减特性,结果说明,电快速瞬变脉冲群骚扰能量主要是以传导方式传播的.在此基础上,探讨了矿用电子设备抑制电快速瞬变脉冲群骚扰的抗干扰措施,确定了井下电子设备的抗扰度试验等级为3级.     

长线缆宽带瞬态脉冲骚扰的传播特性分析

将电快速瞬变脉冲群(EFT/B)展开为傅里叶正弦级数,解决了色散传输线的激励加载问题。建立双绞线、单导线、双导线和同轴电缆的传输线模型,采用叠加原理分析宽带骚扰的传播特性,结果表明:骚扰电压极性会随着传播距离增大而不断转换,电压峰值在正负极性间呈振荡变化。双绞线和双导线对骚扰的传播具有自然抑制作用,长度为1km时负载端的骚扰电压已衰减为0;同轴电缆在距离较短时骚扰电压峰值最低,距离较长时电压峰值会产生波动,带负载时正反向电压峰值都很大,长距离传输信号易受EFT/B的影响;单导线骚扰电压振荡最明显,且负载开路时会产生叠加效应,电压峰值最大可达激励源电压峰值的2.5倍,对地共模干扰是EFT/B的主要形式。     

矿井浪涌脉冲辐射电磁场研究

研究煤矿井下浪涌脉冲电流激励下电缆的辐射电磁场,运用推迟矢量位和行波天线理论推导了浪涌脉冲电流激励下电缆的辐射电磁场时域数学模型,给出了辐射场强的解析表达式,并进行了仿真计算.时域结果表明,浪涌脉冲电流在电缆附近会产生很高的瞬态辐射场强,但随着距离电缆的径向距离的增加,辐射场强迅速衰减;辐射场强的大小与浪涌电流峰值成正比;在巷道径向距离内,同一横截面辐射场强与距离成反比;在浪涌电流峰值为1kA时,距离电缆径向距离4m处瞬态辐射电场强度峰值达到15kV/m,磁场强度峰值达到40A/m.因此在不采取屏蔽措施的情况下,瞬态浪涌辐射会对井下巷道内监控及通信系统的正常工作造成影响.     

矿井电快速瞬变脉冲辐射特性研究

为了研究井下电快速瞬变脉冲群引起的辐射骚扰,分析了EFT/B单脉冲波形的频谱,得出其幅值频谱达到1 GHz,运用时变电流源电磁辐射理论,建立了电快速瞬变脉冲电流激励下电偶极子辐射电磁场的时域解析模型,并进行了仿真计算. 仿真结果表明,辐射电磁场与峰值电流成正比,辐射电场较强,磁场较弱,场强随距离增加而迅速衰减,辐射场以近场为主. 通过井下开关投切试验,验证了投切感性负载会引起较为严重的瞬态电磁辐射骚扰.      

VFTO激励下二次电缆终端传导和辐射干扰水平对比研究

气体绝缘变电站(GIS,gas-insulated substation)中隔离开关操作产生的瞬态电磁过程是影响智能组件正常工作的主要电磁干扰源,其在二次电缆的传导耦合和辐射耦合干扰分量大的大小研究较少。通过252kVGIS真型实验平台模拟了变电站VFTO(very fast transient overvoltage)产生电磁干扰;测量了不同屏蔽措施条件下二次电缆两端干扰电压水平,得到了电缆端口干扰电压的时域和频域特性,通过统计分析发现辐射耦合是干扰电压产生的主要方式。因此为保证二次电缆安全稳定工作,变电站二次电缆应采取良好的屏蔽措施。     

提高带换向器式电动机家用电器的电磁兼容性能

带换向器式电动机的家用电器会产生严重的电磁骚扰.根据其产生电磁骚扰的原因及途径,阐述了抑制带换向器式电机的家用电器电磁骚扰的措施.并强调了在产品的设计初期就应该考虑其电磁兼容性能.     

