CN103760476A - 卫星用电缆内放电测试装置、测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卫星用电缆内放电测试装置、测试系统及测试方法，其中装置包括：至少两个并排设置的样品仓，所述样品仓包括用于容纳待测试电缆的凹槽，所述凹槽上设置有信号输出接头，用于连接所述待测试电缆并输出待测试电缆内放电过程中的电信号；可实现对卫星用电缆内放电情况的测试，以优选出合适的电缆用到太空环境中。

Description

卫星用电缆内放电测试装置、测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及测试领域，尤其涉及一种卫星用电缆内放电测试装置、测试系统及测试方法。

背景技术

卫星运行于中高轨道时会遭受恶劣的空间辐射环境，特别是太阳剧烈活动时，产生高通量、高能（0.1～10MeV）的电子能够穿透卫星的屏蔽层，进入卫星内部，沉积在卫星内部电缆材料的表面和内部，并建立强电场，当建立的强电场超过材料的承受阈值时，就会诱发放电。

电缆材料的内放电会严重的影响卫星安全可靠运行。一方面发生的放电会造成电缆材料损伤，导致材料强度和绝缘性能下降，影响电缆的使用寿命。另一方面放电会通过电缆的芯线耦合到卫星内部电路，造成卫星内部电子系统故障，如数据翻转，电子器件烧毁等。

卫星使用的各种电缆在空间存在内放电风险，因此需要开展卫星用电缆的高能电子辐照内放电试验，优选出合理的电缆材料，并判断耦合到电缆芯线的放电电流。而现有的材料内带电试验装置和装置主要针对板型介质材料，尚无专门用于卫星电缆内放电试验装置。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

一方面，本发明提供一种卫星用电缆内放电测试装置，包括：

至少两个并排设置的样品仓，所述样品仓包括用于容纳待测试电缆的凹槽，所述凹槽上设置有信号输出接头，用于连接所述待测试电缆并输出待测试电缆内放电过程中的电信号。

另一方面，本发明还提供一种卫星用电缆内放电测试系统，包括上述的卫星用电缆内放电测试装置，还包括：

信号检测装置，与所述信息输出接头连接，用于接收所述信息输出接头发送的电信号，并根据所述电信号输出显示所述待测试电缆的内放电情况。

另一方面，本发明还提供一种卫星用电缆内放电测试方法，，采用上述的卫星用电缆内放电测试系统进行内放电测试，包括：

将待测试电缆置于样品仓的凹槽中，并将所述待测试电缆连接至所述信号输出接头；

将所述样品仓置于高能电子环境中；

通过信号检测装置显示待测试电缆的内放电情况。

本发明提供的卫星用电缆内放电测试装置、测试系统及测试方法，可实现对卫星用电缆内放电情况的测试，以优选出合适的电缆用到太空环境中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的卫星用电缆内放电测试装置一种实施例的结构示意图。

图2为本发明提供的卫星用电缆内放电测试装置中样品仓一种实施例的结构示意。

图3为本发明提供的卫星用电缆内放电测试系统一种实施例的结构示意图。

图4为本发明提供的卫星用电缆内放电测试方法一种实施例的流程图。

图5为本发明提供的卫星用电缆内放电测试方法一种应用场景示意图。

图6为图5沿A线的剖面图。

图7为本发明提供的卫星用电缆内放电测试方法第二种应用场景的示意图。

图8为图7沿A线的剖面图。

图9为图7沿B线的剖面图

图10和图11为本发明提供的第三种应用场景的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1和图2，图1为本实施例提供的卫星用电缆内放电测试装置的结构示意图，图2为样品仓的纵向剖面图，本实施例提供的测试装置包括：

至少两个并排设置的样品仓101，样品仓101包括用于容纳待测试电缆的凹槽102，凹槽102上设置有信号输出接头，用于连接待测试电缆并输出待测试电缆内放电过程中的电信号。

测试时，将容纳有待测试电缆的样品仓101置于高能电子环境中，检测输出的电信号即可得到该待测试电缆的放电情况，本实施例提供的测试装置可实现多个待测试电缆同时进行测试。

作为一种优选的实施方式，凹槽102的形状为长方形，以适应电缆的形状，便于安装。

作为一种可选的实施方式，信号输出接头为SMA（Small A Type）接头。

样品仓101的凹槽102的尺寸可根据实际的待测电缆的尺寸确定，作为一种可选的实施方式，凹槽102的尺寸可以为20cm×3cm×4cm。

样品仓101的数量也可以根据实际的需求设定，作为一种可选的实施方式，样品仓101的数量为6个，可同时实现6根待测试电缆同时进行测试，测试装置的尺寸优选为24cm×20cm×7cm。

