电磁兼容与工频电磁场

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.041

云数据中心与变电站共站时接地网连接方式

张 波，刘吉克，祁 征，王志岗，何金良

摘　要：云数据中心占地面积巨大、电能需求也巨大，需要与配套的变电站共址建设，两部分接地网之间的相互影响和连接方式是云数据中心设计中需要考虑的重点问题。以某实际云数据中心与变电站共址为例，建立电磁场数值计算模型，通过仿真计算研究不同接地连接方式时，变电站与数据中心的地电位、接触电位差、跨步电位差等的分布，提出经济合理的均压措施。经过分析可知，当云数据中心与变电站接地网分别独立布置时，变电站接地网与其他接地网之间形成了较大的电位差，影响人身和设备安全。建议各接地网相互紧密连接，从而在各接地网之间获得良好的均压效果，保证人身和设备安全。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.042

柔性直流换流系统辐射电磁骚扰计算

孙海峰，杜林森，梁贵书

摘　要：柔性直流(VSC-HVDC)换流站的建立和输电电压等级的提高对换流系统的电磁兼容问题提出了很高的要求。为此，提出了柔性直流换流系统辐射电磁骚扰的计算方法，并基于华北电力大学新能源实验室的VSC-HVDC实验平台开展了测试实验：首先分析了换流系统运行状况并采用高分辨率探头和高性能示波器测量获得了辐射电磁骚扰源特性；然后，采用天线理论并结合矩量法，对换流系统的实际物理结构进行了建模；最后，在仿真软件FEKO中计算了换流系统产生的辐射电磁骚扰，并对换流系统各关键点的辐射电磁骚扰特性进行了分析。研究结果表明：换流阀、变压器、电抗器、交直流母线周边辐射电磁骚扰强度最大，二次设备处辐射电磁骚扰强度随频率上升而缓慢增大，在频率为20 MHz以后有下降的趋势；因为换流系统近场在频率为20 MHz时产生广义谐振，所以其辐射电磁骚扰强度最大。空间电磁场实际测量结果与计算结果的对比验证了该建模方法的有效性。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.043

架空线路电磁散射的混合建模快速算法

张建功，干喆渊，赵志斌

摘　要：由于输电线路电磁散射的分析对象是杆塔阵列与架空线复合的金属结构，目前的方法都是将杆塔和架空线作为整体，应用矩量法开展计算，这样形成的矩阵规模庞大，计算耗时冗长，甚至可能无法计算。为此提出了“矩量法+多导体传输线混合算法”的思路建立整个架空线路，分析了杆塔和传输线的全耦合、半耦合、无耦合等情况下的处理方式，最后通过具体算例比较了采用全矩量法和“矩量法+多导体传输线混合算法”的计算量、存储量及计算精度。研究表明，利用近距离耦合模型在30 MHz时，与精确解的差异不超过2%；利用连接耦合模型，在低于10 MHz的情况下，与精确解差异不超过5%。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.044

3DG81B在静电放电作用下损伤效应与机理分析

马立云，谭志良，宋培姣，吴东岩

摘　要：为研究高频低功率双极型晶体管在静电放电电磁脉冲下的损伤机理，分别采用静电放电试验法、软件仿真法以及微观失效分析法，对高频低功率双极型晶体管3DG81B进行静电放电试验，建立双极型晶体管的仿真模型，分别模拟静电放电电磁脉冲从EB结和CB结注入的整个过程，并通过微观分析来分析其失效机理。结果验证了高频低功率双极型晶体管对静电放电电磁脉冲的最敏感端对为CB结；同时还发现该类晶体管的损伤是由热二次击穿导致的热致损伤，最终导致晶体管局部区域发生融化而损坏，其损伤时的失效模式表现为电参数漂移、短路以及功能性失效。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.045

含内部障碍物开孔缝腔体屏蔽效能

范杰清，郝建红，公延飞，蒋璐行，杨万清，张葆刚

摘　要：针对含有内部金属障碍物的开孔屏蔽腔体的结构特点，采用扩展的传输线方法理论，建立了平面波照射下腔体电场屏蔽效能的等效电路模型，推导了近似计算解析式，并计算分析了内部金属障碍物对开孔腔体屏蔽效能的影响，分析了障碍物跨度、到腔体开孔缝面的距离和障碍物开缝距离对腔体电场屏蔽效能的影响。在0~1 GHz范围内，利用传输线方法(transmission line method, TLM)计算了含内部障碍物腔体屏蔽效能，与CST软件仿真结果验证了本方法的有效性。计算结果表明：内部金属障碍物提高了腔体的屏蔽效能，改变了腔体的谐振频率，且障碍物尺寸越大对腔体影响越大；障碍物距离开缝面越远、跨度越大、障碍物开缝距离越近，腔体屏蔽效能越大。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.046