矿用电缆护套对电快速瞬变脉冲群感应耦合的影响

易燃、易爆危险环境中不能打开电气设备隔爆外壳进行直接测量,这就造成无法定量分析矿用电缆中电快速瞬变脉冲群的感应耦合骚扰限值。以双指数瞬态脉冲作为骚扰源,运用电路和电磁场理论建立矿用电缆的感应耦合模型,并进行数值分析。结果表明:矿用电缆金属护套可靠接地能够有效抑制电快速瞬变脉冲群的感应耦合骚扰,被金属护套完全包裹的电缆可以消除容性耦合骚扰。金属护套层越厚,感应耦合电压越小;电缆越长,感应耦合电压越高。缆皮终端接地电阻越小,感性耦合电压越低,屏蔽效果越好。电缆金属护套未接地时,会产生更高的感应耦合电压。巷道中与骚扰源同侧的电缆感应耦合电压比异侧的电缆感应耦合电压高。     

基于传输线网络的特高压变电站智能组件端口电磁骚扰的建模仿真

随着智能化 GIS 设备的发展,GIS 设备上集成了大量电子设备。GIS 设备开关操作产生的特快速瞬态电磁过程主要经由“传感器—二次电缆—智能组件”这段电路对电子设备产生电磁影响。笔者首先基于传输线网络理论建立了开关操作产生的地电位升对“传感器—二次电缆—智能组件”回路的耦合计算模型,然后通过验证实验证明了计算模型的有效性和准确性,最后对不同屏蔽层接地方式下的各传感器端口和智能组件各端口及端口间的骚扰电压进行了仿真研究。计算结果显示,各骚扰电压受接地方式的影响较大;通过选择合适的接地方式,可以有效地抑制开关操作电磁骚扰。     

快速瞬态过电压激励下二次电缆终端传导和辐射干扰水平对比研究

气体绝缘变电站(gas-insulated substation,GIS)中隔离开关操作产生的瞬态电磁过程是影响智能组件正常工作的主要电磁干扰源,其在二次电缆的传导耦合和辐射耦合干扰分量大的大小研究较少。通过252 k V GIS真型实验平台模拟了变电站快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)产生电磁干扰;测量了不同屏蔽措施条件下二次电缆两端干扰电压水平,得到了电缆端口干扰电压的时域和频域特性。通过统计分析发现辐射耦合是干扰电压产生的主要方式;因此为保证二次电缆安全稳定工作,变电站二次电缆应采取良好的屏蔽措施。     

电气化铁路影响下仪表着陆系统的电磁环境评估

为探究电气化铁路对仪表着陆系统的电磁环境影响程度。根据仪表着陆系统电磁环境要求及测试规范,选择动车的高压电缆、锚段关节、牵变所、分区所等典型位置,利用电磁干扰接收机进行点频测试,得到了其在航向信标频谱内的电磁辐射特性;应用电磁传播理论,以电气化铁路垂直穿越航空器下滑道为例,理论分析了典型位置电磁辐射对航空器着陆的影响;根据GB 6364—2013航向信标防护率要求,结合典型位置实测数据,进行了电磁兼容预测,给出了典型位置距跑道中心延长线的保护距离。结果表明:高压电缆的电磁骚扰可以忽略不计;分区所处的电磁骚扰最大,在110 MHz处产生的辐射峰值高达89. 7 d B·μV·m~(-1);当分区所、牵变所和锚段关节分别距跑道中心线延长线垂直距离不小于9 247 m、297 m和986 m时才不会对飞机的导航信号产生影响。研究结果能给电气化铁路和民用航空机场区域的电磁兼容问题提供建议和数据支撑。     

浪涌骚扰对矿用双绞线传输特性的影响

应用传输线理论建立矿用双绞线的RLCG模型,研究了浪涌耦合到矿用双绞线后,浪涌的传输特性。选取了MHYVP 1/1.38、MHYBV 1/1.0和MHYV 7/0.28三种典型矿用双绞线进行了数据建模和仿真计算,研究结果表明浪涌脉冲耦合到矿用双绞线会产生较强的骚扰电压,线缆的长度和频率会影响浪涌骚扰电压的幅值和相位,双绞线越长,频率越高,骚扰电压衰减越快。MHYVP 1/1.38型抗浪涌骚扰特性最差,MHYBV 1/1.0型次之,MHYV 7/0.28型最好。     

