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针对极端人体静电环境电火工品静电危害特性,采用数值计算、模拟仿真及多通道测量等技术手段,开展了系统全面的理论研究和实验研究,提出了一套科学合理的设计方法和防护技术,给极端人体静电环境下电火工品静电防护提供了技术支撑。主要研究成果有:(1)运用基尔霍夫电路理论和PSPICE软件建立了标准人体静电电路模型、Sandia严酷人体静电电路模型、IEEE严酷人体静电电路模型、机器模型。系统地开展了50kV极端人体静电环境下不同静电模型放电特性仿真分析。从衰减时间、峰值电流、能量等参数可以得出人体静电模型的严酷程度为:机器模型>IEEE双RC人体静电模型>单RC串500Ω人体静电模型>Sandia双RC人体静电模型>单RC串5000Ω人体静电模型。由输入桥丝能量公式可以得出人体电阻越大桥丝能量越小,电容和电压越大桥丝能量越大;剩余能量公式可以得出电容放电后电容中还有一定的能量,这一部分能量就是在本文中脚-壳二次击穿的能量来源,为静电危害分析提供了理论依据。(2)运用MATLAB编程、ANSYS/Multiphysics软件建立了桥丝式电热火工品静电发火的电热响应数理模型,通过仿真计算得到了电火工品发火过程中桥丝、药剂内部的温度分布与临界发火电压对应关系。结果表明:桥丝直径与静电临界发火电压呈线性关系,参照GJB 736.11-1990《电火工品静电感度实验》标准要求,桥丝发火件对应于技术指标单RC串联5000Ω人体静电模型下25kV安全要求的最小桥丝直径为12μm,对应于技术指标50kV安全要求的最小桥丝直径为20μm;双RC人体静电模型下桥丝发火件对应于技术指标25kV安全要求的最小桥丝直径为24?m,对应于技术指标50kV安全要求的最小桥丝直径为35?m。所建立电热模型和仿真计算方法为静电危害模式分析、作用机理分析和防护技术机理分析提供了新的理论研究方法。(3)运用ANSOFT Maxwell软件建立了电极塞换能元结构脚-壳间的静电场强度分析模型,首次计算得到了双脚线电雷管内部结构的静电场强度分布云图,揭示了电火工品结构与静电场强度分布的对应关系,为静电环境对电火工品脚-壳结构的作用机理分析提供了理论分析方法。结果表明脚-壳静电击穿与药剂无关,脚-壳间距起主要作用,脚-壳间距越小越容易被击穿,为以后脚-壳静电防护提供理论指导。(4)通过仿真分析和实验验证,在优选TVS管和压敏电阻性能参数基础上,设计了适用于小尺寸电雷管的防静电PCB板及防护器件组件,并给出了参数设计方法。其中TVS管可使得安全电流30mA的敏感型电热火工品脚-脚和脚-壳抗静电能力提高到50kV以上,使脚-脚静电电压防护能力提高4倍以上,比现有国军标和工业标准规定的抗极端静电电压能力提高了2倍,为静电危害分析和防护技术途径设计提供了新技术。