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EtherCAT设备端口电磁脉冲损伤阈值及防护措施 被引量：6
1
作者 周颖慧 杜鸣心 石立华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1370-1377,共8页
为了实现高空核电磁脉冲(HEMP)的有效防护,选取一款典型的以太网现场总线系统(EtherCAT)从站通信模块,对其进行HEMP传导注入试验。研究了该类装置对HEMP的敏感度及损伤累积效应影响,选取了适用于网络端口的防护器件,研究了其对HEMP的响... 为了实现高空核电磁脉冲(HEMP)的有效防护,选取一款典型的以太网现场总线系统(EtherCAT)从站通信模块,对其进行HEMP传导注入试验。研究了该类装置对HEMP的敏感度及损伤累积效应影响,选取了适用于网络端口的防护器件,研究了其对HEMP的响应特性,并提出了端口防护方案。通过试验得出:被测端口对HEMP传导注入较为敏感,单次脉冲注入情况下的损毁阈值电压约为450.1V,10次脉冲注入情况下的损毁阈值电压约为273.5 V,脉冲次数对其具有明显的累积效应;该防护器件在单次脉冲注入时损毁阈值电压为9.67 k V,10次脉冲时的损毁阈值电压为8.97 kV;将该防护器件并联至受试模块注入端口后,受试端口可保证在注入3 kV HEMP电压峰值下网络系统仍不受损伤。研究结果表明,防护后的以太网从站通信模块的损毁阈值电压可提升至3 kV以上。 展开更多
关键词 以太网现场总线 电磁脉冲 传导干扰 累积效应 损毁阈值电压 浪涌防护
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某型金属铜网对复合材料结构雷电防护效果的仿真与试验验证
2
作者 刘福佳 李群芳 +1 位作者 潘钦 郭晗 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期640-644,共5页
为了研究某型金属铜网对复合材料结构的雷电防护的有效性,结合某型复合材料飞机结构特点及雷电分区特点,对铺有金属铜网的碳纤维复合材料试件进行了电弧引入仿真和电流传导仿真,仿真结果表明金属铜网可以对碳纤维复合材料进行有效防护... 为了研究某型金属铜网对复合材料结构的雷电防护的有效性,结合某型复合材料飞机结构特点及雷电分区特点,对铺有金属铜网的碳纤维复合材料试件进行了电弧引入仿真和电流传导仿真,仿真结果表明金属铜网可以对碳纤维复合材料进行有效防护。为了充分验证金属铜网对碳纤维复合材料的防护效果,选取铺有金属铜网的典型铺层进行了雷电防护试验验证,试验结果表明金属铜网可以对碳纤维复合材料进行很好的防护。仿真结果和试验结果基本一致,但试验中试件损伤略大,表明可以用仿真结果来判断雷电防护金属网的防护能力。研究结果可为复合材料飞机结构的雷电直接效应防护设计提供参考。 展开更多
关键词 复合材料 金属铜网 雷电防护 仿真 试验验证
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飞机燃油管路安装间隙闪电击穿电压研究 被引量：3
3
作者 姜亮 刘春阳 姚永杰 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期28-32,共5页
闪电击穿电压是飞机遭遇闪电雷击时会否在燃油箱内产生电火花的重要评判指标。为研究飞机燃油箱内典型燃油管路安装间隙下的闪电击穿电压,搭建了闪电击穿电压测试台架,并采用可调冲击电压发生器模拟出符合标准《SAE ARP5412B》要求的闪... 闪电击穿电压是飞机遭遇闪电雷击时会否在燃油箱内产生电火花的重要评判指标。为研究飞机燃油箱内典型燃油管路安装间隙下的闪电击穿电压,搭建了闪电击穿电压测试台架,并采用可调冲击电压发生器模拟出符合标准《SAE ARP5412B》要求的闪电电压波形。实验发现:安装间隙为3 mm时,实验室环境下测得的最小临界耐受击穿电压值为9.0 kV,飞机燃油箱内燃油管路周围部件的种类和燃油管路的安装形式对闪电击穿电压的影响不大,燃油管路的管径大小以及管路表面的油漆层对闪电击穿电压的影响可忽略不计,保持3 mm安装间隙不变,在部件表面涂覆1 mm厚密封胶,耐受击穿电压值从9.9 kV跃增至22.5 kV,安装间隙击穿所需的电压幅值大幅提高。实验结果表明:在燃油管路表面涂覆密封胶是减缓小间隙处发生闪电击穿风险的一种有效措施,可为飞机燃油管路安装间距选取和闪电防护设计提供参考和依据。 展开更多
关键词 飞机燃油箱 燃油管路 闪电防护 击穿电压
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风电叶片新型防雷设计的仿真和试验研究 被引量：6