每一个样品仓101都是独立的，因此在对多个电缆进行测试时可消除彼此间的干扰。

优选地，本实施例提供的测试装置还包括与凹槽102相适配的盖板104。

盖板104设置于凹槽102的开口端，用于在测试过程中对凹槽102进行密封，盖板104的厚度优选为1mm。

作为一种优选的实施方式，样品仓101和/或盖板104采用铝合金材料制成，优选采用2A12铝合金。

样品仓101和/或盖板104采用铝合金材料制成，可以有效的消除150keV以下的低能电子对放电的影响。

参考图2，作为一种优选的实施方式，凹槽102底部的两端分别设有第一通孔105和第二通孔106，信号输出接头包括第一信号输出接头107和第二信号输出接头108，第一信号输出接头107和第二信号输出接头108分别安装于第一通孔105和第二通孔106内。

作为一种可选的实施方式，第一通孔105和/或第二通孔106的直径为10mm。

作为一种可选的实施方式，凹槽102底部设有支架103，一方面用于支撑凹槽102，另一方面，使得凹槽102底部悬空，便于走线。

本实施例提供的卫星用电缆内放电测试装置，结构简单，抗干扰能力强，可实现多个待测试电缆同时进行测试，以优选出合适的电缆用到太空环境中。

实施例二

参考图3，本实施例提供的卫星用电缆内放电测试系统，包括卫星用电缆内放电测试装置201，还包括：

信号检测装置202，与卫星用电缆内放电测试装置201中的信息输出接头203连接，用于接收信息输出接头发送的电信号，并根据电信号输出显示待测试电缆的内放电情况。

卫星用电缆内放电测试装置201的结构请参考实施例一，在此不再赘述。

作为一种可选的实施方式，信号检测装置202为示波器。

信号检测装置202对待测试电缆的内放电情况进行输出显示，包括相应的电压、电流等。

测试装置可包括多个样品仓，因此信号检测装置202与测试装置的连接方式本发明并不限制，例如可采用多通道的信号检测装置，多个通道分别与各个样品仓的信号输出接头连接，同时对多个电缆进行测试；也可以采用单通道的信号检测装置，每个样品仓的信号输出接头分别连接一台单通道的信号检测装置。

作为一种可选的实施方式，本实施例提供的测试系统还包括接地电阻R，接地电阻R的一端与信号检测装置以及信号输出接头连接，另一端接地，通过接地电阻R对信号检测设备做电气保护。

接地电阻R的阻值优选为50欧姆。

本实施例提供的卫星用电缆内放电测试系统，结构简单，抗干扰能力强，可实现多个待测试电缆同时进行测试，直观的显示各个电缆的内放电情况。

实施例三

参考图4，本实施例提供的卫星用电缆内放电测试方法，采用实施例二提供的卫星用电缆内放电测试系统进行内放电测试，包括：

步骤S301，将待测试电缆置于样品仓的凹槽中，并将所述待测试电缆连接至所述信号输出接头；

步骤S302，将所述样品仓置于高能电子环境中；

步骤S303，通过信号检测装置显示待测试电缆的内放电情况。

卫星用电缆内放电测试装置及测试系统的结构和工作原理参考实施例一和实施例二，在此不在赘述。

对于卫星用电缆内放电测试方法，本实施例以三个应用场景做进一步说明。

应用场景一

在该应用场景中，待测试电缆为单根芯线的结构，参考图5和图6，图6为图5沿A线的剖视图，待测试电缆305包括外皮301和第一芯线302，外皮301包覆于第一芯线302外。

测试装置300中的信号输出接头包括第一信号输出接头304。

本应用场景的具体测试方法包括：首先将待测试电缆305置于样品仓的凹槽中，第一芯线302连接至第一信号输出接头304，并将外皮悬空，即外皮不接地；其次，将第一信号输出接头304连接信号检测装置306和接地电阻R；最后将测试装置置于高能电子环境中；这样通过信号检测装置显示待测试电缆的第一芯线302内放电情况。

本应用场景主要测试电缆在外皮不接地的情况下内部单一芯线的内放电情况。

应用场景二

在该应用场景中，待测试电缆为单根芯线的结构，参考图7、图8和图9，图8为图7沿A线的剖视图，图9为图7沿B线的剖视图，待测试电缆305包括外皮301和第一芯线302，外皮301包覆于第一芯线302外。

测试装置300中的信号输出接头包括第一信号输出接头304和第二信号输出接头307。

本应用场景的具体测试方法包括：首先将待测试电缆305置于样品仓的凹槽中，第一芯线302连接至第一信号输出接头304，并将外皮301通过铝箔308包覆，将铝箔308通过第二信号输出接头307接地；其次，将第一信号输出接头304连接信号检测装置306和接地电阻R；最后将测试装置置于高能电子环境中；这样通过信号检测装置显示待测试电缆的第一芯线302在外皮接地情况下的内放电情况。

