高壓衝擊電流發生裝置的製作方法

2023-05-01 20:29:31

專利名稱：高壓衝擊電流發生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及功率輸入變換為浪湧功率輸出的技術領域，尤其涉及一種高壓衝擊電流發生裝置。
背景技術：
模擬雷擊浪湧電流測試系統，又稱衝擊電流發生器，是通過儲能電容器的瞬時放電形成大電流，對SPD、壓敏電阻、防雷箱等防雷保護裝置以及器件進行模擬雷擊試驗，從而驗證這些器件是否能滿足對雷電引起的大電流、過電壓起到吸收和抑制作用，也可用來對電源系統、電子產品等在雷擊的環境中的抗幹擾能力進行測試和驗證；該設備也可用應用於其他科研分析，比如電磁脈衝防護等領域。現有技術是使用不同的儀器分別產生單一波形，試驗儀器投資較大，使用也不方便，控制白動化程度不高，而多種波形發生器需要控制的器件多，涉及各個波形模塊互鎖問題，採用傳統的繼電器控制模式會人大增加控制難度。現有高壓衝擊電流發生裝置存在以下幾點技術問題:1、開關耐壓的問題:衝擊電流發生器主迴路部分(電容器、調波電阻等)是工作在高壓環境下，一般充電電壓在60kV以上，通常所用的電氣開關也無法實現這麼高的電壓。2、開關接觸點耐電流要求:衝擊電流發生器一般輸出電流較大，開關必須滿足在較大的瞬時電流下觸點不會粘連、灼傷，這就要求開關接觸點接觸性能良好，無表面點接觸或者表面線接觸，儘量小(無)接觸電阻。
發明內容本實用新型目的是提供一種高壓衝擊電流發生裝置，該高壓衝擊電流發生裝置保證了衝擊電流發生器輸出電流較大和頻繁切換波形模式時，保證裝置性能的穩定性和安全性，避免了在較大的瞬時電流下觸點粘連、灼傷，接觸性能良好，無表面點接觸或者表面線接觸；可產生多種波形、提高了器件的利用率並減少了部件組件，大大降低了電容器的部分殘餘電壓所帶來的危害。為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是:一種高壓衝擊電流發生裝置，包括控制器、高壓直流充電模塊、多波形切換模塊、用於放置待測樣品的測試臺、位於多波形切換模塊與測試臺之間的用於控制其通斷的間隙球；所述PLC控制器，用於產生控制用于波形切換的開關組通斷的信號，從而控制所述高壓直流充電模塊充電和多波形切換模塊的波形切換；所述高壓直流充電模塊用於對多波形切換模塊進行充電；所述多波形切換模塊給測試臺提供衝擊電流；氣動執行單元，包括氣缸和安裝於氣缸和氣源之間的電磁閥，此電磁閥響應來自PLC控制器信號從而驅動氣缸內活塞杆運動；所述多波形切換模塊中放電迴路包括若干個電容器、調波電阻單元和用于波形切換的開關組；所述放電迴路中開關組其各自的上銅板固定於所述氣缸的活塞杆上，動觸塊安裝於所述上銅板下表面；所述第一開關組、第二開關組、第三開關組、第四開關組和第五開關組其各自的靜觸塊通過一半球形棒固定於一基座上並在靜觸塊和基座之間留有間隙，位於半球形棒上端的半球形面嵌入靜觸塊下表面凹槽內，半球形棒下端嵌入基座的凹槽內，基座固定於下銅板上，靜觸塊一端面通過軟電線帶連接到下銅板上；上述技術方案進一步改進技術方案如下:上述方案中，所述下銅板安裝於一固定座上。由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點:本實用新型高壓衝擊電流發生裝置，所述開關組其各自的上銅板固定於所述氣缸的活塞杆上，動觸塊安裝於所述上銅板下表面；所述開關組其各自的靜觸塊通過一半球形棒固定於一基座上並在靜觸塊和基座之間留有間隙，可以保證在I類波形到II類波形轉換時能自適應調整從而保證靜觸塊和動觸塊之間面接觸，保證了衝擊電流發生器輸出電流較大和頻繁切換波形模式時，保證裝置性能的穩定性和安全性，避免了在較大的瞬時電流下觸點粘連、灼傷，接觸性能良好，無表面點接觸或者表面線接觸；其次，靜觸塊一端面通過導電線連接到下銅板上，既避免了由於半球形棒位於靜觸塊和動觸塊之間帶來的導電性能下降和穩定性差的缺陷，由提高了導電性。

