电磁屏蔽理论基础
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
12 23e
t
1 1 2123e2 t
80
故：
SE 20lg
1
T
20lg
1
12 23
4K (1 K )
20lg e t 20lg 1 12 23e2 t
即：
R 20lg 12 23 20lg
A 20 lg e t
2 3 t 23[(2123 12e2 t )e t ] 21 12 23 e
21[( 23 12e t )e t ] 2123 12e2 t
23[(2123 12e2 t )e t ] 12 23 2123e3 t
73
架设三根屏蔽线后的工频电场屏蔽情况
三根屏蔽线位置分别在a，b和c，构成一组，离地面高度分别
为10米，8.08米和6.16米时，输电线下工频电场测量结果如下：
74
架设屏蔽网后的电场测量
75
屏蔽线的屏蔽效果预测
线路参 数 序号 1 2 3 4 5 6 7 500kV，四分裂，导线三相三角形排列，三相高度分别为 18.5米， 22米，18.5 米，水平位置分别为：-11米、0、11米。避雷线高度都为25米，水平位置分别 为：-7，7。 屏蔽线 屏蔽线位置（米） 高度（米） 根数（根） 间距（米） 0 / / 3 1.5 11，12.5，14 3 2 11，13，15 3 3 11，14，17 9 5 1 11，12，13，14，15 5 2 10，12，14，16，18 5 3 8，11，14，17，20
当 A 10dB 时，通常可忽略B。
则
1 K Zm Zw 1 K Zm Zw
20 lg[1 2 100.1 A cos(0.23 A) 100.2 A ]
83
例 有一个大功率线圈的工作频率为20kHz ，在离线圈0.5m处放置一铝板
以屏蔽线圈对设备的影响。设铝板厚度为0.5mm ，相对电导率为0.61。试计 算其屏蔽效能。
返回
84
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
高压输电线路工频电场屏蔽研究
• 试验环境
• 选择500kV输电线下的开阔区域，分别测量架设多种形式的屏蔽线 （网）前后的工频电场值。 • 架设的屏蔽线（网）接地良好，测量点取距地面1.5m高处，依照 中华人民共和国电力行业标准《高压交流架空送电线路、变电站 工频电场和磁场测量方法》（DL/T988-2005）进行测量。
( ) ：
(1 j )
r f f 3.69107 r
77
传播常数：
j j c
j j
良导体：
j j (1 j) f
波阻抗：
a. 远场：
Zw
0 120 377Ω 0
解： 屏蔽体所处场区：
c 1.5 104 m —— 近场 f 对于大功率线圈—— 产生强磁场，主要为磁屏蔽。
r 1 , r 0.61, 故 r 2 Rm 14.56 10lg( r f ) 14.56 34.84 49.4(dB) r A 0.131t f r r 7.24(dB)
n 12 23 21 23
n 1
e 2 n 1 t
总 透 射 场 强
T 12 23e t 12 232123e3 t 12 23 (2123 )n1e(2n1) t
12 23e t [1 2123e2 t (2123e2 t )n1 ]
又
Zm 3.69 107 r f / r 6.68 105 Ω
Zwm 2π0 fr 0.08Ω Zm
0.1 A 0.2 A B 10 lg 1 2 10 cos(0.23 A ) 10 1.81dB
故
SE Rm +A+B 49.4+7.24 1.81 54.83dB
1 K 2 2 t B 20 lg 1 ( ) e 1 K
K Z2 / Z1
Z3 Z1
良导体
① 吸收损耗 A (dB)
A 20 lg e
rt
20 lg e
t
20 t lg e 8.98 t 0.131t f r r (dB)
r r
——相对于铜的电导率，铜：
Z 2－Z1 12 Z 2＋Z1
t
一次透射：x = 0 面上： 反射波： x = t 面上： 反射波： 21 ( 12e 透射波：
1
2
3
12 1＋12
),
透射波：
23 ( 12e )
t
t
x
79
二次透射：x = 0 面上： 反射波： x = t 面上： 反射波： 透射波： 第n 次透射： ……
故：
e2 t 100.1A e j 0.23 A
当
Z m Z w 2 0.1 A j 0.23 A B 20 lg 1 ( ) 10 e Zm Zw Z Zw 2 Zw Zm 时， ( m ) 1 Zm Zw
B 20 lg 1 100.1 A e j 0.23 A
Zwm 2 f 0r
r 2 Rm 14.56 10 lg( r f ) r
82
③ 多次反射修正 B（dB）
e
而
2 t
2 t
e
21 j t
0.1 A
e2t e j 2t
( A 20lget et 10A/ 20 )
e
10
