CN107271866B - 四重连续时序雷击直接效应的试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤复合架空地线雷击效应的四重连续时序试验装置和方法。该装置包括被试品光纤复合地缆通过作用间隙分别与并联在测控管理系统之间的四重测试回路相连接；分别提供峰值100‑200kA、持续时间不大于500μs的第一雷电流分量，平均电流2kA、持续时间不大于5ms的第二电流分量和持续时间、库仑量为50C‑200C的第三雷电流分量。与现有无法模拟实际雷击对OPGW的冲击力、电磁力和电阻热效应相比，本发明可以真实模拟实际雷击对OPGW的雷击直接效应。

Description

四重连续时序雷击直接效应的试验装置及方法

技术领域

本发明属于雷击直接效应试验技术领域，涉及光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置及方法。

背景技术

随着我国电网建设和电力通信的发展，光纤复合架空地线(Optical FiberComposite Overhead Ground Wire，OPGW)的应用日益广泛，在电力通信调度方面发挥越来越重要的作用。OPGW雷击断股事故时有发生，OPGW的雷击断股可能影响到电力系统的安全运行和可靠通信，因此OPGW的雷击断股机理的研究和相应的防治措施非常重要。

OPGW雷击断股机理的研究是国内外关注的热点和难点，而雷击断股测量技术和试验设备是雷击断股机理研究的关键技术和核心装备，OPGW雷击直接效应试验技术和试验设备不能满足OPGW雷击机理研究和技术发展的需求。在雷击效应试验规范方面，欧盟和美军标规定了航空器雷击的试验要求和雷电分量，但IEEE 1138仅规定了OPGW雷击的0类、1类、2类、3类长持续时间分量试验的电流峰值、电荷量、脉冲持续时间以及作用间隙(50mm)等参数，雷电分量的参数分别为电流峰值100A-400A、电荷量50-200C、持续时间0.5s，但缺乏对雷电流分量注入方式及波形参数的明确规定。

目前，OPGW雷击效应的试验仅考虑长持续时间雷电流分量，由于其工作电压极低，不能击穿50mm的作用间隙，只能用导电丝(或者是熔丝)将被试品捆绑起来与长持续时间的电流分量发生器连接起来，这种试验方法根本无法模拟实际雷击发生时实际雷击对OPGW产生的冲击力效应、电磁力效应以及后续中间分量及和长时间电流分量的热效应，致使在捆绑点出现多股光纤的烧损、断股而且试验结果分散性大、精度差。OPGW雷击直接效应试验方法没有标准可依，而试验装置的落后已经成为严重制约了OPGW的研究进程和电力系统运行安全性和稳定性提升的瓶颈。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置及方法，克服目前OPGW雷击直接效应试验方法的不合理之处，能够准确模拟实际雷击对OPGW产生的冲击效应、电磁力效应以及热效应。

本发明是通过以下技术方案来实现：

光纤复合架空地线雷击效应的四重连续时序试验装置，包括：被试品光纤复合地缆通过作用间隙分别与并联在测控管理系统之间的四重测试回路相连接；

第一测试回路向作用间隙输出电压大于100kV、电流峰值100kA～200kA、持续时间不大于500μs的第一雷电流分量，其包括依次相连接的第一雷电流发生回路、第一耦合/去耦网络DCN和第一电流传感器；第一雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

第二测试回路向作用间隙输出电荷量不小于10C、平均放电电流不小于2kA、持续时间2～5ms的第二雷电流分量，其包括依次相连接的第二雷电流发生回路、第二耦合/去耦网络DCN和第二电流传感器；第二雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

第三测试回路向作用间隙输出直流电流幅值100～400A、电荷量50～200C、持续时间0.25～1s的第三雷电流分量，其包括依次相连接的第三雷电流发生回路、第三耦合/去耦网络DCN和第三电流传感器；第三雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

