机载惯性导航设备雷电防护技术与应用

首先介绍了RTCMDO－160标准中的雷电试验方法,在此基础上分析了雷电信号对机载电子设备的影响机制;接着以惯性导航设备为例建立了设备级和电路级的雷电防护模型,并总结了不同电气特性接口的防护设计方法;最后,通过某型机载惯性导航设备的雷电特性试验,验证了防护设计的合理性与有效性。     

频率选择超材料雷电附着特性研究

频率选择超材料是理想的天线罩材料,但其雷电附着特性尚不明确,限制了这种材料的工程应用前景。基于超材料天线罩雷电附着实际工况,考虑了分流条距离、天线距离对超材料雷电附着特性的影响,开展了超材料雷电附着试验,并仿真分析了超材料表面及内部天线的电场分布情况。结果表明,随着分流条间距的增大,超材料的雷电附着概率急剧增大,当分流条间距大于50cm后,分流条已完全失效;随天线距离的增大,超材料的雷电附着概率未呈现明显的递减趋势。进一步分析可知,罩体材料由普通的绝缘介质材料变为超材料后,雷电屏蔽主要对象发生了根本性变化。对于普通材料天线罩,雷电屏蔽的主要对象是天线罩内金属天线。而对于超材料天线罩,雷电屏蔽的主要对象转变为天线罩本身。     

基于C8051单片机的飞机雷电抑制器测试仪研制

为了满足快速测试飞机雷电抑制器的标称电压要求,从而判定飞机雷电抑制器的保护功能是否正常,研制了一款便携式飞机雷电抑制器测试仪,并阐述了其工作原理、硬件设计、软件设计。经调试,该测试仪技术指标完全达到了设计要求,具有性能稳定、操作简单、工作可靠、数据测试精确等优点。     

超大型地面天线辐射特性实地测量技术

针对口径超过 10 m 的超大型地面天线由于极高成本难以进行精确测量的难题,提出了基于无人机的平面近场实地测 量方法。 首先对无人机散射、定位精度及测量场区选择等影响天线实地测量结果的主要因素进行了仿真分析,确定了测量区 域。 采用多旋翼无人机和高精度飞控技术,在高性能无人机最好 20 mm 飞控精度、5 mm 测量精度的条件下,进行了天线实地测 量系统的射频链路设计,并给出了两种近远场数据变换方法,可以有效解决在较高频段无人机定位精度差导致测量结果不可信 的问题。 采用实例分析验证了方法的有效性,为超大型地面天线低成本精确测量提供了较好的解决途径。     

基于飞机雷电抑制器测试仪的多路快速检测方法实现

为了能更快速地检测飞机雷电抑制器内用来判定其保护功能是否正常的主要器件的钳位电压,从而节省飞机维护周期所需的时间,研制了一种新型的应用于飞机雷电抑制器测试仪的多通道快速检测方法.该方法对已有的雷电抑制器测试仪进行了显著的软硬件升级和改进,使之在原有的基础上能更快速更准确地进行单通道性能检测及新增的多通道性能检测.该测试仪依旧采用 C８０５１单片机作为中心控制单元,增加了飞利浦公司的 PCA９５０６芯片用以拓展所涉及的新型多通道快速检测功能.经调试,升级改进后的测试仪技术指标完全达到设计要求,通过调整主控软件,能应对各类不同飞机雷电抑制器的需求。     

雷电地闪探测单元的研制

介绍了大气电场和雷电地闪磁场探测的原理和意义,采用平板天线接收大气电场信号、正交环形天线接收雷电脉冲磁场信号,设计的自动增益放大电路扩大了输入雷电信号的动态范围,设计的线性相位的低通滤波器滤除云闪等干扰成分,并基于FPGA平台实现了两路磁场和一路电场信号的波形采集和存储,完成了雷击强度、雷电极性、波头到达时间、回击次数及回击强度、方位角等雷电特征量的提取,实现了在探测站硬盘上存储雷电特征量和波形数据,最后给出雷电地闪探测单元主要设计指标。     

基于GPIB总线的机载校验平台射频组件

为实现机载飞行校验平台射频通路的自动切换,提出了一种基于GPIB总线的天线控制单元(antenna controlunit)的设计。天线控制单元是机载校验平台的重要射频组件,主要用于控制前端天线接收到的射频信号或者航空标准信号源产生的信号与对应接收机的准确自动化的连通。上位机选定不同的校验科目,通过GPIB总线发送命令至天线控制单元,实现相应射频通路的连通和切换。经过测试,可成功实现不同科目的校验,已经应用于国内首套自主研发先进机载飞行校验平台中。     

基于长间隙放电研究雷电屏蔽问题的进展

长间隙放电是研究地面物体雷电屏蔽问题的最有效手段之一。首先介绍了国内外在雷电击距、直击雷防护措施的屏蔽性能试验和雷电迎面先导过程研究3个方面所取得的进展,并结合最新开展的长达6 m间隙尺度的放电试验观测,对现阶段上述3个方面研究所存在的问题进行了分析。认为基于雷电击距建立的电气几何模型(electric geometry model,EGM)仅适用于小尺度目标物的雷电屏蔽性能分析,现有的雷电屏蔽模拟试验方法仅能近似模拟不存在雷电迎面先导时的雷击过程,无法完全证明以提前流注发射模型装置为代表的非传统防雷装置具有比传统措施更优越的屏蔽性能。大尺度目标物的雷电屏蔽问题应聚焦于雷电迎面先导过程的研究,建立并完善雷电迎面先导过程的模拟试验方法和物理仿真模型。     

