[發明專利]光纖復合架空地線三重連續時序雷擊效應試驗裝置和方法

有效

• 申請號: 201710488398.1
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107271865B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 姚學玲;孫晉茹;陳景亮;許雯珺
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 張震國

1.光纖復合架空地線雷擊效應的三重連續時序試驗裝置，其特征在于，被試品光纖復合地纜通過作用間隙分別與并聯在測控管理系統之間的三重測試回路相連接；

第一測試回路向作用間隙輸出電壓大于100kV、電流峰值100kA～200kA、持續時間不大于500μs的第一雷電流分量，其包括依次相連接的第一雷電流發生回路、第一耦合/去耦網絡DCN1和第一電流傳感器CT1；第一雷電流發生回路包括充電單元、放電單元和波形形成單元；

第二測試回路向作用間隙輸出電荷量不小于10C、平均放電電流不小于2kA、持續時間2～5ms的第二雷電流分量，其包括依次相連接的第二雷電流發生回路、第二耦合/去耦網絡DCN2和第二電流傳感器CT2；第二雷電流發生回路包括充電單元、放電單元和波形形成單元；

第三測試回路向作用間隙輸出直流電流幅值100～400A、電荷量50～200C、持續時間0.25～1s的第三雷電流分量，其包括依次相連接的第三雷電流發生回路、第三耦合/去耦網絡DCN3和第三電流傳感器CT3；第三雷電流發生回路包括充電單元、放電單元和波形形成單元；

所述的測控管理系統控制三重測試回路的時序參數，其包括控制單元和測量單元；控制單元包括主控單元以及分別與其相連接的可編程序邏輯控制器和微型處理單元，測量單元包括與主控單元相聯系的示波器；可編程序邏輯控制器分別與三重測試回路的充電單元和放電單元相連接；微型處理單元分別通過光電隔離模塊、高壓觸發模塊與三重測試回路的開關相連接；示波器分別與三重測試回路的電流傳感器相連接，示波器的測量數據通過無線網絡上傳至主控單元；

所述的測控管理系統通過控制單元控制三重測試回路的時序參數，其包括：第一測試回路中的放電電壓、主開關1和Crowbar開關1之間的放電間隔、主開關1放電球隙之間的距離；

第二測試回路中的放電電壓、主開關2和Crowbar開關2之間的放電間隔、主開關2放電球隙之間的距離，以及第一測試回路、第二測試回路和第三測試回路的作用時刻、三重雷電流發生回路之間的時間間隔；控制單元還進行以下參數的設置：三重雷電流發生回路中充電單元的接通/斷開、充電電壓的升高/降低、測試回路的放電及試驗過程中的緊急停止。

2.如權利要求1所述的光纖復合架空地線雷擊效應的三重連續時序試驗裝置，其特征在于，所述的第一雷電流分量是對被試品施加能夠模擬自然環境直接雷電的幅值和能量，能夠將作用間隙擊穿導通并能夠將第二雷電流分量成功引燃；

第二雷電流分量是對被試品施加一個中間分量電流，工作電壓不低于百千伏量級，能夠將第三雷電流分量成功引燃；

第三雷電流分量是輸出電壓基本恒定的直流電流。

3.如權利要求1所述的光纖復合架空地線雷擊效應的三重連續時序試驗裝置，其特征在于，所述的第一測試回路包括充電電阻、儲能電容1、形成電感1、主開關1和Crowbar開關1，充電電阻的一端接直流高壓直流電源，另一端分別與儲能電容的一端、主開關1的一端電氣連接；主開關1的另一端與形成電感的一端、Crowbar開關1的一端相連；形成電感1的另一端與第一耦合/去耦網絡DCN1的一端口連接，儲能電容1的另一端和Crowbar開關1的另一端相連，并與第一電流傳感器CT1的一端相連接，第一電流傳感器CT1的另一端接地；

第二測試回路包括充電電阻、儲能電容2、形成電感2、主開關2和Crowbar開關2，充電電阻的一端接直流高壓直流電源，另一端分別與儲能電容2的一端、主開關2的一端電氣連接；主開關2的另一端與形成電感2的一端、Crowbar開關2的一端相連；形成電感2的另一端與第二耦合/去耦網絡DCN2的一端口連接，儲能電容2的另一端和Crowbar開關2的另一端相連，并與第二電流傳感器CT2的一端相連接，第二電流傳感器CT2的另一端接地；

第三測試回路包括輸入端接380V供電電源的變壓器，變壓器的輸出端接全橋整流模塊，全橋整流模塊的輸出的高壓端與平波電抗器的一端連接，平波電抗器的另一端接主開關3的一端，主開關3的另一端接第三耦合/去耦網絡DCN3的一端，全橋整流模塊的輸出的低壓端接第三電流測量傳感器CT3，第三電流傳感器CT3的另一端接地；第一耦合/去耦網絡DCN1、第二耦合/去耦網絡DCN2、第三耦合/去耦網絡DCN3的另一端連接在一起，并與作用間隙的一端連接，作用間隙的另一端接光纖復合架空地纜的一端，光纖復合架空地纜的另一端接地。