差模干擾電壓雷擊建筑物時室內(nèi)二次電纜中的差模干擾

根據(jù)上述方法計算了雷擊建筑物時室內(nèi)二次電纜中的差模干擾．建筑物鋼筋結構，為兩層高的建筑．鋼筋結構直徑取2cm接地電阻取5Ω，在建筑物的角上，這是對室內(nèi)危害最大的情況．雷電流峰值取10kA，波形為2.5/35μs計算時不考慮電暈和土壤電離。被干擾電纜選用SYV一50—3型高頻同軸電纜，轉移阻抗取為 2mΩ/m，且假設與頻率無關。 將每段鋼筋結構用 型等效 電路來模擬，據(jù)此計算鋼筋結構上的電流分布和建筑物內(nèi)的磁場分布，根據(jù)磁場分布計算幾種情況下電纜上感應的外皮電流。再 由此計算電纜上的差模干擾 ，這些情況是：電纜不同長度；外皮一點接地和兩點接地；末端芯皮間阻抗開路、短路和匹配。

外界磁場產(chǎn)生的感性合典型電路，當往、返引線L1和L2的環(huán)路與外界磁場所交鏈的磁通變化時，環(huán)路中將產(chǎn)生感應電動勢，引起差模干擾。共模轉換形成的差模干擾見共模干擾。因差模干擾在電路中與源電動勢。(有用信號)相串聯(lián)，使阻抗上疊加一干擾分量。在測量或控制電路中，疊加在有用信號上的這種干擾分量可引起測量誤差或控制誤動等不良后果。為抑制差模干擾，可采取雙絞線、屏蔽電纜、光、濾波器、浪涌抑制器等措。

在長電纜中，由于電纜上各點的外皮電流劇烈振蕩，差模干擾電壓也呈振蕩衰減波形，在100μs內(nèi)衰減到接近于零，90m長電纜兩端阻抗匹配時首端的差模干擾電壓波形。當電纜采用兩點接地方式時，蔗模干擾電壓與電纜外皮電流的振蕩頻率基本相同，濾去高頻振蕩，電壓波形的包絡線反映了電纜地包圍的畫積內(nèi)穿過的磁通量隨時間的變化。

當電纜較短時，電纜與地面的空間較小，空間內(nèi)各點磁場比較均勻，當短電纜外皮兩點接地時，由于此時外皮電流與磁感應強度近似成正比，因此差模電壓波形與磁感應強度波形相似。

a．對較長的電纜，在電纜接收端阻抗匹配一發(fā)送端通過阻抗變換器實現(xiàn)輸出阻抗接近于零時，接收端芯皮差模電壓為最?。贿@種情況在電纜兩端外皮均接地時有點不同，此時兩端阻抗均匹配時的差模電壓較一端短路、另一端匹配時匹配端的差模電壓略小。

b．對較短的電纜，外皮接地方式相同時，對電纜兩端芯皮間不同的阻抗選擇，兩端差模電壓之和大致相等；兩端差模電壓的大小之比與兩端芯皮阻抗之比接近。兩端匹配可使兩端差模電壓達到最小。平分了轉移阻抗產(chǎn)生的干擾電壓。

c．電纜兩端外皮接地的兩點接地方式一將導致最大的芯皮差模干擾電壓，因此不宜采用兩點接地方式，對一點接地時接地點的選擇的計算結果表明，從減小電纜兩端差模電壓的角度考慮，宜選擇磁場相對較弱的一端實現(xiàn)外皮的接地 。

1)源判斷：在同一路電力線上工作的馬達、開關電源、可控硅等會在電源線上產(chǎn)生差模干擾。

2)從頻率上判斷：差模干擾一般頻率較低，主要集中在1KHz以下.

3)從干擾用儀器測量：只要有一臺頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進行測量、判斷了，判斷的步驟如下：

將卡鉗卡在信號線或地線（火線或零線）上，記錄下某個感興趣頻率（f₁）的干擾強度；

將卡鉗同時卡住信號線和地線，若觀察不到（f₁）處的干擾，則（f₁）處的干擾完全是差模干擾，其中不含共模成份；若還能觀察到（f₁）處的干擾，則（f₁）干擾中包含共模干擾成份，要判斷是否僅含共模成份，進行步驟三的判別；

/將卡鉗分別卡住信號線和地線，若兩根線上測得的（f₁）干擾的幅度相同，則（f₁）干擾中僅含共模成份；若不相同，則（f₁）干擾中還包含差模成份。

電壓電流的變化通過導線傳輸時有二種形態(tài),我們將此稱做"共模"和"差模".設備的電源線,電話等的通信線,與其它設備或外圍設備相互交換的通訊線路,至少有兩根導線,這兩根導線作為往返線路輸送電力或信號.但在這兩根導線之外通常還有第三導體,這就是"地線".干擾電壓和電流分為兩種:一種是兩根導線分別做為往返線路傳輸;另一種是兩根導線做去路,地線做返回路傳輸.前者叫"差模",后者叫"共模".。

對差分放大器，兩路輸入的干擾信號，如果是大小不相等，或方向不相同，即為差模干擾信號。

通常我們使用的電器是兩線的，一根火線 （L），一根零線（N），零線認為是三相電的中線，同時還有一根接地線叫做地線。零線與火線之間的干擾叫做差模干擾，火線與地線之間的干擾叫做共模干擾。地與零線之間認為是沒有電壓的，或者可以認為是零線沒有電壓，不能驅動電器，因此認為零線與地線之間沒有干擾。

差模干擾就是線與線之間的干擾，如電源相線與中線之間的干擾。對三相電路而言，相線與相線之間的干擾也是差模干擾。差模干擾有時也稱為常模干擾、橫模干擾、或對稱干擾。這是載流體之間的干擾。

通常，線路上，干擾電壓的差模分量和共模分量同時存在，而且由于線路阻抗的不平衡，兩種分量在傳輸中會互相轉化。

差模干擾也是指作用于信號正端和負端之間的干擾電壓，主要有空間電磁場的耦合感應及共模干擾被不平衡電路轉換后形成的差模電壓，這種干擾加載有用信號上，直接影響測量與控制的精度。