线圈型电磁斥力机构综合优化

袁 召，喻新林，魏晓光，张 宁，何俊佳, 潘 垣

摘　要：该文以“线圈−线圈”型电磁斥力机构为研究对象。线圈外形比例、放电电路参数可从不同角度影响斥力机构驱动速度和驱动效率，且二者紧密关联。为此从理论上实现了上述因素的解耦，并分别实现优化。在解耦基础上，分别推导出电磁斥力机构场能量与线圈外形比例参数的关系，机构能量转换效率与放电参数的关系。按照该研究结论，斥力机构线圈外形比例参数α越小，β越大，场能量转换系数kf越大；斥力机构电源与线圈组成的等效LC振荡频率越低，放电电路优化能量转换系数k_C越大。通过建立有限元模型仿真，验证了场、路以及综合优化理论的准确性，并形成了某参数下“线圈−线圈”型斥力机构的全局优化设计结果。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.047

端口非线性条件下双端差模注入法可行性研究

卢新福，魏光辉，潘晓东，范丽思，万浩江

摘　要：电子设备响应的非线性主要表现为端口非线性和转移非线性，为研究端口非线性条件下双端差模注入方法的可行性，理论分析了在不对受试设备特性做出限定的情况下双端注入和辐照之间的等效性，研究了以两耦合装置监测端电压的幅值和相位差作为等效依据的正确性，仿真分析了线缆两端为非线性负载时试验方法的可行性，通过在不同场强下将不同阻值的通过式负载接入线缆两端，试验研究了双端注入方法的准确性。结果表明：场强和等效注入电压线性外推关系的成立与两端设备特性无关；以耦合装置监测端电压的基波分量为等效依据，可保证终端响应的各次谐波分量均相等；当终端负载阻抗随场强增大而改变时，双端注入等效辐照试验所得两端负载响应的误差均<4.5%。因此，双端差模注入方法适用于端口非线性情况且准确性很高。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.12.048

连续波Doppler引信扫频波辐照效应

熊久良，武占成，孙永卫

摘　要：为研究扫频波对连续波Doppler引信的效应规律及作用机理，开展了典型引信扫频波辐照效应试验，结合现有文献研究结论，提出了普适的扫频波辐照下连续波Doppler引信效应规律及作用机理。试验结果表明：扫频波辐照下引信会意外发火，引信临界干扰电场强度与扫频频段有关；扫频步长、频点驻留时间与引信是否意外发火密切相关，受试引信意外发火时要求扫频步长≥7 kHz，频点驻留时间≤483 ms；扫频参数不会影响受试引信临界干扰电场强度。扫频波辐照下连续波Doppler引信意外发火原因为：扫频波频率变化导致引信自差机振荡状态发生跳变，引起高频电路输出电压波动，从而推动执行级误动作。

分布式等电位接地网与变电站主接地网连接方式

肖磊石，张 波，李 谦，何金良

摘　要：变电站中二次设备集中区域如主控室、保护小室内均安装有等电位接地网，等电位接地网与主接地网的连接对二次设备安全有重要意义，目前相关规范的要求在关键点上往往论述的比较含混。因此从等电位接地网的作用入手，通过数值计算，分析了在工频和雷击故障下，分布式的等电位接地网与主接地网连接方式对二次电缆电压、电流的影响，并综合考虑了二次等电位接地网的主要功能，提出了等电位接地网与主接地网的连接方式和限流措施。研究表明：每个等电位接地网采用单点与主接地网连接的方式，相比每个等电位接地网多点与主接地网连接的方式，能够有效降低二次电缆上承受的电压；增设排流线可以显著降低二次电缆承载的电压，降低电缆屏蔽层内流过的电流；采用全站等电位接地网与主接地网仅一点接地的做法虽然可以使二次接地网等电位，但会导致等电位接地网远端与主接地网之间产生较大电位差，造成设备绝缘击穿、接触电位差过大等问题。