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铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果

2021-04-08 00:00:00

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一般来说,采用屏蔽电缆对提高系统的抗扰度很有效,但实际电缆的屏蔽性能因受到电缆屏蔽层端接方式、厚度和编织孔径等因素的影响而并不理想。因此抗干扰磁环便应运而生了。

外界电磁场会在屏蔽电缆屏蔽层上产生感应电流,并通过转移阻抗将干扰耦合到电缆芯线上从而影响设备的正常工作。


 

由于铁氧体磁环具有价格低廉、使用方便等优点,因此被广泛应用于各类线缆电磁干扰的抑制中。首先提出用铁氧体磁环抑制全封闭组合电器(GIS)特快速暂态过电压(VFTO)的可能性,并进行了低电压模拟实验,认为磁环是等效电感和等效电阻的并联;用电磁暂态程序仿真软件来优化选取磁环等效电感和电阻值,使磁环对VFTO 的抑制效果最佳

 

铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果效果考虑磁环的饱和、滞回和损耗特性,将 Jiles-Atherton 模型应用于磁环抑制 VFTO 的数值仿真中,计算结果与实验基本一致;进行了模拟实验,比较了铁氧体磁环和非晶磁环对电压行波幅值和陡度的抑制效果;利用真型

252kVGIS 实验平台,验证铁氧体磁环对于实际GIS VFTO 的抑制效果;文献[14]提出了充分考虑磁环饱和特性的新模型;文献[15-16]通过在频域内建立仿真分析模型,实现了磁环材料的优化选型,节省了实验费用。

 

人主要对铁氧体磁环抑制效果开展实验研究和定性分析,很少建立模型进行理论定量分析。总结前人的研究成果可发现,虽然建立了屏蔽电缆加载铁氧体磁环后的等效电路模型,但此模型只适用于低频,而铁氧体磁环一般用于抑制高频电磁干扰,所以此时等效电路模型不再适用,应建立磁环加载后的传输线模型。因此,本文基于传输线理论和磁环的材料特性,建立屏蔽电缆加载磁环的传输线模型,得到了电缆屏蔽层两端接不同阻抗时屏蔽层上的感应电流,分析了磁环对感应电流的抑制机理,并讨论了抑制效果与磁环材料特性的关系。

 

结论

1)电缆屏蔽层两端接不同阻抗时,同轴屏蔽电缆加载磁环对屏蔽层上的感应电流都有抑制效果。

2)当磁环内外半径差相同时,内半径越小,抑制效果就越好;当磁环内半径相同时,外半径越大,抑制效果就越好。

3)当磁环形状相同时,磁环磁导率越大,抑制效果就越好。

4)感应电流理论值和实测值非常接近,从而验证了理论分析模型的正确性。


作者: 永欣电子
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铁氧体磁环对场线耦合感应电流的抑制效果
一般来说,采用屏蔽电缆对提高系统的抗扰度很有效,但实际电缆的屏蔽性能因受到电缆屏蔽层端接方式、厚度和编织孔径等因素的影响而并不理想。因此抗干扰磁环便应运而生了。
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