LEMP空间表达式求解及分布规律研究

利用偶极子理论对Maxwell方程组进行了求解,得到了垂直通道与斜向通道模型的雷电电磁场解析表达式。基于此表达式分析了不同高度处雷电电磁场的空间分布规律。研究结果表明,在垂直通道与斜向通道模型中,垂直电场和磁场受观测点高度的影响随水平距离的增加而减小,但是对水平电场而言,在垂直通道模型中其初始峰值随着观测点高度增加而增加,在斜向通道模型中,当观测点在通道下方时电场峰值随着观测点高度的增加而增加,当观测点在通道上方时高度越高电场峰值越小。

LEMP模拟装置的研制

本文提出了一套雷电电磁脉冲 (LEMP)模拟装置 ,以模拟闪电时的远场电磁环境 ,用于测试电火工品和电子器件对LEMP的感度。它由冲击电压发生器和平行板横电磁室 (PPTC)组成。本文对装置的功能进行了理论分析和实验研究 ,结果表明

直流电源的LEMP效应试验研究

为了比较研究雷电浪涌对直流电源注入冲击效应和辐照效应,对开关电源和集成稳压电源2种直流电源,根据国际标准进行了雷电浪涌的注入效应试验,并采用自制的平行板传输室辐照装置进行了LEMP辐照效应试验。试验结果表明,2种方法并不相关,在评价电源的雷电效应时,不仅要考虑受直击雷的影响,还要考虑雷电电磁感应的影响。

HEMP和LEMP的实验室产生方法

分析了高空核电磁脉冲(HEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)的特性,介绍了实验室产生强电磁脉冲的方法。设计了一种电磁脉冲模拟装置,该装置由Marx发生器和吉赫横电磁波(GTEM)室组成。为了获得前沿小于10ns的电磁脉冲,该装置采用了前沿陡化技术。初步实验研究表明,采用这种装置能够产生波形参数满足要求的高空核电磁脉冲和雷电电磁脉冲。

水平分层大地电导率对倾斜通道LEMP场影响研究

为了得到水平分层条件下,放电通道倾斜角度、大地电导率以及分层土壤厚度对倾斜通道雷电电磁脉冲(LEMP)场的影响规律,在差分条件下对三维直角坐标系的倾斜放电通道加源方程进行了推导,在此基础上利用时域有限差分(FDTD)法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模。研究结果表明,当放电通道倾斜角度改变时,雷电电磁场峰值会随着倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时观测点与雷击点之间的距离越大倾斜角度对电磁场的影响越明显。当电导率发生改变时,上层电导率主要影响电磁场的峰值,而底层土壤电导率主要影响电磁场的下降沿陡度和波尾幅值,对电磁场峰值影响较小,基本可以忽略。此外,电场波形的下降沿陡度随土壤上层电导率的减小而增加,随下层电导率的减小而降低。当上层土壤厚度改变时,在影响深度范围内电场波尾幅值会随着上层厚度的增加而增加,但电磁场峰值基本不受影响,而且随着水平距离的增加表层土壤的影响深度在不断加大。

基于电磁屏蔽技术保障信息机房安全方面作用的研究

文章结合近年来全国雷电灾害汇编及典型案例选编统计数据,通过分析雷电电磁脉冲产生的成因及其危害,参照现行电子信息机房建设相关的防雷技术规范,以及电磁屏蔽技术的基本原理,提出了针对信息机房防护雷电电磁脉冲的具体屏蔽措施,旨在为后期的电子信息机房建设工程实践提供参考建议。

固体火箭电缆线路雷电感应仿真研究

固体火箭低空飞行时很有可能遭遇雷击从而造成其内部电气设备的损坏。为了研究雷击信号下固体火箭周围的电磁环境及其内部电缆上的感应电流,建立了固体火箭的仿真模型,基于CST电缆工作室中的TLM时域求解器对固体火箭周围的电磁场及其内部线缆上的感应电流进行了仿真。结果表明,固体火箭开敞尾端的电磁环境较为恶劣,同轴线芯线较单线上的感应电流更小,对屏蔽层加厚或使用双层屏蔽则可以获得更好的屏蔽效果。所得结果对厘清雷电电磁脉冲对固体火箭内部线缆的电磁效应继而开展其雷电防护工作具有重要的实际意义。

