[發明專利]一種用于機載設備閃電感應阻尼振蕩波發生器

無效

• 申請號: 201410068056.0
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103873053A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 鄧雨榮;李涵;黃志都;張其林;路明月
• 申請（專利權）人: 廣西電網公司電力科學研究院;南京信息工程大學
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發明涉及一種用于機載設備閃電感應阻尼振蕩波發生器，用于模擬雷電作用于機載設備的測試。

背景技術

雷電災害作為自然災害的一種，對人類的生命財產構成威脅，它位列聯合國制訂的國際防災減災規劃中10項自然災害的第9項，其危害在全球范圍內普遍存在。伴有雷聲和閃電現象的天氣在氣象上稱為雷暴，雷暴天氣時，當云層間或云層與地面之間的電位差達到一定程度時會發生放電現象，閃電擊到地面或者擊中地面上的人、物體造成危害，雷擊事故都有發生，輕則造成財產損失、重則造成人員傷亡。對于機載設備在空中同樣遭受雷擊電磁脈沖的影響，RTCA公司于2007年12月6日發布了機載設備的環境條件和測試程序，規范RTCA?DO-160F取代DO-160E。RTCA公司是一個非贏利機構，是為公眾利益推進航空技術和航空電子系統發展而成立的。該機構為聯邦咨詢委員會服務，并為現代航空面臨的問題制定一致的解決方案。其中規范中第22節閃電感應瞬變磁化率規定，閃電感應瞬變磁化率測試目的，這些測試是用來檢查設備承受所規定的，代表閃電感應效應的瞬變測試的能力。在規定的波形中其中有阻尼振蕩波，波形如圖1所示，主要用于發電機性能驗證測試。目前國內在高電壓測試系統中，主要使用低頻阻尼振蕩波發生器，頻率為幾百Hz,運用于高壓電纜絕緣狀態測試，其振蕩波幅值一般在數個周期內就衰減一半以上，即無法很好地維持阻尼振蕩次數，此外，現有產品的振蕩頻率一般只有一個固定值，無法實現多個頻率的切換。針對現有阻尼振蕩發生器的不足，本發明基于對數減縮率理論，實現了高的阻尼振蕩次數，采用轉換開關控制5個單獨的振蕩頻率模塊單元電路，并利用旋轉繼電器控制電路的開端，設計5路觸發分別觸發，實現了產生多個振蕩頻率的功能，保證了各個模塊相互獨立，信號不會相互干擾，DO-160F規范中規定阻尼振蕩波的主要技術參數，本發明主要模擬高頻雷電波分量在傳輸過程中振蕩波形：

（1）10kHz開路電壓：30V；短路電流：120A；源阻抗<0.25。

（2）100kHz開路電壓：300V；短路電流：120A；源阻抗<2.5。

（3）1MHz開路電壓：3200V；短路電流：128A；源阻抗<25。

（4）30MHz開路電壓：1000V；短路電流：20A；源阻抗<50。

（5）100MHz開路電壓：300V；短路電流：6A；源阻抗<50。

雷電瞬態感應的阻尼振蕩波對機載設備造成一定的影響，需要設計一種適用于機載設備測試的閃電感應阻尼振蕩波發生器。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于機載設備閃電感應阻尼振蕩波發生器設備與控制方法，用于模擬雷電作用于機載設備的測試。

本發明采用的技術方案是：一種用于機載設備閃電感應阻尼振蕩波發生器，包括連續可調電壓源、電位器、轉換開關以及旋轉繼電器，所述連續可調電壓源為10kV連續可調電壓源，電位器調整內部電路的開與關的時間改變直流輸出電壓的高低，用于調整電壓源的輸出電壓，轉換開關有5個端口，通過轉換開關切換使電路每次工作在一個狀態，有5路輸出。

所述5端口轉換開關中K₁～K₅為高壓觸發開關，采用繼電器控制。

所述繼電器中M₁～M₅為旋轉繼電器。

所述轉換開關為5個觸發按鍵開關，AN₁～AN₅。

所述高壓直流源采用12V開關電源供電，采用DC～DC轉換，內部電路采用逆變升壓的原理。

電路中的電阻采用無感電阻，電容采用耐壓為10KV的高壓電容，采用分布電感小，脈沖放電性能穩定的電容器，電感采用空芯電感。

電路主要由10kV可調電壓源、電壓調整電路、轉換電路，由5個二階RLC電路，分別產生10kHz，100kHz，1MHz，30MHz，100MHz的阻尼振蕩波，源的內阻分別為0.25Ω,2.5Ω,25Ω,25Ω,50Ω,最大輸出開路電壓的幅度分別為300V，1000V，5000V，5000V，2000V，1000V連續可調的阻尼振蕩波信號電壓。

本發明的突出優點在于：

（1）電路結構設計簡單，控制電路簡單分為5個波形單獨控制，各個電路間相互獨立，不產生相互影響。

（2）電路工作性能穩定，波形輸出滿足頻范要求，具有輸出穩定，參數準確，便于精確測量的特點。

（3）采用耐高壓的電子器件，工作安全可靠。高壓源以大地為參考，具有操作安全的特點。