專利名稱：模塊化模擬高能量雷電大電流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬雷擊產(chǎn)生8/20us、150KA和10/350us、35KA強(qiáng)電流/高功率脈沖能量裝置，即可以產(chǎn)生脈沖波形參數(shù)為8/20us，峰值最大功率可達(dá)150KA和脈沖波形參數(shù)為10/350us，峰值最大功率可達(dá)35KA的脈沖雷電。
背景技術(shù)：
隨著人們對雷擊現(xiàn)象研究的不斷深入，迫切需要一種能夠模擬雷擊現(xiàn)象的裝置。目前工程應(yīng)用最為廣泛且可行的方法是通過直流高電壓裝置對電容器組進(jìn)行充電，然后通過高電壓電極觸發(fā)放電，控制高電壓能量放電參數(shù)，得到標(biāo)準(zhǔn)雷電電流波形。研究領(lǐng)域和工程應(yīng)用的深入發(fā)展，對雷電脈沖裝置的要求不斷提高，不但要求能夠輸出8/20us脈沖雷電流，還能夠輸出10/350us脈沖直擊雷電流。
目前研究的模擬電裝置，是采用Crowbar放電原理，使用兩套裝置互相配合，以產(chǎn)生8/20us雷電流時采用一套裝置，產(chǎn)生10/350us直擊雷電流時轉(zhuǎn)化添加另外一套裝置。這樣的設(shè)備投資大，技術(shù)復(fù)雜，產(chǎn)生的雷電流適合于放電間隙等產(chǎn)品，不適合于應(yīng)用廣泛的氧化鋅產(chǎn)品，而且Crowbar放電原理受空氣溫度和濕度影響，存在著成功率的問題，不適合廣大防雷產(chǎn)品生產(chǎn)廠家和檢測機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。
現(xiàn)有Crowbar放電技術(shù)主要存在以下技術(shù)不足(1)設(shè)備操作復(fù)雜要產(chǎn)生10/350us雷電流波形，必須同時采用兩套設(shè)備聯(lián)合動作，動作同步時間為10us左右。操作人員稍有不慎或者外界環(huán)境變化，即難以成功。(2)投資巨大這樣一套設(shè)備投資動輒百萬，國內(nèi)進(jìn)口兩套設(shè)備，單價都在四五百萬以上。(3)輸出雷電流應(yīng)用僅限于空氣間隙，而對于工程領(lǐng)域中應(yīng)用更為廣泛的金屬氧化物壓敏器件則不能夠應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)問題是要提供一種用同一套設(shè)備只需更換電阻就可產(chǎn)生8/20us功率脈沖和10/350us功率脈沖的模塊化模擬高能量雷電大電流裝置。
為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種模塊化模擬高能量雷電大電流裝置，該裝置包括整流電路和充電電路，所述的充電電路中的充電電容，采用高能比電容器，該電容器由多個并聯(lián)，結(jié)構(gòu)上按圓周均布設(shè)計，即圓桶式放電電極在圓的中心，自中心向外輻射式布設(shè)充電電容，每個電容通過電阻與中心的放電電極連接。以高能比電容器為能量基本單元，由于單元能量一般不滿足高能量大電流的需要，所以采取多組能量單元并聯(lián)的方式，以增大輸出的總能量。然而多組能量單元必須用金屬導(dǎo)體連接，在高頻率范圍內(nèi)，金屬導(dǎo)體等效為電感，電流能量不同長度的金屬導(dǎo)體上傳導(dǎo)時間是不同的，本發(fā)明采取了圓周均布結(jié)構(gòu)設(shè)計，并聯(lián)能量放電過程中導(dǎo)致能量放電同步，而且該結(jié)構(gòu)方式便于波形電阻安裝，達(dá)到設(shè)備整體技術(shù)和結(jié)構(gòu)的和諧。
所述的電阻是可變的，采用低阻值，產(chǎn)生8us～20us功率脈沖，采用高阻值，產(chǎn)生10us～350us功率脈沖。
本發(fā)明的優(yōu)越功效在于1)同一套設(shè)備可以產(chǎn)生8/20us雷電流和10/350us雷電流的問題，方案簡單可行，性價比高，性能穩(wěn)定，應(yīng)用范圍不僅限于空氣間隙，而是涵蓋所有防雷器件。
2)采用大電容量，多單元并聯(lián)，圓周均布放電，高強(qiáng)度鎢銅電極和計算機(jī)同步控制等多項新技術(shù)，實現(xiàn)了既可以產(chǎn)生8/20us雷電流，更換電阻后又可以產(chǎn)生10/350us雷電流，轉(zhuǎn)換時間由1小時縮短為不足十分鐘，放電電流穩(wěn)定，電流能量和波形均符合要求。


