为研究变电站中开关动作所产生瞬态辐射场的波形特征,利用变电站停电检修的机会对220k V GIS中三相断路器操作所产生的VFTO辐射电场进行了测量与分析。首先针对变电站内复杂的电磁环境,研制了一套宽频带、抗电磁干扰能力强且传输距离远的光纤电场测量系统;然后选取了数个具有代表意义的测点,对断路器闭合空载变压器时所产生的VFTO辐射电场进行了测量;取得测量结果后,分别从时域和频域进行了波形特征与分布规律的分析。经分析可知:断路器对空载变压器的闭合操作可以在变电站中产生VFTO辐射场,脉冲电场的幅值可达7k V/m,前沿可达5ns,前沿陡度可达1.2(k V/m)/ns,该辐射场对工作在GIS中的电子设备具有潜在的威胁,因此需要研究VFTO辐射场的波形特征。研究结果表明:VFTO辐射电场一般为间隔数ms的脉冲群,每个脉冲为振荡衰减波且具有多个特征频率,按照不同特征频率的波形成分衰减速度的不同,可以将脉冲在时域上分为三个时期。
电磁范数作为一种定量表征脉冲波形特征的工具,已被美军标和IEC等多个国际标准所采纳,可应用于高功率电磁环境效应机理和评估技术研究。首先简要分析了不同电磁范数的物理意义及其内在关系,然后介绍了基于高速数字采样与存储技术研制的范数探测器。范数探测器把测试信号直接数字化并存储到探测器内部,而不再需要传输线缆或光缆,其实时采样频率可配置为1 GHz或2 GHz,存储深度为4 k B,可拓展。编制了上位机数据软件用于在电脑上显示波形并快速计算给出波形的常用电磁范数。该范数探测器可以解决密闭腔体内耦合场全波形的测量,计算给出的电磁范数可用于效应的敏感参数分析和效应评估,以及响应定界、电磁辐射源的时间反演定位等领域。
