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電磁脈沖和電壓瞬態

發布日期:2020-12-31

軍工濾波器廠家分享電磁脈沖和電壓瞬態

此處討論的電路包括一個電池、一條傳輸線和一個開關。這個電路具有不同的終端條件:短路或開路。電池的輸出阻抗Z等于傳輸線的輸出阻抗。當開關閉合時,就會有一個階躍函數以傳播速度在線上傳播。電壓在線特性阻抗和源阻抗間分壓。我們主要關心的是線遠端的情況。如果線遠端開路,電壓會加倍。波會以相同的速度返回會將傳輸線的每一部分的電壓都提高到滿幅值。在波到達源、終端的時間點,電流下降為0,并且將滿幅值電壓施加于傳輸線上。

如果遠端短路,那么當波到達遠端時電流加倍。一半電流將耗盡傳輸線每個單元原來的儲能電壓,另一半持續從線到電池Z流動。這將保持特有的電壓比。當脈沖到達電池端,線完全放電,并且有兩倍的電流流入電池,且滿幅值電壓施加在源內阻Z上。如果線和電池內阻Zs不相等,那么波會多次反復傳播直到達到電壓平衡。此處的重點是遠端條件的差別,一個是近似短路,一個是近似開路。問題是,在線的終端是濾波器時,在短路或斷路的阻抗條件下,情況會如何。如果初始條件是高負載阻抗,那么沖擊電壓就會施加于干擾抑制器上并產生火花。之后負載降為低阻抗,就會有很大的電流流過干擾抑制器,線和干擾抑制器會消耗這部分能量,但對于干擾抑制器來將如果此能量太大,干擾抑制器會先短路后熔斷。

 

通常脈沖的能量被MOV、線和源阻抗消耗。如果條件接近短路,依照電壓比率電壓將被分壓,并延遲保護器燃燒。


一些工程師會在transorb管或MOV管上并電容,使得終端條件類似于剛剛討論過的短路狀態?,F今的transorb管和MOV管的開關速度非???,這首先就要求電容要在避雷器動作前能導通開關電壓。另外,通過電容的電流會是原來線電流的二倍的量級,或者能夠達到幾百安培。另外,所有這些電容的作用都會減慢或延遲transorb管的開關速度。如果電容不能承載這個量值的電流或超過了電容的額定電壓,那么電容器就會發生爆炸,金屬化薄膜類型的電容尤為如此。所有電流和電壓超過額定值的情況都會對電容器或其它濾波器元件有的影響,一些工程師可能會爭辯說這樣設計是為了保護避雷器,但是當高能量脈沖出現時,電容器和避雷器都會燒斷。如果設計可以承受此苛刻應用條件的濾波器,雖然濾波器可以很好工作,但是同樣也會增加濾波器的成本。如果遠端(濾波器輸入端)是開路狀態――transorb管直接并在線間,其后是輸入串聯電感器――那么電壓會上升。但因為阻抗比是未知的,所以這個電壓值未必會加倍。此電壓將導致避雷器燃燒,也會加速開關速度。當然這個transorb管可能會燒斷,但是濾波器和后面的設備都會得到保護。在這種使用條件下,多數避雷器動作時間會少于一個毫秒,所以通過電感器的峰值電流和儲存在濾波器電容的電壓都會減少。

軍工濾波器.gif

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