基于长间隙放电研究雷电屏蔽问题的进展EI北大核心CSCD

长间隙放电是研究地面物体雷电屏蔽问题的最有效手段之一。首先介绍了国内外在雷电击距、直击雷防护措施的屏蔽性能试验和雷电迎面先导过程研究3个方面所取得的进展,并结合最新开展的长达6 m间隙尺度的放电试验观测,对现阶段上述3个方面研究所存在的问题进行了分析。认为基于雷电击距建立的电气几何模型(electric geometry model,EGM)仅适用于小尺度目标物的雷电屏蔽性能分析,现有的雷电屏蔽模拟试验方法仅能近似模拟不存在雷电迎面先导时的雷击过程,无法完全证明以提前流注发射模型装置为代表的非传统防雷装置具有比传统措施更优越的屏蔽性能。大尺度目标物的雷电屏蔽问题应聚焦于雷电迎面先导过程的研究,建立并完善雷电迎面先导过程的模拟试验方法和物理仿真模型。     

微电子设备防雷及电涌保护

雷电以及过电压导致微电子设备的损坏,微电子设备的防护问题已经得到越来越多的重视和广泛研究。详细介绍了防护雷电及过电压的常用方法:分流、均压、屏蔽、接地和保护。对构成电涌保护器的内部器件,如放电管、压敏电阻、TVS瞬态电压抑制器、共模线圈等进行了介绍。指出应根据器件的各自特点设计理想的电涌保护器。     

特高压直流输电线路山区边坡塔研究

特高压直流线路主要经过山区,雷电活动频繁,采用负保护角设计后雷击跳闸率仍然较高。提出一种减小绕击跳闸率的新塔型——边坡塔,采用电气几何模型法分析其防绕击性能,同时采用CDEGS 软件结合公式法对边坡塔的电磁环境做了评估,通过结构受力分析判断铁塔内力情况,从塔重、混凝土指标对比分析边坡塔的经济性。结果表面,边坡塔防绕击性能明显优于常规T型塔,电磁环境满足限值要求,铁塔内力与T型塔相当,工程造价与T型塔基本一致,为边坡塔在多雷山区特高压直流线路中的应用提供依据。     

山区220 kV新型错层横担直线塔防雷性能研究

针对山区地形坡度影响输电线路杆塔防雷性能的问题,为降低山区输电线路的雷击跳闸率,设计了一种220 kV新型错层横担直线塔。分析了错层横担直线塔在不同坡度条件下的防雷性能,确定了错层横担杆塔在山区地形的可行性,建立了新型错层结构杆塔的多波阻抗模型及其接地体等效电路模型。基于PSCAD软件搭建了错层横担杆塔的整体模型,仿真计算出了杆塔的反击跳闸率;建立了适用于新型错层杆塔求解绕击跳闸率的电气几何模型,并推导了求解的计算公式;分析比较了错层横担杆塔在几种坡度条件下的雷击跳闸率的数据结果。通过常规杆塔和错层杆塔的雷击跳闸率对比发现,错层横担结构有效地提高了杆塔的耐雷水平。研究结论可为山区错层横担杆塔输电线路防雷设计、防雷改造以及线路运行和维护提供参考。     

飞机模型雷击试验分析研究

飞机雷击附着点试验是确定飞机雷击区域和飞机试验鉴定的主要方法,能够为飞机防雷设计提供依据,并能对雷击防护特性进行试验验证.依据航标HB 6129-1987(飞机雷电防护要求及试验方法>,对飞机的缩比模型进行雷击附着点试验.确定了飞机的雷击区域,结果与F-4的真实雷击情况基本吻合,为飞机的防雷设计提供了依据,通过对试验相...     

伞状导体消雷器与避雷针的模拟试验研究

模拟试验表明：目前大量使用的接闪器为一根针的避雷针，其引雷效果并非最佳。当接闪器的针数达到一定值时，其引雷效果明显改善。当伞状导体消雷器针数处于某一值时，其电晕电流最大，当然其消雷效果也应最好。这样就把有良好接地性能的伞状导体消雷器与避雷针统一了起来，同时达到了最佳消雷器和最佳避雷针的性能。     

建筑电气设计中存在的若干问题

在确保建筑电气设计重要性的基础上,探讨了当前建筑电气设计中可能存在的若干影响工程质量的问题,包括设计内容与规范不符、相关专业设计文件之间缺乏连贯性等。从防雷、照明、供配电、电缆线路四个方面提出相应的电气设计问题的解决方案,以期为建筑电气设计人员提供参考。     

建筑物雷击电磁环境分析

分析了不同类别防雷建筑在遭遇雷击灾害后的首次和后续雷击磁场强度,根据电子设备所能承受的磁场强度。为建筑内电子设备位置的设置和保护提供了数据支持。对建筑防雷设计有重要意义。     

中国电网雷电监测与防护亟待研究的关键技术

为了加强电网的雷电监测与防护,减少雷害事故,保证电网安全,建设坚强电网,全面介绍了中国电网雷电监测与防护技术水平的现状,提出了电网雷电监测与防护技术领域亟待开展研究的6项关键技术,包括雷电流直接测量、雷电辐射电磁场传播特性、全数字化雷电探测、雷电参数统计、防雷差异化分析方法以及雷电屏蔽模拟试验技术。详细介绍了开展这些关键技术研究的目的、意义和思路。指出尽快开展这些关键技术研究将获得目前全世界都普遍缺乏的雷电流实测参数,提升中国雷电监测网的探测效率和定位精度,描绘出中国不同区域的雷电活动特性,更准确地分析和评价输电线路防雷性能,为科学评价输电线路雷电屏蔽措施的屏蔽效能提供有效手段,并为中国相关防雷标准和规程的制修订提供基础参数和依据。