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弯曲通道长度及倾斜角度对雷电电磁场影响研究 * P5 I% N8 p8 R# u# q) T
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摘要:为了得到弯曲通道雷电电磁脉冲场的分布特性,将电流微源偶极子进行水平分解和垂直分解,利用偶极子法对弯曲通道产生电磁场的表达式进行了推导.在此基础上就底部回击通道长度以及上部回击通道倾斜角度对地表电磁场的影响规律进行了相关研究.研究结果表明,弯曲通道的电磁场峰值主要取决于底部放电通道的长度,在中间场和远场区底部通道越长对应的电磁场幅值越小;而倾斜角度对近场区电磁场影响极小,在中间场和远场区电磁场幅值会随着倾斜角度的增加而降低,且距离越远倾斜角度对电磁场幅值的影响越明显.+ Q7 g/ J1 z* \: A3 I
关键词:雷电电磁场;弯曲放电通道;地表电磁场;脉冲函数
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1引言
+ E. i9 ~- r; x# ^2 q( x雷电作为自然界中一种典型的天然强电磁危害源,对电子元器件以及微电子设备有着巨大的潜在威胁.尤其是近年来大规模、超大规模集成电路的迅速发展,导致其电磁敏感性不断升高,耐雷电浪涌冲击的能力不断下降,很弱的电磁场就可能会造成比较大的危害.随着电子设备在电力、通讯等重要领域的广泛应用，雷电电磁脉冲场所产生的危害越来越大,所造成的损失也呈现逐年增加的趋势[1.2].
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* q' L8 w8 m# T: l3 T) WRakov和Uman将雷电回击模型分为四类[3],在这四类模型中应用最为广泛的是雷电回击工程模型,此模型认为大地是理想导体,且将雷电放电通道简化为一条直线,不考虑分支放电通道的影响,这样,雷电放电回击过程可用简化的线状天线模型来表示.国内外学者依据回击工程模型对垂直通道雷电电磁场进行了广泛的研究[~6],但是在现实生活中垂直于地面的放电通道是十分少见的,因此有学者对更加接近实际的斜向、弯曲通道雷电电磁场进行了相关研究.# n' n& f9 ~% D- t+ I" E9 D2 W8 A4 W
Hill通过观测发现,在现实生活中弯曲通道由许多长度从小于1m到大于1km不等的阶梯通道构成[”,阶梯通道的平均方位角改变量为16°; Moini 等人基于AT. S: N+ V* v) e
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发表于 2020-12-30 11:06
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