4
作者 肖琼 何相勇 +5 位作者 冯学斌 梁鹏程 胡杰桦 戴龙侠 姚威 韩敏 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期784-789,共6页
雷击是风力发电场最严重的安全威胁之一,其中叶片是最容易受雷击的部件,因此优化叶片防雷设计以降低雷击风险是解决安全威胁的重要途径。文章在风电场雷击统计数据和理论计算的基础上,以某型号风电机组叶片为研究对象,通过采用环氧树脂... 雷击是风力发电场最严重的安全威胁之一,其中叶片是最容易受雷击的部件,因此优化叶片防雷设计以降低雷击风险是解决安全威胁的重要途径。文章在风电场雷击统计数据和理论计算的基础上,以某型号风电机组叶片为研究对象,通过采用环氧树脂包裹接闪器基座,叶尖内置倒角设计、合理选择叶尖/叶身接闪器布置位置等优化方法以提升防雷效果。通过雷电数值仿真和直接雷击试验等方式对防雷设计进行验证,仿真和试验结果表明:该防雷设计可有效引接雷电并降低叶尖后部的尖端放电风险,绝缘性能优异,具有良好的防雷效果,有较大的实用价值。 展开更多
关键词 风电叶片 防雷设计 数值仿真 试验
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大型风机叶片雷击多通道电弧气爆损伤的实验 被引量：8
5
作者 闫江燕 马宇飞 +3 位作者 于万水 李庆民 姚威 Yan Joseph D. 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期3569-3577,共9页
风机叶片雷击事故多发,而雷击下桨叶机械损伤机理的研究很少。通过调研风电场雷击数据和实验模拟,获得雷击位置分布规律,结合桨叶材料损伤得到雷击电弧多通道路径。采用极细镍铬丝铺设电弧路径,对5m长风机叶片开展大电流注入实验,发现... 风机叶片雷击事故多发,而雷击下桨叶机械损伤机理的研究很少。通过调研风电场雷击数据和实验模拟,获得雷击位置分布规律,结合桨叶材料损伤得到雷击电弧多通道路径。采用极细镍铬丝铺设电弧路径,对5m长风机叶片开展大电流注入实验,发现引下线在两腹板之间,会减小后缘开裂长度,但将对后缘腹板及两腹板之间区域造成巨大损伤;引下线在后缘腹板外侧,可将损伤控制在后缘腹板之外。引弧孔距叶尖较远时,损伤以引弧孔为中心向两侧等距延伸;引弧孔距叶尖越近,叶尖方向的损伤越严重,直至危及叶尖接闪器。高速相机拍摄的动态过程表明,叶尖方向的损伤主要缘于电弧气流的多次回流冲击。研究成果可帮助揭示叶片动态损伤机制,指导其防雷设计。 展开更多
关键词 雷击电弧 风机桨叶 电弧路径 冲击电流 气爆
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无人机天线在雷电效应中的响应研究及性能检测 被引量：5
6
作者 陈旸 何征 +1 位作者 吕弘 康华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第12期29-35,共7页
机载天线安装在无人机表面,容易成为雷电附着点,对无人机的飞行安全会产生严重威胁。为开展相关设计,并验证设计的有效性,针对UHF机载天线为研究对象,设计了片段式导流条和端口射频雷电抑制器的防护方案。先后进行了初始先导附着试验、... 机载天线安装在无人机表面,容易成为雷电附着点,对无人机的飞行安全会产生严重威胁。为开展相关设计,并验证设计的有效性,针对UHF机载天线为研究对象,设计了片段式导流条和端口射频雷电抑制器的防护方案。先后进行了初始先导附着试验、外部部件瞬态感应试验、电性能测试和系统评估计算。试验结果表明,天线损伤程度降低,片段式导流条对天线的电性能影响不超过0.3 dB,射频雷电抑制器不影响驻波比、增益。最终链路余量满足大于3 dB的要求,证明了设计的有效性。 展开更多
关键词 无人机 雷电效应 天线 片段式导流条 射频雷电抑制器
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碳纤维增强聚合物基复合材料雷击损伤研究进展 被引量：4
7
作者 朱雪蒙 常新龙 +3 位作者 胡宽 张有宏 郭一 何相勇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期14-19,共6页
