一种带差模激励源的交流回路对回路中导线串扰电压的预估方法

摘要

本发明属于电磁兼容中传输线线束串扰领域，具体涉及的是一种带差模激励源的交流回路对回路中导线串扰电压的预估方法。本发明首先根据导线之间的位置排布关系，测量导线两两之间的间距以及各导线距离地面的高度导线1、2为施扰差模回路线，导线3为受扰线；根据镜像法得到各个导线之间的单位长度自电容和自电感，单位长度互电容和单位长度互电感；根据电感、电容值，建立带差模激励源的交流回路对回路中导线串扰电压预估模型；由基尔霍夫定律得到三导体传输线方程；得到受扰导线3上的串扰电压、串扰电流大小。本方法可以简单，快速地实现系统间线束此类排布时线间串扰的预估测量，节省资源，适用面广。

主权项

一种带差模激励源的交流回路对回路中导线串扰电压的预估方法，其特征在于：(1)首先根据导线之间的位置排布关系，测量导线两两之间的间距d_i(i＝1,2)，以及各导线距离地面的高度h_i(i＝1,2,3)，导线1、2为施扰差模回路线，导线3为受扰线；(2)根据步骤(1)中测得的各导线之间的距离关系以及离地高度，根据镜像法得到各个导线之间的单位长度自电容c_i(i＝1,2,3)和自电感l_i(i＝1,2,3)，单位长度互电容c_ij(ij＝1,2,3)和单位长度互电感lmij(ij＝1,2,3)；(3)根据步骤(2)中得到的电感、电容值，建立带差模激励源的交流回路对回路中导线串扰电压预估模型，其中差模激励源回路以及回路中的受扰导线回路各自都接有自电感l_i(i＝1,2,3)，且各条导线与地之间都连有自电容c_i(i＝1,2,3)，同时模型中各导线之间都接有互电容c_ij(ij＝1,2,3)、互电感lmij(ij＝1,2,3)，每根导线都有各自始端电压V_i(z,t)、始端电流I_i(z,t)；终端电压V_i(z+Δz,t)、终端电流I_i(z+Δz,t)，其中i＝1,2,3，(z，t)表示在距离z处，时间t时的电压电流值；(4)由基尔霍夫定律得到三导体传输线方程：$\frac{\partial V_1(z,t)}{\partial z}=-l_1\frac{\partial I_1(z,t)}{\partial t}-{\mathrm{lm}}_{12}\frac{\partial I_2(z,t)}{\partial t}-{\mathrm{lm}}_{13}\frac{\partial I_3(z,t)}{\partial t}$$\frac{\partial V_2(z,t)}{\partial z}=-l_{m12}\frac{\partial I_1(z,t)}{\partial t}-l_2\frac{\partial I_2(z,t)}{\partial t}-{\mathrm{lm}}_{23}\frac{\partial I_3(z,t)}{\partial t}$$\frac{\partial V_3(z,t)}{\partial z}=-l_{m13}\frac{\partial I_1(z,t)}{\partial t}-{\mathrm{lm}}_{23}\frac{\partial I_2(z,t)}{\partial t}-l_3\frac{\partial I_3(z,t)}{\partial t}$$\frac{\partial I_1(z,t)}{\partial z}=-(c_1+c_2+c_{13})\frac{\partial V_1(z,t)}{\partial t}+c_{12}\frac{\partial V_2(z,t)}{\partial t}+c_{13}\frac{\partial V_3(z,t)}{\partial t}$$\frac{\partial I_2(z,t)}{\partial z}=c_{12}\frac{\partial V_1(z,t)}{\partial t}-(c_2+c_{12}+c_{23})\frac{\partial V_2(z,t)}{\partial t}+c_{23}\frac{\partial V_3(z,t)}{\partial t}$$\frac{\partial I_3(z,t)}{\partial z}=c_{13}\frac{\partial V_1(z,t)}{\partial t}+c_{23}\frac{\partial V_2(z,t)}{\partial t}-(c_3+c_{13}+c_{23})\frac{\partial V_3(z,t)}{\partial t}$其中I₁(z,t)、I₂(z,t)、I₃(z,t)分别表示导线1、导线2、导线3上在距离z处，时间t时的电流，V₁(z,t)、V₂(z,t)、V₃(z,t)分别表示导线1、导线2、导线3上在距离z处，时间t时的电压；(5)测量差模回路两端的电压值V₁(z,t)、V₂(z,t)，电流值I₁(z,t)、I₂(z,t)并带入三导体传输线方程中，得到受扰导线3上的串扰电压V₃(z,t)、串扰电流I₃(z,t)大小，提取单位长度电容：$C=\left[\begin{array}{ccc}{c}_1+c_{12}+c_{13}& -c_{12}& -c_{13}\\ -c_{12}& c_2+c_{12}+c_{23}& -c_{23}\\ -c_{13}& -c_{23}& c_3+c_{13}+c_{23}\end{array}\right],$单位长度电感$L=\left[\begin{array}{ccc}{l}_1& {\mathrm{lm}}_{12}& {\mathrm{lm}}_{13}\\ {\mathrm{lm}}_{12}& l_2& {\mathrm{lm}}_{23}\\ {\mathrm{lm}}_{13}& {\mathrm{lm}}_{23}& l_3\end{array}\right].$