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电爆炸丝切断开关电磁脉冲辐射研究

专 业: 光学工程
关键词: 电爆炸导体断路开关 电磁脉冲辐射 EEOS 等离子体
分类号: TM833
形 态: 共 49 页 约 32,095 个字 约 1.535 M内容
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内容摘要


电爆炸导体断路开关(EEOS)是人们最熟知和应用较早的开关之一。

由于它具有成本低,简单易造,断开时间短,传导时间可由导体材料、尺寸、周围介质所控制,以及断流能力强等优点,至今仍被广泛使用。

由于EEOS在回路电流最大瞬间切断,导致产生比较强的电磁脉冲辐射,此辐射甚至在一定距离内可对某些电子元器件产生严重破坏。

然而人们往往关注其耐高压、快切断却忽视了这种强电磁脉冲辐射。

论文就此现象进行了实验研究,并分析讨论了其产生机制。

含有EEOS的tomaChan装置是我们实验研究的平台。

我们分别采用拉杆天线与环天线测量EEOS运行所产生的辐射,我们发现此辐射频率主要在30-150MHz范围内,频谱较宽,是一低频电磁波。

这种辐射不仅在EEOS充SF6腔体中存在,将SF6气体换成N2时,也同样存在。

可见,这种辐射是EEOS运行中的一种特性。

用普遗使用的同轴电缆作为磊标物对此辐射进了效应实验,实验得到的感应电流与辐射场波形一致,最大电流可达217 mA。

用天线在电缆处测量得到的最大场强可达1740 V\m,这是一比较强的辐射场。

实验中应该对此电磁辐射采取防护措施。

从EEOS的物理变化过程分析电磁辐射产生机制。

从EEOS电流的实验曲线和理论公式出发,我们进行了EEOS切断过程产生辐射的电动力学分析,结论为:1、在时间上EEOS的电流变化与电磁脉冲辐射信号相对应,电磁脉冲辐射发生在EEOS电流突变的地方。

2、电磁辐射的强度与EEOS电流的变化率成正比。

3、电流变化率的频率与辐射场的频率具有一致性。

EEOS在运行过程产生等离子体,等离子体存在多种宏观不稳定性,我们从等离子体Z箍缩的角度定性分析了导致EEOS切断时电流抖动的可能原因,正是由于这种抖动才引起此低频电磁辐射。

鉴于辐射频率是电磁脉冲辐射最重要的物理量,单独作为一章我们分别对辐射场及EEOS电流的变化率进行了带窗口的时频分析。

时频分析表明,辐射主要部分是由于爆炸丝电流后沿的突变引起的,EEOS电流变化急剧的地方产生的辐射较强,在各频率成分中所占功率较大。

实验和理论得到比较一致的结果..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:图表目录
第一章 绪论
1.1电爆炸丝切断开关研究现状
1.1.1金属丝电爆炸理论研究
1.1.2金属电爆炸的实验研究
第二章 EEOS实验装置与电磁脉冲辐射测量
2.1 EEOS实验平台
2.1.1 TomaChan装置
2.1.2 EEOS工作原理
2.2 EEOS产生电磁辐射实验测量
2.2.1线天线测量
2.2.2环天线测量
2.3 EEOS产生电磁辐射的效应实验
2.3.1电缆测量辐射效应
2.3.2电磁辐射防护
2.4本章小结
第三章 EEOS电磁脉冲辐射物理过程分析
3.1 EEOS电流产生辐射的电动力学分析
3.2对实验结果分析
3.2.1辐射场强度、时间与EEOS电流的关系
3.2.2辐射场频率与EEOS电流变化率频率的关系
3.2.3 EEOS腔体不同填充物导致的辐射
3.3爆炸丝焦耳加热产生等离子体
3.3.1金属丝焦耳加热产生等离子体
3.3.2等离子体的多种宏观不稳定性
3.4等离子体的不稳定性引起后沿电流变化
3.5本章小结
第四章 EEOS电磁脉冲辐射的时频分析
4.1时频分析原理
4.1.1短时傅立叶变换基本概念
4.1.2窗函数的选择
4.2辐射场的时频分析
4.3 EEOS电流的时频分析
4.4辐射场的时频分析与电流的时频分析之比较
4.5本章小结
第五章 总结与展望
5.1论文工作总结
5.2今后工作展望
参考文献

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中图分类: > TM833 > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 高电压试验设备及测量技术 > 产生冲击大电流的装置

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