電磁兼容基礎(chǔ)03-電容性耦合PPT課件

1、1 3.1 電容與電容性耦合電容與電容性耦合 3.2 帶電導體對懸浮導體的電容性耦合帶電導體對懸浮導體的電容性耦合 3.3 帶電導體對接地導體的電容性耦合帶電導體對接地導體的電容性耦合 3.4 屏蔽體對電容性耦合的影響屏蔽體對電容性耦合的影響 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 3.6 討論討論-導電材料工頻電場屏蔽效能測試導電材料工頻電場屏蔽效能測試 第三講第三講 電場（電容）性耦合電場（電容）性耦合 2 3.1 電容與電容與電容性耦合電容性耦合 1. 電容電容 3 3.1 電容與電容與電容性耦合電容性耦合 2. 部分電容部分電容 11110121211 2

2、2121222022 11220 nn nn nnnnnnnn qCvvCvvCvv qCvvCvvCvv qCvvCvvCvv 4 3.1 電容與電容與電容性耦合電容性耦合 2. 部分電容部分電容 5 3.1 電容與電容與電容性耦合電容性耦合 3. 電容性（電場）耦合電容性（電場）耦合 6 3.2 帶電導體對懸浮導體的電容性耦合帶電導體對懸浮導體的電容性耦合 大地上方有兩根平行導線，導線大地上方有兩根平行導線，導線1帶電壓帶電壓V1，導線，導線2懸浮。懸浮。C1G, C12及及C2G為部分電為部分電 容，試求導線容，試求導線2上的對地電壓上的對地電壓 12 1 122 N G C VV CC

3、 7 3.3 帶電導體對接地導體的電容性耦合帶電導體對接地導體的電容性耦合 R為導線為導線2的接地電阻的接地電阻 2 2 1 2 12 2 2 1 12 2 12 1 122 1 1 1 1 1 1 1 G G N G G G G G R j C Rj C VV R j C j C Rj C R Rj C V R j C Rj C Rj C V RjCC 8 3.3 帶電導體對接地導體的電容性耦合帶電導體對接地導體的電容性耦合 討論：討論： 1 122121 GN RjCCVRj C V 1 12 1221 122 GN G C RjCCVV CC 1）接地良好）接地良好 2）接地不好或高頻情

4、況）接地不好或高頻情況 此時，容性耦合等價于在導線此時，容性耦合等價于在導線2上接入了強度為上接入了強度為jC12V1的電流源的電流源 9 3.4 屏蔽體對電容性耦合的屏蔽體對電容性耦合的影響影響 1）屏蔽體不接地）屏蔽體不接地 1 1 1 s S ssG NS C VV CC VV 不接地的屏蔽體不能抑制電容性耦合不接地的屏蔽體不能抑制電容性耦合 10 3.4 屏蔽體對電容性耦合的屏蔽體對電容性耦合的影響影響 2）屏蔽體接地）屏蔽體接地 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 SG SG N SG S SG SG S SG S SSG R j C Rj C VV R j C

5、j C Rj C R Rj C V R j C Rj C Rj C V RjCC 1 1 111111 11 1 S SSGNSS SSGSSG C RjCCVRj C Vj C VV jCCCC 11 1 1 11 no shield 1 with shield N S S N SSGSSG VRj C VR SE C V V jCCCC 11 3.4 屏蔽體對電容性耦合的屏蔽體對電容性耦合的影響影響 3）屏蔽體接地但屏蔽不完整）屏蔽體接地但屏蔽不完整-屏蔽體理想接地屏蔽體理想接地 12 1 1222 N GS C VV CCC 不完整屏蔽時存在通過泄漏電容的容性耦合不完整屏蔽時存在通過泄漏

6、電容的容性耦合 12 3.4 屏蔽體對電容性耦合的屏蔽體對電容性耦合的影響影響 4）屏蔽體接地但屏蔽不完整）屏蔽體接地但屏蔽不完整-屏蔽體不接地，導體本身帶接地屏蔽體不接地，導體本身帶接地 121 0 N RVRj C V 13 3.4 屏蔽體對電容性耦合的屏蔽體對電容性耦合的影響影響 121 0 N RVRj C V 4）屏蔽體接地但屏蔽不完整）屏蔽體接地但屏蔽不完整-屏蔽體不接地，導體本身帶接地屏蔽體不接地，導體本身帶接地 14 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 1、一般性模型、一般性模型 地面上方地面上方n條懸空平行導線，看成無線長，描述它們之間的電荷

7、量和電位條懸空平行導線，看成無線長，描述它們之間的電荷量和電位 （對地）之間的關(guān)系。（對地）之間的關(guān)系。 15 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 1、一般性模型、一般性模型 uPq 22 22 00 211 ln, ln 22 ijij i ijii i ijij xxyy y PP r xxyy u=u1 u2 uN T表示由各導線的電位組成的列向量表示由各導線的電位組成的列向量 q=q1 q2 qN T 電荷量和電位之間的關(guān)系：電荷量和電位之間的關(guān)系： 電位系數(shù)矩陣電位系數(shù)矩陣P的各元素的計算式（由鏡像法導出）的各元素的計算式（由鏡像法導出） ri為各導

