一種雷電阻尼振蕩波發生器的製造方法
2023-04-23 11:28:06
一種雷電阻尼振蕩波發生器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雷電阻尼振蕩波發生器，包括連續可調直流高壓形成模塊、雷電阻尼振蕩波形成模塊、控制電路，所述連續可調直流高壓形成模塊包括相連的輸出電壓控制電路、高壓形成電路，所述雷電阻尼振蕩波形成模塊包括依次相連的儲能電容、高壓真空開關、阻尼振蕩波形成電路。高壓形成電路在輸出電壓控制電路的控制下，使高壓形成電路輸出某一直流高壓給儲能電容進行充電；儲能電容充電完成後，由控制電路輸出控制信號，使高壓真空開關閉合，儲能電容停止充電；儲能電容通過阻尼振蕩波形成電路開始放電，在負載電阻上形成雷電阻尼振蕩波。本實用新型可以外接數字存儲器，能夠直觀地觀察保護器件在阻尼振蕩波作用下的電壓和電流的波形。
【專利說明】一種雷電阻尼振蕩波發生器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種雷電阻尼振蕩波發生器，屬於雷電科學與【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 雷電作為常見的自然現象，雷電流的瞬態幅值變化較大，在空間會產生很強的電 磁脈衝，由於電磁感應的原理，在一些線路中感應出暫態過電壓，形成過電流沿著線纜傳 輸，對線路中的一些電氣設備造成損害。實測統計表明，由雷電在低壓交流線路上引起的暫 態過電壓具有衰減振蕩波形，且第一波的波頭時間很短，第一個波的波頭時間為0. 5 y S，其 振蕩主頻率為100kHz，在半個周期內的幅值約以0. 6倍的因子衰減。
[0003] 目前，用於模擬雷電波形常用的有8/20 i! s、10/350i! s、（1. 2/50 i! s、8/20i! S)組 合波等波形，但是〇. 5 y s/lOOkHz模擬雷電電壓波的測試較小。在電力系統採用阻尼振蕩 波測量高壓線纜的絕緣性能，在飛機上的空載設備，在檢驗電氣和電子設備對暫態過電壓 抗耐衝擊性能的實驗用到阻尼振蕩波，這些測試針對行業的規範要求進行測試。雷電波在 線路中的傳輸形成的阻尼振蕩波同樣對線路的絕緣性能及線路中的電氣設備造成危害。 實用新型內容
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雷電阻尼振蕩波發生器，模擬測試雷 電阻尼振蕩在線路中傳輸時對設備及其電氣保護設備造成的損害及影響，用於模擬線路中 雷電暫態過電壓，檢測線路中電氣設備及電氣保護裝置的絕緣性能及耐受雷擊的能力。本 實用新型應用於防雷元器件性能的測試，可以外接數字存儲器，能夠直觀地觀察保護器件 在阻尼振蕩波作用下的電壓和電流的波形，分析其保護效能。
[0005] 本實用新型為解決上述技術問題採用以下技術方案：
[0006] 本實用新型提供一種雷電阻尼振蕩波發生器，包括連續可調直流高壓形成模塊、 雷電阻尼振蕩波形成模塊、控制電路，所述雷電阻尼振蕩波形成模塊與連續可調直流高壓 形成模塊相連，所述控制電路分別與連續可調直流高壓形成模塊、雷電阻尼振蕩波形成模 塊相連，其中：
[0007] 所述連續可調直流高壓形成模塊包括相連的輸出電壓控制電路、高壓形成電路， 用於輸出連續可調的直流高壓信號；
[0008] 所述雷電阻尼振蕩波形成模塊包括依次相連的儲能電容、高壓真空開關、阻尼振 蕩波形成電路，用於形成雷電阻尼振蕩波；
[0009] 所述控制電路用於控制儲能電容的充電和放電。
[0010] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述輸出電壓控制電路為可調電位器。
[0011] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述高壓形成電路由高頻振蕩電路、升壓電 路構成，由直流電源為其供電。
[0012] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述儲能電容為脈衝放電電容。
[0013] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述阻尼振蕩波形成電路由串聯的電阻和電 感構成，與儲能電容、高壓真空開關構成RLC放電迴路。
[0014] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述電感為空芯線圈電感。
[0015] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述控制電路為繼電器自鎖電路。
[0016] 本實用新型採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
[0017] 1、本實用新型電路結構設計簡單，利用RLC放電迴路，易於實現；
[0018] 2、本實用新型的輸出電壓範圍大，第一個周期輸出電壓範圍為0?5kV，連續可 調，振蕩周期為8?10個，足以滿足相關的測試要求；
[0019] 3、本實用新型中的電感採用空芯線繞電感，具有分布雜散、電容小、不易出現飽 和、電感量參數穩定的性能；
[0020] 4、本實用新型具有工作性能穩定、操作安全、操作方便簡單等特點。廣泛應用於電 氣設備耐受雷電過電壓能力的測試；