圖1為發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的電路原理圖；圖3為本發(fā)明產(chǎn)生10/350us模擬雷電的電路原理圖。
圖中標(biāo)號說明1-電容器；2-放電電極；3-電阻。
具體實施例方式
請參閱附圖所示，對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖和圖2本發(fā)明的電路原理圖所示，本發(fā)明提供一種模塊化模擬高能量雷電大電流裝置，該裝置包括整流電路和充電電路，所述的充電電路中的充電電容1，采用高能比電容器1，該電容器1由多個并聯(lián)，結(jié)構(gòu)上按圓周均布設(shè)計，即圓桶式放電電極2在圓的中心，自中心向外輻射式布設(shè)充電電容器1，每個電容器1通過電阻3與中心的放電電極2連接。以高能比電容器1為能量基本單元，由于單元能量一般不滿足高能量大電流的需要，所以采取多組能量單元并聯(lián)的方式，以增大輸出的總能量。然而多組能量單元必須用金屬導(dǎo)體連接，在高頻率范圍內(nèi)，金屬導(dǎo)體等效為電感，電流能量不同長度的金屬導(dǎo)體上傳導(dǎo)時間是不同的，本發(fā)明采取了圓周均布結(jié)構(gòu)設(shè)計，并聯(lián)能量放電過程中導(dǎo)致能量放電同步，而且該結(jié)構(gòu)方式便于波形電阻安裝，達(dá)到設(shè)備整體技術(shù)和結(jié)構(gòu)的和諧。
所述的電阻3是可變的，采用低阻值，產(chǎn)生8us～20us功率脈沖，采用高阻值，產(chǎn)生10us～350us功率脈沖。本發(fā)明無須采用外部電感，即節(jié)省了部件費(fèi)用，又使得結(jié)構(gòu)設(shè)計簡潔，達(dá)到一舉三得的目的。
如圖3本發(fā)明產(chǎn)生10/350us模擬雷電的電路原理圖所示，10/350us能量控制是現(xiàn)行國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)要求之一，在直接雷測試點(diǎn)并聯(lián)一個能量控制電阻Rp，改變Rp電阻大小，即可以控制波形尾部電流幅值，達(dá)到控制能量的目的。
本發(fā)明已經(jīng)可以輸出10/350us雷電流脈沖幅值達(dá)到35kA，應(yīng)用于所有防雷器件和電涌保護(hù)器的測試，這在國內(nèi)同類設(shè)備和公開資料中所未見的。同時可以輸出8/20us雷電流峰值可達(dá)150kA。
權(quán)利要求
1.一種模塊化模擬高能量雷電大電流裝置，包括整流電路和充電電路，其特征在于所述的充電電路中的充電電容，采用高能比電容器，該電容器由多個并聯(lián)，結(jié)構(gòu)上按圓周均布設(shè)計，即圓桶式放電電極在圓的中心，自中心向外輻射式布設(shè)充電電容，每個電容通過電阻與中心的放電電極連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種模塊化模擬高能量雷電大電流裝置，其特征在于所述的電阻是可變的，采用低阻值，產(chǎn)生8us～20us功率脈沖，采用高阻值，產(chǎn)生10us～350us功率脈沖。
全文摘要
一種模塊化模擬高能量雷電大電流裝置，該裝置包括整流電路和充電電路，充電電路中的充電電容，采用多個并聯(lián)的高能比電容器，結(jié)構(gòu)上按圓周均布設(shè)計，即圓桶式放電電極在圓的中心，自中心向外輻射式布設(shè)充電電容，每個電容通過電阻與中心的電極連接，電阻是可變的，采用低阻值，產(chǎn)生8us～20us功率脈沖，采用高阻值，產(chǎn)生10us～350us功率脈沖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為采用大電容量，多單元并聯(lián)，圓周均布放電，高強(qiáng)度鎢銅電極，實現(xiàn)了既可以產(chǎn)生8/20us雷電流，更換電阻后又可以產(chǎn)生10/350us雷電流，轉(zhuǎn)換時間由1小時縮短為不足十分鐘，放電電流穩(wěn)定，電流能量和波形均符合要求。
文檔編號H02M9/00GK101079584SQ20071004340
公開日2007年11月28日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者臧緒運(yùn) 申請人:上海萬譜電器有限公司