浅谈雷击电磁脉冲引发的雷击案例分析与对策

本文采用实地勘查、数据收集、资料整理、综合分析等方法,通过调取雷击事发时段闪电定位、预报气象服务、采集器蒸发量等数据资料,重点对孕灾环境、雷击电磁脉冲感应、地电位反击等因素进行分析,发现雷击电磁脉冲是引发此次雷击事故的原因,并有针对性地提出供电线、数据传输线的有效屏蔽以及合理设置汇流排等整改措施。

建筑工业化之装配式钢结构新型防雷技术分析

工业化建造可降低碳排放,节约建材,实现绿色建造,装配化建造迎来快速发展。以某项目为例,分析了屋面接闪器,防雷引下线,接地体,防侧击设计和等电位设置等方面的防雷措施,可有效降低雷击对新型装配式钢结构建筑的损坏,对于新型装配式钢结构建筑防雷体系的设计和施工具有一定的借鉴意义。

基于多阶FDTD雷电感应过电压计算新方法

传统的经验公式法估算架空线雷电感应过电压误差大且存在影响因素考虑不全面的局限性。对此提出一种基于多阶时域有限差分的数值计算新方法。该方法采用一阶时域有限差分(FDTD)法计算回击电流所引发的雷电电磁脉冲(LEMP);采用二阶时域有限差分(FDTD 2nd)法求解耦合电路的Agrawal微分方程,计算不同工况时LEMP激励下架空导线的感应过电压。该方法采用多阶FDTD技术实现了高稳定性和高精度的数值计算,与火箭引雷试验对比证明计算准确性。仿真计算表明:回击电流幅值对感应电压幅值影响明显,对波形影响小;回击电流波头陡度对感应电压波形影响较大,对幅值影响较弱;多导线之间有"屏蔽效应",该效应受导线排布方式影响明显。

雷电电磁脉冲对架空电力线的耦合效应

从传输线模型出发,通过建立雷电回击通道、大地和电力线系统一体化模型,采用时域有限差分法计算得出雷电回击电流的近场分布,将场值代入离散的传输线方程后,计算了架空电力线终端的感应过电压.通过对多导体架空线和单导体线终端感应过电压的分析,发现由于其它导体的存在,多导体系统中单根导体两端的感应电压峰值比相同高度处单一导体两端的感应电压峰值低10%～20%;并且对于垂直导体结构,最小感应电压产生在距离地面最近的导体上;而对于水平导体结构,最小感应电压产生在中间导体上.

电磁脉冲与连续波对数字电路的辐照效应比较

为了比较不同类型的干扰源对数字电路的辐照效应,以串行数据分配电路为研究对象,以平面连续波和雷电电磁脉冲为干扰源,研究了不同类型的干扰源对数字电路的影响,通过改变辐照场强、频率等试验条件,总结了不同干扰源对数字电路的干扰规律,分析了干扰机理,并通过电路仿真进行了验证。试验结果表明:不管是连续波还是电磁脉冲,均能对数字电路造成干扰,但二者对数字电路的干扰结果不同,连续波辐照时,主要影响多谐振荡器方波的高、低电平持续时间及占空比,而电磁脉冲辐照时,则会产生一段频率远高于方波信号的振荡,而且在信号处于低电平时比高电平时更容易受到干扰。

飞行器雷击附着点数值仿真研究

雷击直接威胁飞行器的飞行安全,基于深入研究雷电电磁脉冲(LEMP)对飞行器的雷击特性,提高飞行器雷电防护性能的目的。文章应用一种静电场分析的方法,利用CST电磁仿真软件的EM工作室对某飞行器的等比例模型进行了雷击附着点的仿真研究,并详细讨论了放电间隙尺寸、雷击方位等相关参数的选择对飞行器闪电分区的影响,通过数值仿真的结果完成了对飞行器的闪电分区并与SAE-ARP5416标准分区进行对比,证明该方法是可行的,结论对该飞行器的雷电防护设计有重要的参考价值。

基于时域特征分布的核爆电磁脉冲识别算法

为解决近区核爆电磁脉冲(NEMP)与闪电电磁脉冲(LEMP)的识别问题,提出一种500 km内的时域自动识别算法,并详细介绍了关键环节的具体实现过程。对于多站接收到的同源电磁脉冲(EMP)信号,通过场强阈值触发和波形相关运算结合,确定各条波形时域分析的起始点;根据1000 km处各站直达波和反射波的时差估算电离层高度,以此高度计算时域分析的截止点。定义4个特征参数来表征该段时间范围内的波形特征,并通过对大量的LEMP样本进行统计,得到各个特征参数的分布特性,结合实测NEMP波形的特征参数,制定一套NEMP自动识别算法。实测数据验证结果显示,该算法可有效排除99%以上的LEMP干扰,并有效识别近区范围内的NEMP波形。