[0021] 5、本實用新型的控制電路採用繼電器自鎖控制電路，電路工作性能穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1是雷電阻尼振蕩波發生器原理框圖。
[0023] 圖2是連續可調直流高壓形成電路的原理圖。
[0024] 圖3是雷電阻尼振蕩波形成電路的原理圖。
[0025] 圖4是控制電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖以及具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明：
[0027] 本實用新型設計一種雷電阻尼振蕩波發生器，如圖1所示，包括連續可調直流高 壓形成模塊、雷電阻尼振蕩波形成模塊、控制電路，所述雷電阻尼振蕩波形成模塊與連續可 調直流高壓形成模塊相連，所述控制電路分別與連續可調直流高壓形成模塊、雷電阻尼振 蕩波形成模塊相連，其中：
[0028] 所述連續可調直流高壓形成模塊包括相連的輸出電壓控制電路、高壓形成電路， 用於輸出連續可調的直流高壓信號；
[0029] 所述雷電阻尼振蕩波形成模塊包括依次相連的儲能電容、高壓真空開關、阻尼振 蕩波形成電路，用於形成雷電阻尼振蕩波；
[0030] 所述控制電路用於控制儲能電容的充電和放電。
[0031] 本實用新型的一實施例中，連續可調直流高壓形成模塊的原理圖如圖2所示，由 輸出電壓控制電路、高壓形成電路構成。其中，高壓形成電路由24V直流電源供電，其內部 採用高頻振蕩、升壓的原理，通過改變佔空比來改變輸出電壓的變化；輸出電壓控制電路採 用0?IOkV可調電位器，其阻值為IOk Q，改變電位器中心抽頭的位置，即可改變加到高壓 形成電路的電壓，控制高壓形成電路內部脈衝振蕩電路的佔空比，從而改變高壓形成電路 輸出的直流高壓的幅值。本實用新型中，高壓形成電路的輸出電壓為〇?10kV。
[0032] 本實用新型的一實施例中，雷電阻尼振蕩波形成電路的原理圖如圖3所示，雷電 阻尼振蕩波形成電路由儲能電容、高壓真空開關、阻尼振蕩波形成電路構成。其中，儲能電 容採用耐壓為20kV的脈衝放電電容C ;高壓真空開關採用耐壓20kV、最大電流為10kA、由 市電220V控制的高壓器件K，具有導通時間短、無抖動、導通內阻小的特點，高壓真空開關 的導通與閉合受控制電路的控制；阻尼振蕩波形成電路由電感L、電阻R串聯組成，電阻R 採用線繞無感大功率電阻，電感L為空芯線圈電感；在電阻R兩端引出兩埠，用於採集雷 電阻尼振蕩波。本實用新型中，電容C、電感L、電阻R的具體參數為：C = 40. 5nF ;電感L的 繞制導線直徑為2mm，採用在圓形骨架上進行密繞，L = 62. 5 ii H ;電阻R的功率為200W，阻 值為2. 5Q。
[0033] 雷電阻尼振蕩波形成電路的工作過程為：首先給儲能電容進行充電，當充電完成 後，由控制電路觸發1?壓真空開關，充電迴路斷開；然後電容C通過1?壓真空開關K、電感L 及電阻R構成放電迴路，在電阻R上輸出雷電阻尼振蕩波。
【權利要求】
1. 一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，包括連續可調直流高壓形成模塊、雷電 阻尼振蕩波形成模塊、控制電路，所述雷電阻尼振蕩波形成模塊與連續可調直流高壓形成 模塊相連，所述控制電路分別與連續可調直流高壓形成模塊、雷電阻尼振蕩波形成模塊相 連，其中： 所述連續可調直流高壓形成模塊包括相連的輸出電壓控制電路、高壓形成電路，用於 輸出連續可調的直流高壓信號； 所述雷電阻尼振蕩波形成模塊包括依次相連的儲能電容、高壓真空開關、阻尼振蕩波 形成電路，用於形成雷電阻尼振蕩波； 所述控制電路用於控制儲能電容的充電和放電。
2. 根據權利要求1所述的一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，所述輸出電壓控 制電路為可調電位器。
3. 根據權利要求1所述的一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，所述高壓形成電 路由高頻振蕩電路、升壓電路構成，由直流電源為其供電。
4. 根據權利要求1所述的一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，所述儲能電容為 脈衝放電電容。
5. 根據權利要求1所述的一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，所述阻尼振蕩波 形成電路由串聯的電阻和電感構成，與儲能電容、高壓真空開關構成RLC放電迴路。
6. 根據權利要求5所述的一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，所述電感為空芯 線圈電感。
7. 根據權利要求1所述的一種雷電阻尼振蕩波發生器，其特徵在於，所述控制電路為 繼電器自鎖電路。
【文檔編號】G01R1/28GK204142786SQ201420603654
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】李祥超, 周中山, 陳則煌, 陳璞陽 申請人:南京信息工程大學