利用铁氧体抑制雷电过电压的研究

论文摘要

雷电是一种自然现象,雷电灾害发生频率高、破坏力极强,全球每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。而现代先进微电子设备普遍存在绝缘强度低、耐过电压和过电流能力差的特点,对雷电电磁脉冲特别敏感。这些微电设备一旦遭受雷击后果将十分严重。本课题主要以大气静电场理论为基础,探讨雷云结构和雷暴起电的关系,在此基础上分析铁氧体参数的选取与雷电过电压、过电流强度的关系,并进行抑制雷电过电压的低压仿真模拟实验,观察铁氧体抑制雷电过电压的效果,进一步分析铁氧体磁环作为一种防雷器件内置于被保护设备中针对室内防雷,即抗雷电电磁波干扰方面的可能性,达到提高现代防雷技术水平的目的。根据国内外的相关资料和对雷电防护及封闭式组合电器(GIS)中特快速暂态过电压(VFTO)的研究,具有良好高频磁特性的铁氧体对GIS中的高频特快速暂态过电压具有很好的抑制作用,高频雷电过电压与GIS中的VFTO具有很多相同之处,即幅值高陡度大,很容易造成相关电子设备绝缘层击穿,而不同之处仅在于雷电波的持续时间和幅值比VFTO小大约3个数量级,因此将铁氧体等效为电感和电阻的并联或串联接于雷击点和被击设备之间可以阻止雷电波的传播、衰减其能量。对比现代防雷技术中多采用的分流、堵截、接地、均压和屏蔽等综合防护措施,本项目就是在室内被保护设备前套上铁氧体磁环,用于吸收雷电波的能量。它具有使用简单、体积小便于内置、弱的雷电波不会启动浪涌保护器和不断电等特点,便于在防雷工程中推广。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 雷云结构和雷暴起电的关系
• 1.1 雷电及形成
• 1.1.1 雷电现象与雷击
• 1.1.2 雷电的形成
• 1.1.3 雷电的成因
• 1.2 雷云与闪电
• 1.2.1 雷云
• 1.2.2 雷暴
• 1.2.3 闪电及其分类
• 第2章 抑制雷电过电压的铁氧体基本特性
• 2.1 基于Matlab的雷电波频谱分析
• 2.1.1 Matlab简介
• 2.1.2 电路及参数设置
• 2.1.3 幅谱分析
• 2.1.4 能谱分析
• 2.1.5 陡度分析
• 2.1.6 结语
• 2.2 抑制雷电波的铁氧体磁环工作原理及特性
• 2.2.1 铁氧体磁环工作原理
• 2.2.2 铁氧体抑制雷电过电压的原理
• 2.2.3 铁氧体磁环特性
• 第3章 铁氧体抑制雷电过电压可能性分析
• 3.1 铁氧体抑制雷电过电压可能性分析
• 3.1.1 断路器防雷的可能性
• 3.1.2 雷电波频谱及低频波抑制
• 3.1.3 铁氧体抑制雷电波的低压试验
• 3.1.4 铁氧体抑制雷电过电压仿真分析
• 3.2 铁氧体对雷电过电压抑制
• 3.2.1 铁氧体对电源线上雷电过电压抑制
• 3.2.2 铁氧体对通信线雷电过电压的抑制
• 第4章 防雷工程实例
• 4.1 某市环境卫生管理处监控防雷保护方案
• 4.1.1 雷电的危害及防雷的重要性阐述
• 4.1.2 设计制作本方案
• 4.1.3 防雷保护原则
• 4.1.4 感应雷防护设计
• 4.1.5 工程造价预算
• 4.2 某市水务集团行政大楼计算机网络防雷工程方案
• 4.2.1 行政办公大楼计算机网络存在的防雷安全隐患
• 4.2.2 雷电的危害及综合防雷系统
• 4.2.3 防雷设计依据
• 4.2.4 防雷方案
• 4.2.5 防雷工程总预算
• 致谢
• 参考文献