圖1是本實用新型高壓衝擊電流發生裝置原理示意圖一；圖2是本實用新型高壓衝擊電流發生裝置原理示意圖二 ；圖3是本實用新型多波形切換模塊結構示意圖；圖4是本實用新型高壓衝擊電流發生裝置局部結構示意圖一；圖5是本實用新型高壓衝擊電流發生裝置局部結構示意圖二。以上附圖中:1、測試臺；2、放電迴路；3、間隙球；4、第一電容器單元；41、第一電容器；411、上電容；412、下電容；5、第二電容器單兀；51、第二電容器；6、調波電阻單兀；61、第一調波電阻組；62、第二調波電阻組；7、第一導線；8、第二導線；9、第三導線；10、PLC控制器；11、高壓直流充電模塊；12、多波形切換模塊；13、氣動執行單元；14、活塞杆；15、靜觸塊；16、半球形棒；161、半球形面；17、基座；18、下銅板；19、上銅板；20、動觸塊；21、固定座。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:實施例:一種高壓衝擊電流發生裝置，包括PLC控制器10、高壓直流充電模塊11、多波形切換模塊12、用於放置待測樣品的測試臺1、位於多波形切換模塊12與測試臺I之間的用於控制其通斷的間隙球3 ；所述PLC控制器10，用於產生控制用于波形切換的開關組通斷的信號，從而控制所述高壓直流充電模塊11充電和多波形切換模塊12的波形切換；[0029]所述高壓直流充電模塊11用於對多波形切換模塊12進行充電；所述多波形切換模塊給測試臺I提供衝擊電流；氣動執行單元13，包括氣缸和安裝於氣缸和氣源之間的電磁閥，此電磁閥響應來自PLC控制器10信號從而驅動氣缸內活塞杆14運動；所述多波形切換模塊12中放電迴路2包括至少4個第一電容器41並聯組成的第一電容器單兀4、與第一電容器單兀4並聯的第一開關組K1、K2、與所述第一電容器41數目相等的第二電容器51並聯組成的第二電容器單元5、與第二電容器單元5並聯的第二開關組Κ3、Κ4和調波電阻單元6 ；所述第一電容器單元4中第一電容器41依次與第二電容器單元5中第二電容器51串聯連接並位於放電迴路2兩端之間，所述第一電容器41和第二電容器51均由串聯的上電容411、下電容412組成，第一電容器單元4中各第一電容器41的上電容411、下電容412之間接點通過第一導線7串聯，第二電容器單元5中各第二電容器51的上電容411、下電容412之間接點通過第二導線8串聯，第一電容器單元4中各下電容412與第二電容器單元5中各上電容411的接點通過第三導線9串聯；第三導線9與第一開關組Κ1、Κ2和第二開關組Κ3、Κ4之間的接點電連接；所述調波電阻單元6包括第一調波電阻組61和第二調波電阻組62，第一導線7 —端經第三開關組Κ5、Κ6與第二導線8 一端連接，第一調波電阻組61與所述第三開關組Κ5、Κ6和第二導線8的接點之間設置有第四開關組Κ7、Κ8，所述第二電容器單元5另一端與第二調波電阻組62之間設置有第五開關組Κ9、Κ10。所述第一開關組Κ1、Κ2、第二開關組Κ3、Κ4、第三開關組Κ5、Κ6、第四開關組Κ7、Κ8和第五開關組Κ9、KlO其各自的上銅板19固定於所述氣缸的活塞杆14上，動觸塊20安裝於所述上銅板19下表面；所述第一開關組Κ1、Κ2、第二開關組Κ3、Κ4、第三開關組Κ5、Κ6、第四開關組Κ7、Κ8和第五開關組Κ9、Κ10其各自的靜觸塊15通過一半球形棒16固定於一基座17上並在靜觸塊15和基座17之間留有間隙，位於半球形棒16上端的半球形面161嵌入靜觸塊15下表面凹槽內，半球形棒16下端嵌入基座17的凹槽內，基座17固定於下銅板18上，靜觸塊15一端面通過軟電線帶連接到下銅板18上；上述第一調波電阻組61由若干電阻並聯組成，所述第二調波電阻組62由若干電阻並聯組成。上述第一電容器41和第二電容器42中電容均採用20kV32yFX2的電容。4.根據權利要求1所述的衝擊電流發生器，其特徵在於:所述下銅板安裝於一固定座21上。本實施例高壓衝擊電流發生裝置具體工作過程如下:在主迴路中，10臺電容器，每臺電容器內部存在2個電容即電容器芯，每組2臺，若要實現8/20放電迴路，則需要每組的2臺(4個)電容器進行串聯，然後5組進行並聯，即開關1(1、1(2、1(3、1(4、1(5、1(6、1(7、1(8全部打開，K9，KlO兩個臺開關閉合，從而形成總電容量40 μ F，最高電壓80kV，通過R1』 R15』的8/20調波電阻單元放電，可輸出標準8/20 μ s波形。