[科普中国]-差模干扰电压

差模干扰指的是一组给定的有源导线中任意两线之间出现的干扰电压。差模干扰出现在电路往、返引线之间的电磁干扰。它与有用信号相串联，在敏感设备上形成干扰电压。产生差模干扰的原因大多是外界磁场产生的感性揭合或共模转换。

简介外界磁场产生的感性合典型电路，当往、返引线L1和L2的环路与外界磁场所交链的磁通变化时，环路中将产生感应电动势，引起差模干扰。共模转换形成的差模干扰见共模干扰。因差模干扰在电路中与源电动势。(有用信号)相串联，使阻抗上叠加一干扰分量。在测量或控制电路中，叠加在有用信号上的这种干扰分量可引起测量误差或控制误动等不良后果。为抑制差模干扰，可采取双绞线、屏蔽电缆、光、滤波器、浪涌抑制器等措。

雷击建筑物时室内二次电缆中的差模干扰根据上述方法计算了雷击建筑物时室内二次电缆中的差模干扰．建筑物钢筋结构，为两层高的建筑．钢筋结构直径取2cm接地电阻取5Ω，在建筑物的角上，这是对室内危害最大的情况．雷电流峰值取10kA，波形为2.5/35μs计算时不考虑电晕和土壤电离。被干扰电缆选用SYV一50—3型高频同轴电缆，转移阻抗取为 2mΩ/m，且假设与频率无关。 将每段钢筋结构用 型等效 电路来模拟，据此计算钢筋结构上的电流分布和建筑物内的磁场分布，根据磁场分布计算几种情况下电缆上感应的外皮电流。再 由此计算电缆上的差模干扰 ，这些情况是：电缆不同长度；外皮一点接地和两点接地；末端芯皮间阻抗开路、短路和匹配。

长电缆中的差模干扰在长电缆中，由于电缆上各点的外皮电流剧烈振荡，差模干扰电压也呈振荡衰减波形，在100μs内衰减到接近于零，90m长电缆两端阻抗匹配时首端的差模干扰电压波形。当电缆采用两点接地方式时，蔗模干扰电压与电缆外皮电流的振荡频率基本相同，滤去高频振荡，电压波形的包络线反映了电缆地包围的画积内穿过的磁通量随时间的变化。

短电缆中的差模干扰当电缆较短时，电缆与地面的空间较小，空间内各点磁场比较均匀，当短电缆外皮两点接地时，由于此时外皮电流与磁感应强度近似成正比，因此差模电压波形与磁感应强度波形相似。

干扰电压的大小比较a．对较长的电缆，在电缆接收端阻抗匹配一发送端通过阻抗变换器实现输出阻抗接近于零时，接收端芯皮差模电压为最小；这种情况在电缆两端外皮均接地时有点不同，此时两端阻抗均匹配时的差模电压较一端短路、另一端匹配时匹配端的差模电压略小。

b．对较短的电缆，外皮接地方式相同时，对电缆两端芯皮间不同的阻抗选择，两端差模电压之和大致相等；两端差模电压的大小之比与两端芯皮阻抗之比接近。两端匹配可使两端差模电压达到最小。平分了转移阻抗产生的干扰电压。

c．电缆两端外皮接地的两点接地方式一将导致最大的芯皮差模干扰电压，因此不宜采用两点接地方式，对一点接地时接地点的选择的计算结果表明，从减小电缆两端差模电压的角度考虑，宜选择磁场相对较弱的一端实现外皮的接地1。

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学