第四测试回路向作用间隙输出电压大于100kV、电流峰值100kA～200kA、持续时间不大于500μs的第四雷电流分量，其包括依次相连接的第四雷电流发生回路、第四耦合/去耦网络DCN和第四电流传感器；第四雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

所述的测控管理系统控制四重测试回路的时序参数，其包括控制单元和测量单元；控制单元包括主控单元以及分别与其相连接的可编程序逻辑控制器和微型处理单元，测量单元包括与主控单元相连接的示波器；可编程序逻辑控制器分别与四重测试回路的充电单元和放电单元相连接；微型处理单元分别通过光电隔离模块、高压触发模块与四重测试回路的开关相连接；示波器分别与四重测试回路的电流传感器相连接。

所述的第一雷电流分量是对被试品施加能够模拟自然环境直接雷电的幅值和能量，能够将作用间隙击穿导通并能够将第二雷电流分量成功引燃；

第二雷电流分量是对被试品施加一个中间分量电流，工作电压不低于百千伏量级，能够将第三雷电流分量成功引燃；

第三雷电流分量是输出电压基本恒定的直流电流；

第四雷电流分量是对被试品施加能够模拟长持续时间雷击电流热效应后二次雷击的幅值和能量。

所述的第一测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和Crowbar开关的另一端相连，并与第一电流传感器的一端相连接，第一电流传感器的一端还接地；

第二测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和crowbar开关的另一端相连，并与第二电流传感器的一端相连接，第二电流传感器的一端还接地；

第三测试回路包括输入端接380V供电电源的变压器，变压器的输出端接全桥整流模块，全桥整流模块的输出的高压端与平波电抗器的一端连接，平波电抗器的另一端接主开关的一端，主开关的另一端接第三耦合/去耦网络DCN的一端，全桥整流模块的输出的低压端接第三电流测量传感器，第三电流测量传感器的一端还接地；

所述的第四测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和Crowbar开关的另一端相连，并与第四电流传感器的一端相连接，第四电流传感器的一端还接地；

第一耦合/去耦网络DCN、第二耦合/去耦网络DCN、第三耦合/去耦网络DCN的另一端连接在一起，并与作用间隙的一端连接，作用间隙的另一端接光纤复合架空地缆的一端，光纤复合架空地缆的另一端接地。

第二耦合/去耦网络DCN的作用是确保第二雷电流分量对被试品的精确施加以及抑制第一雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量的影响和破坏；；其由放电间隙、电容、电阻或其组合构成；

所述的第二耦合/去耦网络DCN确保第二雷电流分量对被试品的精确施加，防止第一雷电流分量、第三雷电流分量、第二雷电流分量对第二测试回路的影响与破坏；其由放电间隙、电容、电阻或其组合构成；

所述的第三耦合/去耦网络DCN的确保第三雷电流分量对被试品的精确施加，防止第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量对第三测试回路的影响与破坏；其为低通滤波器或逆向滤波器；

所述的第四耦合/去耦网络DCN确保第四雷电流分量对被试品的精确施加，防止第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量对第四测试回路的影响与破坏；其由放电间隙、电容、电阻或其组合构成。

所述的测控管理系统通过主控制单元控制四重测试回路的时序参数，其包括：

第一测试回路中的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；

第二测试回路中的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；

第四测试回路中的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；以及第一测试回路、第二测试回路、第三测试回路和第四测试回路的作用时刻、四重雷电流发生回路之间的时间间隔；

主控制单元还进行以下参数的设置：四重雷电流发生回路中充电单元的接通/断开、充电电压的升高/降低、测试回路的放电及试验过程中的紧急停止。

所述的可编程序逻辑控制器在接收控制单元指令后，进行试验模式的时序控制执行：

①第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中充电单元的的控制，包含高压的通/断、高压的升/降；

②第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中的放电开关的调整及控制，包括主开关的间隙距离的调整，使得主开关的间隙距离随着预置放电电压的变化而调整；

