电磁耦合的定义
发布网友
发布时间：2022-04-19 09:55
共2个回答
热心网友
时间：2023-08-22 05:47
D．1耦合机理：
为了实用目的同时为了使用带有集总参数的等效电路来进行研究，将耦合过程分为电阻性耦合、磁场耦合、电场耦合是有好处的。
由于直接雷击而对信息系统的瞬态耦合可起因于下列不同的机理：
电阻性耦合(例如：由于接地电阻或电缆屏蔽层电阻引起的耦合)。
磁场耦合(例如：由于装置构成的环路或连接线的电感引起的耦合)。
电场耦合(例如：由于杆状天线引起的耦合)。
由建筑物内设备引起的电场耦合通常比磁场耦合小。
耦合受以下因素影响：
接地
等电位连接
屏蔽
金属导体的走向与布局
D．2电阻性耦合：
当建筑物遭到雷击时，入地的雷电流通常在防雷装置与远处大地之间产生几百 KV量级的电压，此电压值取决于接地电阻值。这是与建筑物有等电位连接并接至远处大地的外来导体(如电线)，有局部雷电流流过的原因。
电缆屏蔽层流过的局部雷电流导致在内部芯线与屏蔽层间产生电压。
D．3磁场耦合：
雷电流不论其在导体中流过或在雷电通道中流过，都产生磁场，该磁场在远至100米的范围内，其强度正比于电流随时间的变化速率。
磁场强度H(t)是与传导雷电流i单一长直通路中心间的距离r成反比。
H(t)=i(t)／2πr
某些情况下可应用这一公式作简单的估算，但在大多数情况下应对磁场作详细的分析。
在磁场与导体有关联的地方，它就在环路(由这些导体构成)中产生与dH/dt成正比的电压。这就称之为磁感应。
D．4电场耦合：
在形成主放电之前的瞬间必须考虑在整个雷击区(由雷击点起最远大约100米范围)内达到空气击穿放电场强(在500KV／m的范围内)的各个场强。
主放电形成后，就必须考虑电场的衰减消失以及电场变化率，其值在500（KVm）/μs范围内。
（二）雷电流电磁耦合过程分析
做为干扰源的雷电电流和雷击电磁场主要是通过路和场二种形式耦合干扰信息系统的电子设备的。
其一、通过导线传导，即通过设备的信号线、控制线、电源线等侵入设备，统称传导干扰。
其二、雷击周围空间存在的电场和磁场，会对邻近设备产生干扰，叫近场耦合干扰。当雷击能量以电磁波的形式向远处传输，从而干扰远处的设备时，称为远场辐射干扰。这两种形式可称为辐射干扰，即通过场的干扰。
1．电流耦合：
当雷闪击在接闪器（或建筑物的金属构件）上，虽然接闪器、引下线和接地装置的阻值很小，但由于雷电流幅值大，陡度（di/dt）大，会在瞬间使引下线和接地装置的电位骤升上百千伏（对远处大地一零电位而言）。如图7所示，当di/dt=100KA/μs时，在图中所示的回路上产生的感应电压Ust=200KV。同理，当有屏蔽层的电缆流过雷电流时，di/dt和屏蔽金属层的电阻也会使芯线与屏蔽层间产生感应电压。
在有相当高的电位差的引下线与建筑物内金属线缆之间、在屏蔽电缆的外皮与芯线之间、在不同的接地装置之间均有可能发生放电现象，这种现象称为闪络，跳击或反击。
2．磁场耦合和电场耦合：
雷电通道中（或接闪器、引下线的导体中）的雷电流产生的电场和磁场会在闭合环路中产生感应电压，从而对环路（及环路中的设备产生干扰。在场的干扰中可分为近场（感应场）和远场（辐射场）当干扰源与设备的间距r相对于干扰信号的波长λ很大（r＞λ/2π）时，干扰源的性质表现为辐射干扰源，其场的性质是辐射电磁场，其特点是电场和磁场同时存在，它们的比值（电磁波的波阻抗）Z=E/H=377Ω。当r＜λ/2π时为传导干扰源，其场的性质表现为传导干扰源，其场的性质主要表现为电场或主要表现为磁场，视干扰源的性质而定。高电压，电流小的源，其场主要为电场、Z＞377Ω；电压低，电流大的源，其场主要表现为磁场，磁场的Z＜377Ω。电场或磁场都属于近场（感应场、似稳态场、准稳态场），其干扰频率一般都比较低。
当空气击穿放电的电场强度值在500KV/m范围时，在从雷击点至100m的范围内，可能受电场影响耦合产生过电压，虽然此时雷击主放电尚未发生。在雷击发生之后，雷电电场衰减消失，这时电场的变化率在500（kV/m）/μs范围内仍起耦合作用。
3．电容耦合：（电场耦合）
任何两块金属之间都存在着电容，其间距越大，电容越小；金属块的尺寸越大，电容越大。雷电电场可通过场的形式（如上一节所述）耦合干扰设备。也可以通过流经的导体构成*扰源电路干扰接收线路。由电容耦合在接收电路上产生的电压U2与雷电流流过的电路上电压U1关系式如下：
U2= Z2/(Xcm+Z2)*U1，说明电场耦合量随频率升高而增加。
4．横向干扰（线间）
*扰电流在导线上传输时有共模方式和差模方式两种方式。IEC把在一组有效导体中任意两导体之间的电压称为差模电压或对称电压，也叫为横向电压，如图10所示的VL或VQ。差模电压是由差模电流流过而产生的，而差模电流则可能因雷击造成在不同导体（如相线、中性线）流过大小相同，方向相反的电流。此外，当一次雷击过程中有多次闪击时它们有大小和发生先后的区别，因此在不同的导体上也可能产生电位差而侵入设备，这种横向干扰又称错相位雷击。相对于横向干扰的另一种形式为纵向干扰，又称共模干扰或不对称电压，是指某一导体和所规定的参比点之间（往往是大地或与大地连接的机架）出现的相量电压的平均值，也可以说共模干扰是出现于导线与地之间的干扰，常是因地电位升高引起的。
综上分析，雷电可能闪击到建筑物上，除部分雷电流沿接地装置泄散外，尚有部分雷电流可沿进入建筑物的各种金属管线侵入。在高压输电线路上发生雷击时，线路上产生的过电压也会沿线路传送，直到变压器的低压侧，造成设备的损坏。此外，可能通过各种耦合机制使设备误动作或损坏。
参考资料：http://www.microng.com.cn/new_page/tech/tech_3_3.html
热心网友
时间：2023-08-22 05:47
自己看吧！！