由于外皮301的绝缘性较高，因此需要用铝箔308进行包覆，将外皮的电子引入铝箔，再引入地下；铝箔308的厚度优选为0.5mm。

本应用场景主要测试电缆在外皮接地的情况下内部单一芯线的内放电情况。

应用场景三

在该应用场景中，待测试电缆为单根芯线的结构，参考图10和图11，待测试电缆305包括外皮301和第一芯线302和第二芯线309，外皮301包覆于第一芯线302和第二芯线309外。

测试装置300中的信号输出接头包括第一信号输出接头304和第二信号输出接头307。

本应用场景的具体测试方法包括：首先将待测试电缆305置于样品仓的凹槽中，第一芯线302连接至第一信号输出接头304，第二芯线309悬空或接地，并将外皮301通过铝箔308包覆，将铝箔308通过第二信号输出接头307接地；其次，将第一信号输出接头304连接信号检测装置306和接地电阻R；最后将测试装置置于高能电子环境中；这样通过信号检测装置显示待测试电缆的第一芯线302的内放电情况。

本应用场景主要测试电缆的第一芯线302在第二芯线309影响下的内放电情况。

本实施例提供的卫星用电缆内放电测试方法，提供了在多种应用场景下对电缆进行测试的方法，检测方法简单易操作，有助于优选出合适的电缆用到太空环境中。

在本发明上述各实施例中，实施例的序号仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的装置和方法等实施例中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种卫星用电缆内放电测试装置，其特征在于，包括：

至少两个并排设置的样品仓，所述样品仓包括用于容纳待测试电缆的凹槽，所述凹槽上设置有信号输出接头，用于连接所述待测试电缆并输出待测试电缆内放电过程中的电信号。

2.根据权利要求1所述的卫星用电缆内放电测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括与所述凹槽相适配的盖板。

3.根据权利要求2所述的卫星用电缆内放电测试装置，其特征在于，所述样品仓和/或所述盖板采用铝合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的卫星用电缆内放电测试装置，其特征在于，所述凹槽底部的两端分别设有第一通孔和第二通孔，所述信号输出接头包括第一信号输出接头和第二信号输出接头，所述第一信号输出接头和第二信号输出接头分别设置在所述第一通孔和第二通孔内。

5.一种卫星用电缆内放电测试系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的卫星用电缆内放电测试装置，还包括：

信号检测装置，与所述信息输出接头连接，用于接收所述信息输出接头发送的电信号，并根据所述电信号输出显示所述待测试电缆的内放电情况。

6.根据权利要求5所述的卫星用电缆内放电测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括接地电阻，所述接地电阻的一端分别与所述信号检测装置以及信号输出接头连接，另一端接地。

7.一种卫星用电缆内放电测试方法，其特征在于，采用如权利要求5或6任一所述的卫星用电缆内放电测试系统进行内放电测试，包括：

将待测试电缆置于样品仓的凹槽中，并将所述待测试电缆连接至所述信号输出接头；

将所述样品仓置于高能电子环境中，所述高能电子的能量为0.1～10MeV；

通过信号检测装置显示待测试电缆的内放电情况。

8.根据权利要求7所述的卫星用电缆内放电测试方法，其特征在于，所述待测试电缆包括外皮和第一芯线，所述信号输出接头包括第一信号输出接头；

将所述待测试电缆连接至所述信号输出接头，包括：

将所述第一芯线连接至第一信号输出接头，并将所述外皮悬空；

将所述第一信号输出接头连接信号检测装置和接地电阻；

通过所述信号检测装置显示待测试电缆的第一芯线的内放电情况。

9.根据权利要求8所述的卫星用电缆内放电测试方法，其特征在于，所述信号输出接头还包括第二信号输出接头；

将所述待测试电缆连接至所述信号输出接头，包括：

将所述第一芯线连接至第一信号输出接头；

将所述外皮通过铝箔进行包覆，并将所述铝箔通过第二信号输出接头接地；

将所述第一信号输出接头连接信号检测装置和接地电阻；

通过所述信号检测装置显示待测试电缆的第一芯线在外皮接地情况下的内放电情况。

10.根据权利要求9所述的卫星用电缆内放电测试方法，其特征在于，所述待测试电缆还包括第二芯线；

将所述待测试电缆连接至所述信号输出接头，包括：

将所述第一芯线连接至第一信号输出接头，第二芯线悬空或接地；

将所述外皮通过铝箔进行包覆，并将所述铝箔通过第二信号输出接头接地；

将所述第一信号输出接头连接信号检测装置和接地电阻；

通过所述信号检测装置显示待测试电缆的第一芯线在第二芯线影响下的内放电情况。

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