③第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中的主开关的手动和自动控制，初始储存的能量会通过波形形成元器件(该测试回路的形成电阻和形成电感)释放，产生预期设计的雷电流分量波形；

④第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中的储能电容的安全泄放控制，当系统运行过程出现故障或停止试验时，储能电容元件上的电磁场能量必须全部泄放；

⑤第三测试回路的投入/切除控制。

所述的微型处理单元的控制包括：

①第一测试回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

②第二测试回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

③第四测试回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

④第一测试回路、第二测试回路、第三测试回路、第四测试回路之间时序的精确控制；

⑤第三测试回路的投入和切除控制。

所述的测量单元的控制为：

通过主控单元设置与测量相关的试验参数，包括第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器的刻度因数，第一雷电流分量幅值预期值、第二雷电流分量幅值预期值、第三电流分量的幅值预期值、第四雷电流分量幅值预期值以及示波器的工作方式；

第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三电流分量和第四电流分量的电流波形分别通过第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器提取输入到示波器中，当主控单元接收到雷电流分量发生回路的放电指令后，主控单元读取示波器的测量波形数据，进行试验数据的分析和屏幕显示。

所述光纤复合架空地线雷击效应的四重连续时序试验装置的雷击效应试验方法，包括以下操作：

1)被试品连接就绪后开机，通过主控单元设置光纤复合架空地线四重雷击直接效应试验的时序控制参数，并将所有的控制参数传输至微型处理单元；

2)通过主控单元设置第一测试回路的充电电压、放电电压、以及第一雷电流引发分量发生回路中主放电开关的间隙距离，可编程序逻辑控制器根据设置的放电电压的大小调整开关电极距离；

通过主控单元设置第二测试回路的充电电压、放电电压、以及第二雷电流引发分量发生回路中主放电开关的间隙距离，可编程序逻辑控制器根据设置的放电电压的大小调整开关电极距离；

3)接通充电电源，对光纤复合架空地线雷击效应试验的第一测试回路、第一测试回路进行充电，当微型处理单元检测到第一测试回路、第一测试回路中储能电容的充电电压均大于或等于预先设置的放电电压时，微型处理单元将会输出第一个控制脉冲；

4)微型处理单元第一个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到第一路高压触发模块控制端，控制其动作并输出一路控制脉冲至第一测试回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第一测试回路的主开关触发导通；

从微型控制处理单元接收到第一个控制信号输出起，微型处理单元进入定时状态，当定时时间满足预先设置的第一测试回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第二个控制信号，经过光隔离模块到达第二路高压触发模块控制端，控制第二路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第一测试回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第一测试回路的Crowbar开关触发导通；

5)当定时时间满足预先设置的第一测试回路与第二测试回路之间的时间间隔时，微型控制单元输出第三个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到第三路高压触发模块控制端，控制第三路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第二测试回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第二测试回路的主开关触发导通；当定时时间满足预先设置的第二测试回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第四个控制信号，经过光隔离模块到达第四路高压触发模块控制端，控制第四路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第二测试回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第二测试回路的Crowbar开关触发导通；

6)当定时时间满足预先设置的第二雷电流分量与第三雷电流分量之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第五个控制信号，经过光隔离模块到达第五路触发控制模块控制端，控制第五路控制模块动作并输出控制信号使第三测试回路的开关闭合，第三雷电流分量施加到被试品上；当第三测试回路的开关闭合时间满足预先设定的第三雷电流分量的作用时间时，微型处理单元输出控制信号使第三测试回路发生回路的开关断开；

7)当定时时间满足预先设置的第三雷电流分量与第四雷电流分量之间的时间间隔时，微型处理单元输出第六个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到第六路高压触发模块控制端，控制第六路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第四测试回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第四测试回路的主开关触发导通；当定时时间满足预先设置的第四雷电流分量的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第七个控制信号，经过光隔离模块到达第七路高压触发模块控制端，控制第七路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第四测试回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第四测试回路的Crowbar开关触发导通；