若要實現10/350放電迴路，則需要每組的2臺(4個)電容器全部並聯，5組並聯，即開關KU Κ2、Κ3、Κ4、Κ5、Κ6、Κ7、Κ8全部閉合，Κ9，KlO兩臺開關打開，此時形成總電容量640 μ F，最高電壓20kV，通過R1』 R15』的10/350調波電阻放電，可輸出標準10/350 μ s波形。氣動單元:氣動開關選擇汽缸作為動作結構,通過壓縮空氣驅動，與控制單元的連接使用PVC氣管連接，從而保證了高壓單元與控制單元的電氣隔離。開關觸點:採用銅塊平面接觸，上觸頭為固定觸頭，下觸頭為活動觸頭，在汽缸壓力作用下會自動與上觸頭完全配合，達到平面接觸目的。採用上述高壓衝擊電流發生裝置時，所述開關組其各自的上銅板固定於所述氣缸的活塞杆上，動觸塊安裝於所述上銅板下表面；所述開關組其各自的靜觸塊通過一半球形棒固定於一基座上並在靜觸塊和基座之間留有間隙，可以保證在I類波形到II類波形轉換時能自適應調整從而保證靜觸塊和動觸塊之間面接觸，保證了衝擊電流發生器輸出電流較大和頻繁切換波形模式時，保證裝置性能的穩定性和安全性，避免了在較大的瞬時電流下觸點粘連、灼傷，接觸性能良好，無表面點接觸或者表面線接觸；其次，靜觸塊一端面通過導電線連接到下銅板上，既避免了由於半球形棒位於靜觸塊和動觸塊之間帶來的導電性能下降和穩定性差的缺陷，由提高了導電性。上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種高壓衝擊電流發生裝置，其特徵在於: 包括PLC控制器(10)、高壓直流充電模塊(11 )、多波形切換模塊(12)、用於放置待測樣品的測試臺(I)、位於多波形切換模塊(12)與測試臺(I)之間的用於控制其通斷的間隙球(3)； 所述PLC控制器(10)，用於產生控制用于波形切換的開關組通斷的信號，從而控制所述高壓直流充電模塊(11)充電和多波形切換模塊(12)的波形切換； 所述高壓直流充電模塊(11)用於對多波形切換模塊(12 )進行充電； 所述多波形切換模塊給測試臺(I)提供衝擊電流； 氣動執行單元(13)，包括氣缸和安裝於氣缸和氣源之間的電磁閥，此電磁閥響應來自PLC控制器(10)信號從而驅動氣缸內活塞杆(14)運動； 所述多波形切換模塊(12)中放電迴路(2)包括若干個電容器、調波電阻單元(6)和用于波形切換的開關組； 所述放電迴路(2)中開關組其各自的上銅板(19)固定於所述氣缸的活塞杆(14)上，動觸塊(20 )安裝於所述上銅板(19 )下表面； 所述開關組其各自的靜觸塊(15)通過一半球形棒(16)固定於一基座(17)上並在靜觸塊(15)和基座(17)之間留有間隙，位於半球形棒(16)上端的半球形面(161)嵌入靜觸塊(15)下表面 凹槽內，半球形棒(16)下端嵌入基座(17)的凹槽內，基座(17)固定於下銅板(18)上，靜觸塊(15)—端面通過軟電線帶連接到下銅板(18)上。
2.根據權利要求1所述的高壓衝擊電流發生裝置，其特徵在於:所述下銅板安裝於一固定座(21)上。
專利摘要本實用新型公開一種高壓衝擊電流發生裝置，包括控制器、高壓直流充電模塊、多波形切換模塊、用於放置待測樣品的測試臺、位於多波形切換模塊與測試臺之間的用於控制其通斷的間隙球；所述開關組其各自的上銅板固定於所述氣缸的活塞杆上，動觸塊安裝於所述上銅板下表面；開關組其各自的靜觸塊通過一半球形棒固定於一基座上並在靜觸塊和基座之間留有間隙，位於半球形棒上端的半球形面嵌入靜觸塊下表面凹槽內，半球形棒下端嵌入基座的凹槽內，基座固定於下銅板上，靜觸塊一端面通過軟電線帶連接到下銅板上。本實用新型保證裝置性能的穩定性和安全性，避免了在較大的瞬時電流下觸點粘連、灼傷，接觸性能良好，無表面點接觸或者表面線接觸。
文檔編號G01R1/28GK202975084SQ20122070651
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者黃學軍, 趙濤寧, 蔡省洋, 王嬌, 張毅 申請人:蘇州泰思特電子科技有限公司