雷電波在屏蔽線纜中的傳輸特性研究

張 立， 劉清惓 ， 郭一飛， 趙蓓蓓

（1.南京信息工程大學(xué)，南京 210044；2.泰州市氣象局，江蘇 泰州225300）

雷電波在屏蔽線纜中的傳輸特性研究

張 立1，2， 劉清惓1， 郭一飛2， 趙蓓蓓2

（1.南京信息工程大學(xué)，南京 210044；2.泰州市氣象局，江蘇 泰州225300）

由波導(dǎo)理論推出屏蔽線纜中橫向電磁場(chǎng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)方程，根據(jù)屏蔽線纜并聯(lián)開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器動(dòng)作后的等效阻抗，建立了主模在Z=0處的等效阻抗與反射系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并分析了屏蔽線纜中由雷電磁流所激發(fā)的高次模函數(shù)。針對(duì)雷電波在屏蔽線纜中的傳輸特性，利用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，得出以下結(jié)論：當(dāng)雷電波在屏蔽線纜內(nèi)傳輸，且其終端負(fù)載為開(kāi)路時(shí)，屏蔽線纜中將激勵(lì)高次模；當(dāng)屏蔽線纜終端的負(fù)載與其特性阻抗值相同時(shí)，負(fù)載吸收部分雷電波能量，同時(shí)激勵(lì)高次模；當(dāng)屏蔽線纜中并聯(lián)開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器時(shí)，雷電波通過(guò)開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器時(shí)將產(chǎn)生反射現(xiàn)象，部分雷電波的能量被開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器釋放，負(fù)載吸收較少的雷電波能量。

波導(dǎo)理論；屏蔽線纜；開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器；雷電流；高次模

0 引言

由于現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，雷電波的傳輸途徑及危害方式也變得多種多樣，由傳統(tǒng)的直擊雷危害，逐步發(fā)展為主要以雷電感應(yīng)效應(yīng)的危害方式。其中云閃的危害相對(duì)較少，地閃對(duì)地面上的建筑物和人類(lèi)活動(dòng)造成的危害最為嚴(yán)重，雷電活動(dòng)給電子行業(yè)、通信行業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)帶來(lái)了越來(lái)越多的破壞[1－3]。雷電產(chǎn)生的強(qiáng)大輻射電磁場(chǎng)，可在方圓幾公里范圍內(nèi)的電子設(shè)備及線路中產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，造成不可估量的損失。……