2 t ln100.1A 0.23 A
71
一根屏蔽线，水平位置相同，架设高度不同的效果
一根屏蔽线，设置在b位置，与B相线水平位置15米，离地高度 分别为10米，8.08米，6.16米，其测量结果如下图。
72
架设两根屏蔽线后的效果
两根屏蔽线，对地高度为10米，设置的位置分别为a-b，a-c，aa’ 的垂直排列(相距2米，下同)，其测量结果如下。
—— 相对磁导率；
5.82 10 S/m
7
81
t —— 厚度（mm）。
② 反射损耗 R (dB)
Zw Zm
波阻抗
Zw ( Z w Z m )2 (1 K ) 2 R 20 lg 20 lg 20 lg 4K 4Z w Z m 4 Zm
良导体：
a. 远场：
Zm 2 f / 3.69 10
7
r f / r
媒质本 征阻抗
Zw 120π 377Ω
1 2 f 0 r
Rw 168.1 10lg(r f / r )
频率升高，反射损耗减小
b.近场：电场源
Z we
r 2 3 Re 321.7 10lg( r f ) r
频率升高，反射损耗增加
c.近场：磁场源
b. 近场（以电场为主）：
Z we
1 2 f 0 r
c. 近场（以磁场为主）：
Zwm 2 f 0r
2. 单层屏蔽体的屏蔽效能
均匀平面波垂直入射到无限大、厚度为t的导体板上
78
反射系数：
12
Z 2－Z1 Z 2＋Z1
1
2
透射系数：
12 1＋12
设入射波场强
E0 1
• 屏蔽装置的架设
• 在输电线下，沿输电线路的走向，平行设置长为40米的屏蔽线， 线路的高度、各种形式的屏蔽线以及屏蔽网的相对位置、测量点 的布置如图2-1所示。
屏蔽装置的架设
70
架设一根屏蔽线后的效果
一根屏蔽线，架设高度相同，水平位置不同。
采用一根离地高度为10米的屏蔽线，其位置离输电线路的B相线 分别为14.1米， 15米， 15.9米。
在直角坐标系下，电磁场基本方程中的旋度方程为
1
2
3
4
5
6
7
8
相关推导
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Βιβλιοθήκη Baidu
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
76
电磁屏蔽分析
1. 机理
机理： ①表面反射（R— 反射损耗）
② 屏蔽材料吸收衰减（A— 吸收损耗）
③ 多次反射（B — 多次反射修正）
t
屏蔽效能：
SE R A B(dB)
j Z , c j
Zm j
媒质的本征阻抗：
c j
良导体
t
1 1 2123e2 t
80
故：
SE 20lg
1
T
20lg
1
12 23
4K (1 K )
20lg e t 20lg 1 12 23e2 t
即：
R 20lg 12 23 20lg
A 20 lg e t
2 3 t 23[(2123 12e2 t )e t ] 21 12 23 e
21[( 23 12e t )e t ] 2123 12e2 t
23[(2123 12e2 t )e t ] 12 23 2123e3 t
73
架设三根屏蔽线后的工频电场屏蔽情况
三根屏蔽线位置分别在a，b和c，构成一组，离地面高度分别
为10米，8.08米和6.16米时，输电线下工频电场测量结果如下：
74
架设屏蔽网后的电场测量
75
屏蔽线的屏蔽效果预测
线路参 数 序号 1 2 3 4 5 6 7 500kV，四分裂，导线三相三角形排列，三相高度分别为 18.5米， 22米，18.5 米，水平位置分别为：-11米、0、11米。避雷线高度都为25米，水平位置分别 为：-7，7。 屏蔽线 屏蔽线位置（米） 高度（米） 根数（根） 间距（米） 0 / / 3 1.5 11，12.5，14 3 2 11，13，15 3 3 11，14，17 9 5 1 11，12，13，14，15 5 2 10，12，14，16，18 5 3 8，11，14，17，20
当 A 10dB 时，通常可忽略B。
则
1 K Zm Zw 1 K Zm Zw
20 lg[1 2 100.1 A cos(0.23 A) 100.2 A ]
83
例 有一个大功率线圈的工作频率为20kHz ，在离线圈0.5m处放置一铝板
以屏蔽线圈对设备的影响。设铝板厚度为0.5mm ，相对电导率为0.61。试计 算其屏蔽效能。
返回
84
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
高压输电线路工频电场屏蔽研究
• 试验环境
• 选择500kV输电线下的开阔区域，分别测量架设多种形式的屏蔽线 （网）前后的工频电场值。 • 架设的屏蔽线（网）接地良好，测量点取距地面1.5m高处，依照 中华人民共和国电力行业标准《高压交流架空送电线路、变电站 工频电场和磁场测量方法》（DL/T988-2005）进行测量。
( ) ：
(1 j )
r f f 3.69107 r
77
传播常数：
