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发表于 2010-10-17 23:46:35
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感应雷与电缆感应电动势
' f' D$ A6 `! {7 R. ` 以视频线AB为例。空间电磁场可以在视频线屏蔽层上产生感应电动势。这就是我们常说的“干扰”。0 L! T, h- \4 i# G0 A# ^& l/ g0 y( z
雷电放电时,巨大的脉冲电流,可以在周围空间辐射出很强的交变电磁场——雷电波。雷电流包括发生在空中的带电云层间的“云-云”放电电流,“云-地”放电电流,也包括避雷针接闪放电电流。4 f7 U$ d/ F1 c4 X- v( c
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雷电波可以在任何导体上耦合出感应电动势,在视频线的屏蔽层上也会产生雷电感应电动势Uo;雷电感应电动势Uo,性质是一个交变电压。
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同样,一根垂直的导线也会耦合出感应电动势。避雷针接闪时巨大放电电流的辐射电磁场,可以在离避雷针很近的摄像机立杆上,防雷器垂直接地线上,耦合出很强感应电动势Ud;
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0 F5 S4 f( w! d5 R4 K/ Z【雷电感应电动势模拟】+ g: T* Q- x S( l5 Y
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如图所示:AB为模拟视频线屏蔽层,AD为模拟立杆或接地线(可以是防雷器接地线),BD为主机接地线。为了理解感应电动势的性质,我们设计了这个模拟电路:/ k2 A; [9 ?' m
用一个变压器,初级接高频信号源或脉冲信号源,次级串接在视频线屏蔽层中间(视频信号地中间),在视频线两端就可以观察到(测到)“感应电动势Uo”;( n0 O5 ]% Z2 k4 h) |8 n# X
同样在接地线中间,也串一个变压器次级,也可以得到一个“感应电动势Ud”;: s/ L; s! {( Z8 r$ I# \3 n
h; S5 F8 k* H# { 变压器的原理产生的Uo和Ud,也都是电磁感应形成的电动势,性质上和雷电感应电动势一样,不同的是变压器是集中参数元件的有源电流和磁路耦合,有电路基础就可以理解,雷电感应是空间电磁场的耦合关系,模拟实验的信号幅度也与实际雷电大不相同,这要从场的角度去理解。但这不影响我们对感应电动势性质的认识,Uo和Ud也是交变电压性质,也都是等效在导线两端。. F* U3 x8 F7 E" ^* r- m; C
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先看接地线上的感应电动势Ud,它不因为导线下端接地而不产生感应电动势,也不因为它下端接地而被“泄放到大地”。对于实际的雷电感应,即使在AD两端再并一个“短路线”,那也只能增加导线面积,提高电磁感应效率,感应电动势不会有丝毫减少。视频线上的感应电动势性质也一样。+ W; A5 @& f" q/ w8 g' h& O' `, F
4 K9 J$ D' P5 |0 j8 d 这就是说,防雷器接地,不仅不能够把感应电动势“泄放到大地”,而且本身还会产生感应电动势,增大雷电感应。所以防雷器接地是无用而有害。% R0 E X T6 ^1 w" O
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所谓防雷器接地泄放雷电流的说法,是对雷电感应本质的一种错误认识,这是首先要从原理上搞清楚的问题。- a: q3 j+ a1 R
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[ 本帖最后由 eie1992 于 2010-10-18 12:41 编辑 ] |
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