目前航空航天飞行器使用较多的碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)结构在遭遇雷击等强电磁环境时,往往表现出更严重的损伤和破坏。总结了针对CFRP雷击损伤特性开展的理论和试验研究,揭示了雷电流作用下CFRP直接损伤的形成机理,并从不同... 目前航空航天飞行器使用较多的碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)结构在遭遇雷击等强电磁环境时,往往表现出更严重的损伤和破坏。总结了针对CFRP雷击损伤特性开展的理论和试验研究,揭示了雷电流作用下CFRP直接损伤的形成机理,并从不同角度探讨了影响CFRP直接雷击损伤的因素。此外,对雷电冲击后的复合材料剩余强度问题进行了分析。未来继续开展CFRP直接雷击损伤研究工作时,仍需进一步考虑实际雷电环境下电流的综合影响。 展开更多
关键词 碳纤维增强聚合物基复合材料 雷电环境 损伤机制 影响因素 剩余强度
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雷电流A分量作用下碳纤维增强聚合物基复合材料的损伤研究 被引量：3
8
作者 朱雪蒙 常新龙 +2 位作者 何相勇 胡宽 杜鸣心 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期366-374,共9页
为了分析碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)在雷电流A分量下的损伤特性,对CFRP开展了标准化人工雷电实验,并建立了CFRP雷击损伤的电-热耦合有限元仿真,对比分析了不同峰值雷电流A分量下CFRP表观损伤、C扫内部损伤和仿真损伤结果。结果表... 为了分析碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)在雷电流A分量下的损伤特性,对CFRP开展了标准化人工雷电实验,并建立了CFRP雷击损伤的电-热耦合有限元仿真,对比分析了不同峰值雷电流A分量下CFRP表观损伤、C扫内部损伤和仿真损伤结果。结果表明,不同峰值电流作用下CFRP的雷击损伤模式相同,雷电通道中的电荷和复合材料各向异性热电属性共同决定了雷击损伤的分区特性;复合材料各向异性热电属性影响内部电场和温度场分布,形成方向性极强的热损伤形态,且峰值电流会直接影响CFRP雷击热损伤程度。 展开更多
关键词 碳纤维增强聚合物基复合材料 雷击试验 电-热耦合 损伤分区
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民用航空发动机短舱雷电防护设计及验证 被引量：2
9
作者 赵天 王维 +2 位作者 李雪 张英杰 段雁超 《航空发动机》 北大核心 2021年第1期1-6,共6页
为了有效降低短舱雷电防护设计和验证的难度,针对短舱的雷电防护设计和验证,提出一种导电路径仿真与关键连接结构仿真、试验迭代的研究方法。对整个短舱进行雷电流传导路径设计及简化建模,分别讨论不同传导路径方案对雷电直接效应和间... 为了有效降低短舱雷电防护设计和验证的难度,针对短舱的雷电防护设计和验证,提出一种导电路径仿真与关键连接结构仿真、试验迭代的研究方法。对整个短舱进行雷电流传导路径设计及简化建模,分别讨论不同传导路径方案对雷电直接效应和间接效应的影响。结果表明:优化的多路径传导可有效减小传导结构的雷电流分量和短舱内的脉冲电磁场;依据整体短舱电流分布仿真结果,可导出具体连接结构的电流分量作为其设计和验证的依据。所提出的方法可作为短舱雷电防护设计和验证的理论依据。 展开更多
关键词 短舱 雷电防护设计 导电路径 电磁-热耦合 航空发动机
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复材设备舱段雷电间接效应仿真与试验评估
10
作者 王甜甜 刘凯 +2 位作者 何相勇 杜鸣心 狄玮岚 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第5期98-103,107,共7页
为了分析雷电对舱体的间接效应,采用电磁仿真软件CST和传输线矩阵方法,对典型舱体进行大电流脉冲注入仿真计算,并与试验数据进行对比分析。研究了不同幅值的雷电流在复合材料舱体的传输过程中,舱体的表面电流分布、舱体内外不同部位的... 为了分析雷电对舱体的间接效应,采用电磁仿真软件CST和传输线矩阵方法,对典型舱体进行大电流脉冲注入仿真计算,并与试验数据进行对比分析。研究了不同幅值的雷电流在复合材料舱体的传输过程中,舱体的表面电流分布、舱体内外不同部位的瞬态磁场分布以及内部单线电缆的耦合情况。仿真与试验结果表明,复合材料舱体上产生的电流主要集中分布于舱体的金属框架,舱体表面电流密度比较小,表面电流密度分布与电流幅值大小无关;舱体各部位的磁场强度随雷电流幅值增大呈线性增长,复合材料舱体对低频磁场的屏蔽能力较弱;舱体中心的线缆感应电流小于其它处的线缆,舱体中心电磁环境最好。 展开更多
关键词 复合材料舱段 雷电间接效应 雷电仿真 线缆耦合
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