[發明專利]雷電感應過電壓模擬試驗平臺

有效

• 申請號: 201310118680.2
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN103197126A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陸國俊;熊俊;王勁;劉宇;沈偉民
• 申請（專利權）人: 廣州供電局有限公司;清華大學
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165;G01R29/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及雷電感應相關技術領域，特別是涉及雷電感應過電壓模擬試驗平臺。

背景技術

目前，很多雷電感應過電壓的研究者開展了方案各異的模擬試驗研究，但雷電感應過電壓模擬試驗的試驗方案往往大相徑庭，參數選擇的差別也比較大，這是因為在模擬試驗方案設計時，很難面面俱到，使得各方面的失真同時做到最小，研究的側重點不同，選擇的試驗方案自然也就不同。

其中，1999年，有三位日本的研究人員曾經描述了一個典型的過電壓縮比模型試驗，它建立了一條1/20縮比的線路，長25m，離地高度為0.5m，只有一根導線，半徑為0.5mm，兩端接430Ω的匹配電阻。使用一根長28m，半徑為1.5cm的絕緣棒來等效雷電流通道，上端用氣球吊起，在絕緣棒上纏繞了一根半徑為0.5mm的銅線，銅線的長度為絕緣棒長度的三倍，這樣銅線上的電流在垂直于地面方向上的發展速度為c/3，近似自然雷電回擊電流的發展速度。在棒子的底部，往銅線注入一個峰值為1A，波前時間約為20ns的電流，以模仿雷電通道中的回擊電流。在線路的兩端直接使用示波器測量線路上的電壓，在棒子的底部使用電流互感器測量電流波形，頻率響應范圍從8.5kHz到100MHz，使用平板天線來測量空間中的電磁場，頻率響應范圍從2kHz到10MH。

又在21世紀初，有歐洲的研究人員曾經描述了另一個比較典型的雷電感應過電壓縮比試驗，整個試驗的縮比為1/50，整條線路長28m，距離地面高0.2m，導線采用一根半徑為0.4mm的裸銅絲進行等效，在線路下方鋪有一層28×9m2的優質導體，以模擬理想大地，線路兩端接有阻值為455Ω的匹配電阻。使用一根長12m，半徑為25.4mm的絕緣棒來模擬雷電流通道，絕緣棒上纏繞一根半徑為0.7mm的銅絲，每米纏繞323匝，阻抗約為2.2kΩ，通入的電流要求波前時間小于60ns。

雷電感應過電壓模擬試驗是對于真型試驗的模擬重現，它相對容易開展實施，也容易對于各種參變量進行控制，開展規律性的研究，這是模擬試驗的優勢所在，但同時它的尺寸較小，各方面對于真實情況的重現也肯定存在程度不一的失真，從而導致最終結果的失真。

現有技術無法使得雷電感應過電壓模擬試驗各方面的失真同時做到最小，一方面是在技術條件上難以實現，提高一部分內容的仿真程度往往是以犧牲另一部分內容的仿真程度為代價；另一方面，這樣做往往會提高試驗的代價，使模擬試驗失去原本具有的開展方便、代價低廉的優點。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術的雷電感應過電壓模擬試驗失真較大的技術問題，提供一種雷電感應過電壓模擬試驗平臺。

一種雷電感應過電壓模擬試驗平臺，包括：方波電壓發生裝置、模擬雷電流通道、模擬實驗線路和測試裝置，所述模擬雷電流通道包括與地面垂直的絕緣體、纏繞在所述絕緣體外部的導電體，以及與所述絕緣體頂部連接的空中懸浮裝置，所述導電體的一端與所述方波電壓發生裝置連接，所述模擬實驗線路與地面平行，且所述模擬雷電流通道與模擬實驗線路平行，所述測試裝置包括設置在所述模擬雷電流通道底部的雷電監測裝置、與所述模擬實驗線路連接的過電壓測量裝置，以及分別連接所述雷電監測裝置和過電壓測量裝置的顯示裝置。

在其中一個實施例中，所述方波電壓發生裝置包括依次連接的交流工頻電壓電源、整流器、脈沖形成線、火花開關腔體和脈沖傳輸線，所述火花開關腔體內設有火花開關，且所述火花開關腔體內充入高壓氮氣。。

在其中一個實施例中，所述雷電監測裝置包括電壓分壓器和電流放大器，所述顯示裝置為示波器，所述電壓分壓器與示波器的第一電壓輸入端連接，所述電流放大器與示波器的電流輸入端連接，所述過電壓測量裝置為電壓探頭，所述電壓探頭的一端與所述模擬實驗線路連接，另一端與示波器的第二電壓輸入端連接。

在其中一個實施例中，所述模擬雷電流通道正對所述模擬實驗線路的中心，且所述電壓探頭的一端與所述模擬實驗線路的中心連接。

在其中一個實施例中，還包括設置在所述模擬實驗線路下方的電場測量裝置，所述電場測量裝置與所述顯示裝置連接。

在其中一個實施例中，所述電場測量裝置包括光源發生器、光接收機和電場探頭，所述電場探頭設置在所述模擬實驗線路下方，所述電場探頭的一端與光源發生器連接，另一端與光接收機的輸入端連接，所述光接收機的輸出端與所述顯示裝置連接。

在其中一個實施例中，所述模擬雷電流通道下方和所述模擬實驗線路下方均設有接地鐵板。