电缆屏蔽效能的评估与分析

第一章绪论 (1)

1.1研究背景和意义 (1)

1.2国内外的研究成果 (3)

1.2.1国外的研究成果 (3)

1.2.2国内的研究成果 (4)

1.3本文的研究内容 (5)

第二章转移阻抗的测试方法 (6)

2.1转移阻抗的概念 (6)

2.2线注入法、吸收钳法等测试方法 (6)

2.3三同轴测试方法 (7)

2.4多芯电缆的测试方法 (9)

2.5实际测试方法 (10)

2.5.1电源的实现方法 (10)

2.5.2接线方法 (11)

2.5.3测试过程 (12)

第三章数据分析 (14)

3.1波形图 (14)

3.1.1jvvp电缆波形图 (14)

3.1.2Kvv22电缆波形图 (17)

3.2理论计算公式 (23)

3.2.1钢铠型屏蔽层 (23)

3.2.2编织型屏蔽层 (23)

3.3具体理论计算 (25)

3.3.1编织角α (26)

3.3.2编束中导线数N (26)

3.3.3编织层中编束数C (26)

3.3.4编束导线直径d (27)

3.3.5屏蔽层的半径a (27)

3.3.6理论计算曲线 (27)

3.4误差分析 (28)

3.4.1弧垂 (28)

3.4.2分流物 (29)

3.4.3被测电缆延长线 (31)

3.4.4被测电缆匹配性 (31)

3.4.5冲击电流发生器 (32)

第四章注入电流法与套穿编织带法 (34)

4.1套穿编织带法简介 (34)

4.1.1注入电流法回顾 (34)

4.1.2套穿编织物法简介 (37)

4.2套穿编织带法测量装置 (39)

4.3有效性评估 (42)

4.4两种测试方法的对比 (44)

第五章结论 (50)

参考文献 (52)

致谢 (55)

攻读学位期间发表的学术论文目录 (56)

上海交通大学工程硕士学位论文电缆屏蔽效能的评估与分析

第一章绪论

1.1 研究背景和意义

电缆设备已广泛存在于人类生活的方方面面。它的作用是连接两个不同的电气系统和电子系统，从而实现他们之间的能量的传播和信息的有效传输。在目前的各种电气设备和电子设备中，经常使用电缆传输线把各种式样的信息从一处传播到另一处，这里的电缆起到的作用也是连接和传输信息。因此，电缆已经成为一种不可或缺的重要部分，随着通讯技术的不断，电缆的发展水平也将与时俱进。另外，诸如与百姓息息相关的广播电视业、计算机信息技术等现代电子信息技术的很多领域，电缆也有着极其广泛的应用。

由于集成电路以及数字通信设施的不断深入发展，电气系统以及电子系统对于由自然界的高电压雷电波冲击或者人工的操作断路器等缘故所形成的电磁场瞬时变化会愈加敏感。人类也已经意识到这一点，并已经越来越关注这种外界电磁波的瞬时改变经由芯线耦合，从而使芯线上形成干扰。尤其对于距离比较长的电缆，比方说变电站里普遍使用的二次电缆等等，这些电缆由于耦合作用就会形成一个个外加电磁干扰能量的巨大收集器和存储器。这些采集到的外加电磁能很容易会传播到与电缆端接的设备里，一旦发生这种情况，就会在这些端接设备的二次信号回路中形成这些设备所不能够承受的干扰作用，严重时将导致回路中电器元件的损毁，甚至引起继电保护的误动作，诱发电力事故。这一切都是由于这种长电缆的屏蔽不够良好所致。

致使电气设备形成辐射超标的另一个主要原因是设备上普遍存在的互连电缆。在尝试电磁兼容EMC实验进程中或者在真实存在的环境里，我们常常会遇到这样的困惑：两台设备在各自独立运行时，分别进行外界电磁场的干扰测试，结果完全合格，但是通过电缆连接起来后，系统测试数据就不合格了，原因就是电缆的辐射作用在作怪。按照电缆屏蔽规范设计，屏蔽设备的屏蔽效果一般要能够达到60 dB 到80 dB ，但如果使用辐射超标的连接电缆，系统往往会形成重大的电磁兼容事故。统计表明，电磁兼容事故90% 都是由于电缆受到外界电磁场干扰的原因造成的。另一方面，电缆本身是一种高能效的电磁波辐射天线以及接收天线，根据对称性而言，天线的辐射特性与天线的接收特性具有对称性，也就是说，如果一根天线的接收特性越高，其辐射特性一定也会越高。这种辐射也就是目前电磁兼容工作方面存在的两个严重问题之一。这两项严重问题分别为电缆芯线对外界设备的辐射以及外界电磁波对电缆芯线的耦合。由于电缆敷设往往采用成束敷设，且电缆的运行环境是敷设在各种电磁环境中，相互干扰中，高电压的电缆作为干扰源辐射干扰，低电压的电缆作为承受物感应干扰。

电磁兼容的认证是国家有关部门明确规定的3C 认证的重要部分之一。电缆的屏蔽层作为控制系统电磁兼容水平的一项重要手段，作用相当重要。电缆的屏蔽层可以用于主动衰减外界电磁场的辐射干扰，用于减少电缆芯线对于外界电磁场干扰的感受度，用于减少外界电磁场对电缆内部芯线的直接耦合。屏蔽的原理就是金属隔离，根据这种原理将外界的电磁波干扰由向原先的区域感应传播和辐射传播转向另一个没有电磁兼容要求的区域感应传播和辐射传播，使大部分原先直接耦合到电缆内部芯线的电流转而流过电缆的屏蔽层而不再流

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