电力电缆初期绝缘故障检测方法综述

严重的电力电缆局部绝缘缺陷会导致显著的电压电流扰动，准确检测出这种电缆初期故障产生的扰动，可以对即将发生永久故障的电力电缆进行及时的运维处理，防止无计划停电的发生。文中对现有相关研究进行全面综述，归纳现场收集到的各种电缆局部缺陷导致的电压电流扰动波形及波形特征；对现有文献报道的初期故障检测方法，按照其检测原理和使用的检测数据类型，从暂态电力扰动的时频特征阈值法和人工智能方法两个角度对检测方法进行综述，同时对不同方法进行分析和评价。基于现有研究成果，对电缆初期故障在线检测技术的进一步研究提出建议。     

轴向对称小夹角分支隧道中电磁波传输特性

采用弯曲柱面坐标系研究了轴向对称且夹角较小的分支隧道中电磁波传输特性,在分支隧道严格对称性的情况下,利用玻印亭定理从能量守恒的角度分析得到主隧道中电磁波能量平均地流入对称分支隧道中。根据空心介质波导衰减的定义,在隧道分支处不考虑隧道壁的劈型散射,得出分支隧道中的电磁波衰减与分支的轴向夹角的四次成正比例关系,并给出了电磁波低次模的实例计算和夹角与衰减常数的关系曲线。     

异步电动机在不对称电压下运行时的性能变化

分析了三相异步电动机在不对称三相电压下运行性能(电机定子电流、电磁转矩和效率)的变化情况,结果表明,三相异步电动机在不对称电压运行时,至少有一相电流超过额定电流,电机转矩减少和效率降低。总结了不对称电压对电动机危害的一些情况,给出了电机运行时对三相电压对称度的要求。     

基于功率因数角反馈的感应电动机软起动方法

电动机软起动方式是一种无级的调节电动机定子端电压的方法，可抑制电动机起动过程中的电流冲击，并能缓解电动机起动过程中电压降落问题．但一般的软起动方式是开环控制方式，故在电动机起动过程中仍然存在着电磁转矩和电流脉动问题．这里提出一种采用功率因数角作为反馈信号的软起动过程闭环控制方法，该方法可以使电动机起动过程中的电磁转矩和电流脉动得到明显抑制．     

PWM供电的直流电动机暂态过程

论述了用ＰＷＭ供电时直流电动机的暂态特性,用计算机数值计算和实验证明,ＰＷＭ供电时电机暂态的特性微分方程依然由电磁时间常数和机电时间常数决定;若保持电枢电路电压平均值不变,改变ＰＷＭ的调制频率和占空比,只影响电机电流和转矩的脉动,使电机产生根动,噪音和附加损耗,不影响电机的基本性质。     

Propagation characteristics of arrayed transient electromagnetic pulses

Starting from the uniform disk current model, an analytical solution for the electromagnetic pulse axial energy radiation is derived and a physical meaning then given to the axial energy propagation characteristics of a unit antenna. From this solution, a point-source approximation model in the time domain is introduced. Parameters such as the energy propagation characteristics and beamwidth of the electromagnetic pulse beam radiating from arrayed antenna are analyzed theoretically. An arrayed transient electromagnetic pulse generator is developed incorporating a 23×16 ultra-wideband tapered slot antenna integrated with a Blumlein formation line and photoconductive semiconductor switch. Experiments performed over a 2.5 km range confirm that the arrayed transient electromagnetic pulse can propagate in free space with the specified waveform. Moreover, the field components can be superposed in phase, and the radiation beam can be focused into a single pulse. Results from calculations are in agreement with experimental results within the measurement uncertainties.