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化模拟高能量雷电大电流装置

阅读:405发布:2023-03-01

专利汇可以提供化模拟高能量雷电大电流装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种模 块 化模拟高 能量 雷电大 电流 装置,该装置包括整流 电路 和充电电路,充电电路中的充电电容,采用多个并联的高能比电容器,结构上按圆周均布设计,即圆桶式放电 电极 在圆的中心,自中心向外 辐射 式布设充电电容,每个电容通过 电阻 与中心的电极连接,电阻是可变的,采用低阻值,产生8us~20us功率脉冲,采用高阻值,产生10us~350us功率脉冲。本 发明 的优点为采用大电容量,多单元并联,圆周均布放电,高强度钨 铜 电极,实现了既可以产生8/20us雷电流,更换电阻后又可以产生10/350us雷电流,转换时间由1小时缩短为不足十分钟,放电电流稳定,电流能量和 波形 均符合要求。,下面是化模拟高能量雷电大电流装置专利的具体信息内容。

1、一种模化模拟高能量雷电大电流装置,包括整流电路和充电电 路,其特征在于:所述的充电电路中的充电电容,采用高能比电容器, 该电容器由多个并联,结构上按圆周均布设计,即圆桶式放电电极在 圆的中心,自中心向外辐射式布设充电电容,每个电容通过电阻与中 心的放电电极连接。
2、按权利要求1所述的一种模块化模拟高能量雷电大电流装置,其 特征在于:所述的电阻是可变的,采用低阻值,产生8us~20us功 率脉冲,采用高阻值,产生10us~350us功率脉冲。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种模拟雷击产生8/20us、150KA和10/350us、35KA 强电流/高功率脉冲能量装置,即可以产生脉冲波形参数为8/20us, 峰值最大功率可达150KA和脉冲波形参数为10/350us,峰值最大功 率可达35KA的脉冲雷电。

背景技术

随着人们对雷击现象研究的不断深入,迫切需要一种能够模拟 雷击现象的装置。目前工程应用最为广泛且可行的方法是通过直流高 电压装置对电容器组进行充电,然后通过高电压电极触发放电,控制 高电压能量放电参数,得到标准雷电电流波形。研究领域和工程应用 的深入发展,对雷电脉冲装置的要求不断提高,不但要求能够输出 8/20us脉冲雷电流,还能够输出10/350us脉冲直击雷电流。
目前研究的模拟电装置,是采用Crowbar放电原理,使用两套装 置互相配合,以产生8/20us雷电流时采用一套装置,产生10/350us 直击雷电流时转化添加另外一套装置。这样的设备投资大,技术复杂, 产生的雷电流适合于放电间隙等产品,不适合于应用广泛的化锌产 品,而且Crowbar放电原理受空气温度和湿度影响,存在着成功率的 问题,不适合广大防雷产品生产厂家和检测机构的应用。
现有Crowbar放电技术主要存在以下技术不足:(1)设备操作复 杂:要产生10/350us雷电流波形,必须同时采用两套设备联合动作, 动作同步时间为10us左右。操作人员稍有不慎或者外界环境变化, 即难以成功。(2)投资巨大:这样一套设备投资动辄百万,国内进口 两套设备,单价都在四五百万以上。(3)输出雷电流应用仅限于空气 间隙,而对于工程领域中应用更为广泛的金属氧化物压敏器件则不能 够应用。

发明内容

本发明的技术问题是要提供一种用同一套设备只需更换电阻就 可产生8/20us功率脉冲和10/350us功率脉冲的模化模拟高能 量雷电大电流装置。
为了解决以上的技术问题,本发明提供一种模块化模拟高能量雷 电大电流装置,该装置包括整流电路和充电电路,所述的充电电路中 的充电电容,采用高能比电容器,该电容器由多个并联,结构上按圆 周均布设计,即圆桶式放电电极在圆的中心,自中心向外辐射式布设 充电电容,每个电容通过电阻与中心的放电电极连接。以高能比电容 器为能量基本单元,由于单元能量一般不满足高能量大电流的需要, 所以采取多组能量单元并联的方式,以增大输出的总能量。然而多组 能量单元必须用金属导体连接,在高频率范围内,金属导体等效为电 感,电流能量不同长度的金属导体上传导时间是不同的,本发明采取 了圆周均布结构设计,并联能量放电过程中导致能量放电同步,而且 该结构方式便于波形电阻安装,达到设备整体技术和结构的和谐。
所述的电阻是可变的,采用低阻值,产生8us~20us功率脉冲, 采用高阻值,产生10us~350us功率脉冲。
本发明的优越功效在于:
1)同一套设备可以产生8/20us雷电流和10/350us雷电流的问题, 方案简单可行,性价比高,性能稳定,应用范围不仅限于空气间隙, 而是涵盖所有防雷器件。
2)采用大电容量,多单元并联,圆周均布放电,高强度钨电极和 计算机同步控制等多项新技术,实现了既可以产生8/20us雷电流, 更换电阻后又可以产生10/350us雷电流,转换时间由1小时缩短为 不足十分钟,放电电流稳定,电流能量和波形均符合要求。
附图说明
图1为发明的结构示意图;
图2为本发明的电路原理图;
图3为本发明产生10/350us模拟雷电的电路原理图。
图中标号说明
1-电容器;                    2-放电电极;
3-电阻。

具体实施方式

请参阅附图所示,对本发明作进一步的描述。
如图1本发明的结构示意图和图2本发明的电路原理图所示,本 发明提供一种模块化模拟高能量雷电大电流装置,该装置包括整流电 路和充电电路,所述的充电电路中的充电电容1,采用高能比电容器 1,该电容器1由多个并联,结构上按圆周均布设计,即圆桶式放电 电极2在圆的中心,自中心向外辐射式布设充电电容器1,每个电容 器1通过电阻3与中心的放电电极2连接。以高能比电容器1为能量 基本单元,由于单元能量一般不满足高能量大电流的需要,所以采取 多组能量单元并联的方式,以增大输出的总能量。然而多组能量单元 必须用金属导体连接,在高频率范围内,金属导体等效为电感,电流 能量不同长度的金属导体上传导时间是不同的,本发明采取了圆周均 布结构设计,并联能量放电过程中导致能量放电同步,而且该结构方 式便于波形电阻安装,达到设备整体技术和结构的和谐。
所述的电阻3是可变的,采用低阻值,产生8us~20us功率脉 冲,采用高阻值,产生10us~350us功率脉冲。本发明无须采用外 部电感,即节省了部件费用,又使得结构设计简洁,达到一举三得的 目的。
如图3本发明产生10/350us模拟雷电的电路原理图所示, 10/350us能量控制是现行国际电工委员会标准要求之一,在直接雷 测试点并联一个能量控制电阻Rp,改变Rp电阻大小,即可以控制波 形尾部电流幅值,达到控制能量的目的。
本发明已经可以输出10/350us雷电流脉冲幅值达到35kA,应用 于所有防雷器件和电涌保护器的测试,这在国内同类设备和公开资料 中所未见的。同时可以输出8/20us雷电流峰值可达150kA。
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