j j c
j j
良导体：
j j (1 j) f
波阻抗：
a. 远场：
Zw
0 120 377Ω 0
解： 屏蔽体所处场区：
c 1.5 104 m —— 近场 f 对于大功率线圈—— 产生强磁场，主要为磁屏蔽。
r 1 , r 0.61, 故 r 2 Rm 14.56 10lg( r f ) 14.56 34.84 49.4(dB) r A 0.131t f r r 7.24(dB)
n 12 23 21 23
n 1
e 2 n 1 t
总 透 射 场 强
T 12 23e t 12 232123e3 t 12 23 (2123 )n1e(2n1) t
12 23e t [1 2123e2 t (2123e2 t )n1 ]
又
Zm 3.69 107 r f / r 6.68 105 Ω
Zwm 2π0 fr 0.08Ω Zm
0.1 A 0.2 A B 10 lg 1 2 10 cos(0.23 A ) 10 1.81dB
故
SE Rm +A+B 49.4+7.24 1.81 54.83dB
1 K 2 2 t B 20 lg 1 ( ) e 1 K
K Z2 / Z1
Z3 Z1
良导体
① 吸收损耗 A (dB)
A 20 lg e
rt
20 lg e
t
20 t lg e 8.98 t 0.131t f r r (dB)
r r
——相对于铜的电导率，铜：
Z 2－Z1 12 Z 2＋Z1
t
一次透射：x = 0 面上： 反射波： x = t 面上： 反射波： 21 ( 12e 透射波：
1
2
3
12 1＋12
),
透射波：
23 ( 12e )
t
t
x
79
二次透射：x = 0 面上： 反射波： x = t 面上： 反射波： 透射波： 第n 次透射： ……
故：
e2 t 100.1A e j 0.23 A
当
Z m Z w 2 0.1 A j 0.23 A B 20 lg 1 ( ) 10 e Zm Zw Z Zw 2 Zw Zm 时， ( m ) 1 Zm Zw
B 20 lg 1 100.1 A e j 0.23 A
Zwm 2 f 0r
r 2 Rm 14.56 10 lg( r f ) r
82
③ 多次反射修正 B（dB）
e
而
2 t
2 t
e
21 j t
0.1 A
e2t e j 2t
( A 20lget et 10A/ 20 )
e
10
2 t ln100.1A 0.23 A
71
一根屏蔽线，水平位置相同，架设高度不同的效果
一根屏蔽线，设置在b位置，与B相线水平位置15米，离地高度 分别为10米，8.08米，6.16米，其测量结果如下图。
72
架设两根屏蔽线后的效果
两根屏蔽线，对地高度为10米，设置的位置分别为a-b，a-c，aa’ 的垂直排列(相距2米，下同)，其测量结果如下。
—— 相对磁导率；
5.82 10 S/m
7
81
t —— 厚度（mm）。
② 反射损耗 R (dB)
Zw Zm
波阻抗
Zw ( Z w Z m )2 (1 K ) 2 R 20 lg 20 lg 20 lg 4K 4Z w Z m 4 Zm
良导体：
a. 远场：
Zm 2 f / 3.69 10
7
r f / r
媒质本 征阻抗
Zw 120π 377Ω
1 2 f 0 r
Rw 168.1 10lg(r f / r )
频率升高，反射损耗减小
b.近场：电场源
Z we
r 2 3 Re 321.7 10lg( r f ) r
频率升高，反射损耗增加
c.近场：磁场源
b. 近场（以电场为主）：
Z we
1 2 f 0 r
c. 近场（以磁场为主）：
Zwm 2 f 0r
2. 单层屏蔽体的屏蔽效能
均匀平面波垂直入射到无限大、厚度为t的导体板上
78
反射系数：
12
Z 2－Z1 Z 2＋Z1
1
2
透射系数：
12 1＋12
设入射波场强
E0 1
• 屏蔽装置的架设
• 在输电线下，沿输电线路的走向，平行设置长为40米的屏蔽线， 线路的高度、各种形式的屏蔽线以及屏蔽网的相对位置、测量点 的布置如图2-1所示。
屏蔽装置的架设
70
架设一根屏蔽线后的效果
一根屏蔽线，架设高度相同，水平位置不同。
采用一根离地高度为10米的屏蔽线，其位置离输电线路的B相线 分别为14.1米， 15米， 15.9米。
在直角坐标系下，电磁场基本方程中的旋度方程为
1
2
3
4
5
6
7
8
相关推导
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Βιβλιοθήκη Baidu
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
76
电磁屏蔽分析
1. 机理
机理： ①表面反射（R— 反射损耗）
② 屏蔽材料吸收衰减（A— 吸收损耗）
③ 多次反射（B — 多次反射修正）
t
屏蔽效能：
SE R A B(dB)
j Z , c j
Zm j
媒质的本征阻抗：
c j
良导体