8、線的半徑為各導線的半徑 16 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 17 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 1112131415161718191,101,111,121,13 2122232425262728292 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 5 p n a a b b c c g g g g g uPPPPPPPPPPPPP uPPPPPPPPPP u u u

9、u u u u u u u u ,102,112,122,13 13,113,213,313,413,513,9 PPP PPPPPP 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 13,1013,1113,1213,13 5 p n a a b b c c g g g g g q q q q q q q q q q q q PPPP q 先得出電位系數(shù)矩陣 18 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 已知條件 11111 , , 0 pnggggg uuuuuuu 121212 121212

10、 0, 0, 0 , , aabbcc aabbcc qqqqqq uuuuuu 約定條件 待求量 121212 , , , aabbcc uuuuuu 19 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 1112131415161718191,101,111,121,13 2122232425262728292 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 5 p n a a b b c c g g g g g qBBBBBBBBBBBBB qBBBBBBBBBB q q q q q q q q q

11、 q q ,102,112,122,13 13,113,213,313,413,513,9 BBB BBBBBB 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 13,1013,1113,1213,13 5 p n a a b b c c g g g g g u u u u u u u u u u u u BBBB u 轉(zhuǎn)化為電荷量電位關(guān)系 1 BP 20 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 1112131415161718 2122232425262728 1 2 1 2 1 2 p n a

12、 a b b c c q BBBBBBBB qBBBBBBBB q q q q q q 1 2 1 2 1 8182838485868788 2 p n a a b b c c u u u u u u u BBBBBBBB u 利用地線電位為零的特點，消除地線（舍棄與地線編號對應(yīng)的行、列） 21 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 將將B B矩陣分塊，并將子矩矩陣分塊，并將子矩 陣的元素相加，可將陣的元素相加，可將B B矩矩 陣從陣從8 8階縮到階縮到5 5階階 12 12 12 aa

13、a bbb ccc uuu uuu uuu 12 12 12 aaa bbb ccc qqq qqq qqq 利用子導線電位相等的特點，將同一相的分裂導線合并 22 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 分裂導線合并后的結(jié)果 1112131415 2122232425 3132333435 4142434445 5152535455 pp nn aa bb cc qu EEEEE qEEEEEu qEEEEEu qEEEEEu qEEEEEu 已知條件 , 0 pn abc uu qqq

14、 待求量 , , abc uuu 23 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 矩陣分塊 已知條件 , 0 pn abc uu qqq 待求量 , , abc uuu 24 3.5 工程例子工程例子輸電線路之間的容性耦合輸電線路之間的容性耦合 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 矩陣分塊 已知條件 , 0 pn abc uu qqq 待求量 , , abc uuu 3132333435 4142434445 5152535455 aa p bb n

15、cc qEEEEEu u qEEEEEu u EEqEEEu 1 3334353132 4344454142 5152535455 a p b n c uEEEEE u uEEEEE u EEuEEE 25 3.5 工程例子工程例子潛供電流潛供電流 2、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算、輸電線路的容性（靜電）耦合電壓計算 線路上發(fā)生單相接地故障，故障相線路兩側(cè)斷開，非故障相仍然繼續(xù)運行，這時非故障相線路上發(fā)生單相接地故障，故障相線路兩側(cè)斷開，非故障相仍然繼續(xù)運行，這時非故障相 與斷開的故障相之間存在靜電（相間電容）和電磁（相間互感）耦合。使故障點弧光通道與斷開的故障相之間存在靜電（相間電容）

16、和電磁（相間互感）耦合。使故障點弧光通道 中仍有一定數(shù)值的電流通過，此電流稱為潛供電流。通常電容耦合占主。潛供電流影響故中仍有一定數(shù)值的電流通過，此電流稱為潛供電流。通常電容耦合占主。潛供電流影響故 障點電弧熄滅和故障相的重合閘。障點電弧熄滅和故障相的重合閘。 26 3.6 3.6 應(yīng)用應(yīng)用- -導電材料工頻電場屏蔽效能簡易測試導電材料工頻電場屏蔽效能簡易測試 如上圖，在金屬箱體上開窗口，測試窗口處于開放狀態(tài)及被待測材料（復合導電材料、金如上圖，在金屬箱體上開窗口，測試窗口處于開放狀態(tài)及被待測材料（復合導電材料、金 屬網(wǎng)）覆蓋兩種情況下大電阻上電壓的比值，表征待測材料的工頻電場屏蔽性能。屬網(wǎng)）覆蓋兩種情況下大電阻上電壓的比值，表征待測材料的工頻電場屏蔽性能。 實際測