电磁兼容原理课件-

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1、电磁兼容原理与应用第9章浪涌抑制技术林福昌fclin@hust.edu.cn戴玲dailing@hust.edu.cn1通常把在设备电源线、数据线或信号端口上出现的持续时间较短的瞬变过电压称为浪涌。来源可以是雷击、高压设备中的开关操作、低压设备中的工作状态突变、静电放电、核电磁脉冲等。浪涌具有持续时间短（一般小于1ms）、幅值高（可以达到数kV或数kA）的特点。在浪涌作用下，设备电源和半导体器件可能遭受击穿或烧毁、设备失效、信号失真等危害。29.1雷电浪涌的产生与传递9.1.1雷电的产生与特性9.1.2雷电干扰的机理9.2建筑物防雷与接地技术9.3浪涌抑制器件9.4电子设备的端口防护

2、技术39.1雷电浪涌的产生与传递9.1.1雷电的产生直击雷：大量的正和负电离子互相中和时的放电现象，当然以直击雷的破坏性而言，最大为云块与地上的物体发生放电所造成的毁灭性破坏。感应雷:雷击会产生强大的静电感应和磁场感应，最终在附近金属物体或引线中产生瞬间尖峰冲击电流而破坏设备。它其实主要是透过电阻性或电感性两种方式耦合到电子设备上的。49.1.2雷电干扰的机理9.1.2.1输电线路中的雷击过电压感应过电压：由静电分量和电磁分量叠加而成。这种由于先导通道中电荷所产生的静电场突然消失而引起的过电压称为感应过电压的静电分量。可能在线路与大地之间产生高达几十甚至几百kV的过电压。主放电产生的强磁

3、场将在导线和其它线路中产生感应电压。称为感应过电压的电磁分量。对于输电线路而言，由于主放电通道与导线可以看成互相垂直，因此电磁分量不大，约为静电分量的1/5。5直击雷过电压：雷直接击中导线时，将在导线上形成很高的过电压，其值可以认为是导线波阻抗与雷电流的乘积。感应过电压和直击雷过电压循着导线以波的形式向两侧传播，由于电压幅值较高，形成冲击电晕并沿线路逐渐衰减。过电压窜入变压器等电力设备中，再通过配电设备的静电与电磁耦合传递，进入电力用户，造成危害；也可在其它导线（如数据传输线）上感应过电压后直接对电子设备造成危害。69.1.2.2雷击过电压通过变压器的传递当雷击过电压波通过输电线路侵入变压

4、器的高压绕组时，会在低压绕组中产生过电压。波由高压绕组向低压绕组传播的途径有两个：一个是通过静电感应的途径，另一个是通过电磁感应的途径。（1）绕组间的静电感应由于C20远大于C12，故u2的值远小于u0。u2=C12C12+C20u07（2）绕组间的电磁感应高压绕组在冲击电压作用下，绕组电感中会逐渐通过电流，所产生的磁通将在二次绕组中感应出电压，这种电压就是电磁感应分量。电磁感应分量与变压器绕组的变比有关，但在冲击波作用下，铁心中的损耗很大，所以与变比也不成正比关系。89.1雷电浪涌的产生与传递9.2建筑物防雷与接地技术9.2.19.2.29.2.39.2.4直（侧）击雷防护技术建筑

5、物的接地用电设备的接地保护雷击过电压的防护9.3浪涌抑制器件9.4电子设备的端口防护技术99.2建筑物防雷与接地技术9.2.1直（侧）击雷防护技术接闪器（也叫接闪装置）的作用是吸引雷电，比如避雷针、避雷带（线）和避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。（1）避雷针h45ohxh/2rx1.5hhxrx单支避雷针的保护范围10（2）避雷线和避雷带因为避雷线对雷云与大地间电场畸变的影响比避雷针小，所以其引雷作用和保护宽度比避雷针要小。但因避雷线的保护长度较长，故特别适于保护架空线路及大型建筑物。避雷带指在屋顶四周或屋脊、屋檐上安装的带型的金属接闪器。25°hahxh在hx水平面上保

6、护范围的截面rxrxrxh单根避雷线的保护范围11（3）避雷网避雷网是指钢筋混凝土结构中的钢筋网，又叫笼式避雷网或暗装避雷网。只要每层楼的楼板内的钢筋与梁、柱、墙内的钢筋有可靠的电气连接，并与层台和地桩有良好的电气连接，形成可靠的暗网。避雷网的作用：均压和屏蔽。建筑物笼式避雷网示意图129.2.1.2引下线连接接闪器与接地装置的金属导体称为引下线，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。现代建筑物应利用柱筋作避雷引下线。柱钢筋与木梁、楼板的钢筋，都是连接在一起的，与接地系统形成一个整体的“法拉第”笼，笼内均处于等电位状态，所以雷电流会很快被分散掉，可以有效避免直击和旁侧闪击的

7、现象发生。139.2.1.3接地装置·接地装置（接地体）一般有两种形式，即自然接地体和人工接地体。·自然接地体利用埋在地下的金属构件、金属管道以及建筑物的基础底板钢筋作为接地体。·优点是节省工程量和降低工程造价，同时大幅度减小接地电阻。·缺点是长期使用时会造成建筑物的结构钢筋和管件发生电蚀现象。149.2.2建筑物的接地9.2.2.1接地网的概念接地网是将多个接地体用接地干线连接而成的网状电极。与普通接地