埋地电缆雷电感应过电压观测和分析

通过测量自然闪电条件下埋地电缆的雷电感应过电压,探讨了不同类型电缆屏蔽层对芯线上感应过电压的影响。结果表明:电缆屏蔽层具有明显降低雷电感应过电压的作用;对同一次自然闪电,相对于电源电缆,控制电缆和信号电缆上感应电压脉冲波形峰峰值分别为65%和26%。在选取的起始脉冲时间段内,电缆感应过电压正、负峰值的绝对值同时增大或减小,具有一定的对应关系。钢带屏蔽层能够有效抑制控制电缆感应过电压400 kHz^1 MHz的频率分量,铜编织带屏蔽层对信号电缆感应过电压50 kHz以下频率分量的削弱效果明显。总体来看,铜编织带比钢带具有更好的屏蔽效果。

小波计盒分形维数核爆电磁脉冲信号模糊识别

为了在现有禁核试验条件下开展核爆电磁脉冲探测技术研究,对实测的非均匀采样核爆电磁脉冲数据进行阈值检波、直流剔除、滤波、插值和归一化处理后,采用小波分析提取信号第四尺度小波系数能谱熵、第一尺度和第四尺度小波系数计盒分形维数特征值,在统计分析的基础上分别建立其专用隶属度函数;利用模糊识别理论,对核爆电磁脉冲信号和作为主要探测干扰信号源的闪电电磁脉冲信号进行了模糊识别,获得了总识别率为99.41%的识别效果。

雷电电磁场的空间分布

基于传输线 (TL )闪电回击模型计算了闪电回击产生的空间电磁场 ,根据计算结果总结了闪电电磁脉冲(L EMP)

雷电脉冲电磁场对电站敏感设备的电磁干扰

为研究雷电脉冲电磁场对电站敏感设备的干扰情况,研究了雷击大地时近场和远场区脉冲电磁场特性,对比分析了不同回击模型的计算结果;提取雷电脉冲电磁场中的有效干扰分量,与标准规定的电磁兼容阈值进行比较。考虑到设备外壳及墙体的屏蔽效能,结合广东地区雷电活动统计规律,分析了不同距离和通道电流下发生雷击地面时的电磁干扰情况以及发生故障的概率。结果表明,在20 dB屏蔽效能下,距离敏感设备中心300 m外区域发生雷击时,雷电流幅值>150 kA时才可能导致设备外壳端口的电磁干扰超标;考虑距离电站200 km范围内的所有雷电情况,20 dB屏蔽效能下站内敏感设备发生雷电电磁干扰的总电磁干扰超标概率为0.006次/a;40 dB屏蔽效能下的超标概率为2.2×10-5次/a。

核爆与雷电电磁脉冲识别

用经验模态分解和分形分析相结合的方法对核爆和雷电电磁脉冲信号进行了识别研究。计算了核爆和雷电电磁脉冲原始信号的盒维数,以及原始信号经验模态分解后前4阶固有模态分量(IMF)的盒维数。用最近邻法对核爆和雷电进行了识别,实验结果表明:原始信号经验模态分解后一阶、二阶IMF盒维数的识别率要略高于三阶、四阶IMF盒维数的识别率;原始信号盒维数的识别率高于经验模态分解后各阶IMF盒维数的识别率;二维和三维特征的识别率要高于一维特征的识别率,另外二维和三维特征的识别率更加趋于稳定,并且三维特征的识别率都在90%以上。

基于IEC标准雷电后续回击电磁场的计算

基于IEC标准雷电回击电流 ,用击穿电流和电晕电流两种成分对雷电后续回击标准电流进行拆分拟合 .用一种新型脉冲函数表示回击中击穿电流 ,电晕电流用双指数函数表达 .然后基于DU模型 ,合理地选取了两种电流成分的放电时间常数 ,并对雷电标准后续回击电磁场分布进行了计算 ,计算结果比较符合雷电回击电磁场测量波形的四个特征 .