电磁兼容基础03 电容性耦合ppt课件

.,1,3.1电容与电容性耦合3.2带电导体对悬浮导体的电容性耦合3.3带电导体对接地导体的电容性耦合3.4屏蔽体对电容性耦合的影响3.5工程例子输电线路之间的容性耦合3.6讨论-导电材料工频电场屏蔽效能测试,第三讲电场（电容）性耦合,.,2,3.1电容与电容性耦合,1.电容,在电路中，电容是一种储存电场能量的电路元件。从电磁场的角度理解，任意两个绝缘的导体，带上等量异号电荷后，会在空间形成电场，该电场对应着两导体之间的电位差（电压），而电荷量与电压的比值是与电荷量无关的常数。这样的两个导体组成的电场系统被称为电容器，而该比例常数则被称为电容。,.,3,3.1电容与电容性耦合,2.部分电容,一个由（n+1）个导体组成的静电独立系统，即系统的电场分布只与系统内各带电导体的形状、相互位置和电介质的分布有关，并且系统内总的净电荷等于零。为论述方便，设电位参考导体（电位为0）的编号为0，其他n个导体编号依次为1、2、n，相应导体上的电荷和电位分别为q1、q2、qn和v1、v2、vn。由电磁场理论可知，n个导体上的电荷与其电位的关系为,Cii为第i号导体的自由部分电容（实则为与0号导体之间的互有部分电容），Cij为第i号导体与第j号导体之间的互有部分电容。,.,4,3.1电容与电容性耦合,2.部分电容,导体1、2及大地组成的2+1多导体静电独立系统的部分电容,.,5,3.1电容与电容性耦合,3.电容性（电场）耦合,电场耦合指敏感设备处于搔扰源所产生的电场之中，受该电场的影响而产生电荷的感应和电位的变化。特别是，当搔扰源的电场随时间变化时，敏感设备电路中的感应电荷量或其分布也会发生相应变化，从而在其中形成骚扰电流。由于这种基于电场在耦合方式一般可以用搔扰源和敏感设备之间的互有电容来描述，故又称为电容性耦合。,.,6,3.2带电导体对悬浮导体的电容性耦合,大地上方有两根平行导线，导线1带电压V1，导线2悬浮。C1G,C12及C2G为部分电容，试求导线2上的对地电压,.,7,3.3带电导体对接地导体的电容性耦合,R为导线2的接地电阻,.,8,3.3带电导体对接地导体的电容性耦合,讨论：,1）接地良好,2）接地不好或高频情况,此时，容性耦合等价于在导线2上接入了强度为jC12V1的电流源,.,9,3.4屏蔽体对电容性耦合的影响,1）屏蔽体不接地,不接地的屏蔽体不能抑制电容性耦合,.,10,3.4屏蔽体对电容性耦合的影响,2）屏蔽体接地,.,11,3.4屏蔽体对电容性耦合的影响,3）屏蔽体接地但屏蔽不完整-屏蔽体理想接地,不完整屏蔽时存在通过泄漏电容的容性耦合,.,12,3.4屏蔽体对电容性耦合的影响,4）屏蔽体接地但屏蔽不完整-屏蔽体不接地，导体本身带接地,.,13,3.4屏蔽体对电容性耦合的影响,4）屏蔽体接地但屏蔽不完整-屏蔽体不接地，导体本身带接地,.,14,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,1、一般性模型,地面上方n条悬空平行导线，看成无线长，描述它们之间的电荷量和电位（对地）之间的关系。,.,15,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,1、一般性模型,u=u1u2uNT表示由各导线的电位组成的列向量q=q1q2qNT表示由各导线的电荷量（单位长度）组成的列向量,电荷量和电位之间的关系：,电位系数矩阵P的各元素的计算式（由镜像法导出）,ri为各导线的半径,.,16,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,.,17,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,先得出电位系数矩阵,.,18,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,已知条件,约定条件,待求量,.,19,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,转化为电荷量电位关系,.,20,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,利用地线电位为零的特点，消除地线（舍弃与地线编号对应的行、列）,.,21,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,将B矩阵分块，并将子矩阵的元素相加，可将B矩阵从8阶缩到5阶,利用子导线电位相等的特点，将同一相的分裂导线合并,.,22,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,分裂导线合并后的结果,已知条件,待求量,.,23,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,矩阵分块,已知条件,待求量,.,24,3.5工程例子输电线路之间的容性耦合,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,矩阵分块,已知条件,待求量,.,25,3.5工程例子潜供电流,2、输电线路的容性（静电）耦合电压计算,线路上发生单相接地故障，故障相线路两侧断开，非故障相仍然继续运行，这时非故障相与断开的故障相之间存在静电（相间电容）和电磁（相间互感）耦合。使故障点弧光通道中仍有一定数值的电流通过，此电流称为潜供电流。通常电容耦合占主。潜供电流影响故障点电弧熄灭和故障相的重合闸。,.,26,3.6应用-导电材料工频电场屏蔽效能简易测试,如上图，在金属箱体上开窗口，测试窗口处于开放状态及被待测材料（复合导电材料、金属网）覆盖两种情况下大电阻上电压的比值，表征待测材料的工频电