使得第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量就依次、不间断的施加在被试对象光纤复合架空地线上，第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器将检测结果提取输入到示波器中，主控单元读取示波器的测量波形数据，进行试验数据的分析和屏幕显示。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明针对低压长持续时间雷电流分量无法满足OPGW雷击直接效应试验的要求(无法施加在带有作用间隙50mm的被试品)，提出OPGW四重连续时序的雷击直接效应试验方法，可以对带有50mm作用间隙的OPGW被试品进行雷击直接效应试验，能够准确模拟实际雷击对OPGW产生的冲击效应、电磁力效应以及热效应。其中，四重连续时序的第一雷电流分量的主要作用是对被试品施加能够模拟自然环境直接雷电的幅值和能量的雷击，其特点是工作电压较高，一般不低于百千伏量级，电流幅值一般在200kA、持续时间一般在500μs内、能够将作用间隙击穿导通并能够将第二雷电流分量成功引燃；四重连续时序的第二雷电流分量的主要作用是对被试品施加能一个平均电流为2kA的中间分量，其工作电压一般也较高，一般不低于百千伏量级，平均电流幅值一般在2kA、持续时间一般在5ms内，够将低压长持续时间的第三雷电流分量成功引燃；四重连续时序的第四雷电流分量的主要作用是对被试品施加能够模拟自然环境的二次雷击，其工作电压较高，一般不低于百千伏量级，电流幅值一般在100kA、持续时间一般在500μs内。

本发明的OPGW雷击效应试验的第一雷电流分量采用带有耦合/去耦网络DCN的Crowbar回路，耦合/去耦网络DCN确保第一雷电流分量对被试品的精确施加以及对第二雷电流分量和第三雷电流分量进行的有效抑制和隔离；OPGW雷击直接效应试验的第二雷电流分量为带有耦合/去耦网络DCN的Crowbar回路或者RLC或者LC网络回路，第二耦合/去耦网络DCN能够隔离第一雷电流分量、第三雷电流分量的影响；OPGW雷击直接效应试验的第三雷电流分量为带有第三耦合/去耦网络DCN、输出直流电压不小于500V、幅值可调的低压直流大电流回路，通过三相整流和平波电感器实现直流电流的输出，第三耦合/去耦网络DCN确保第三雷电流分量对被试品的精确施加以及抑制第一雷电流分量、第二雷电流分量的电磁干扰和破坏。第四耦合/去耦网络DCN确保雷电流分量对被试品的能量精确施加，同时可以抑制第一雷电流分量、第二雷电流分量的干扰和破坏作用。

本发明的OPGW雷击效应试验的控制采用主控单元和可编程序逻辑控制器实现，可以实现第一测试回路中主开关和Crowbar开关之间、第二测试回路中的放电开关、第三测试回路、第四测试回路中的控制开关以及第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量之间时间间隔的预先设定和精确控制。

传统的试验方法无法模拟实际雷击对OPGW的冲击力、电磁力和电阻热效应，也无法模拟实际雷击的散流作用，致使测得的试验结果无法表征实际的雷击直接效应。本发明采用具有工作电压高(放电电压一般为百千伏左右或更高)且具有一定持续放电时间和电流幅值/能量的四重雷电流对带有作用间隙的OPGW进行试验，由于第一雷电流分量具有一定的很高的电流幅值和持续时间，使得第二中间雷电流分量能够成功引燃，第二中间雷电流分量具有较长的持续时间又能够成功引燃长持续时间、库仑量大的第三雷电流分量，而第四雷电流分量又能够模式雷击的长时间电流产生的热效应时二次雷击产生的冲击作用，真实模拟实际雷击对OPGW的雷击直接效应。

附图说明

图1为本发明的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置的结构框图。

图2a为传统试验雷击直接效应试验的作用方式；

图2b为本发明的OPGW四重连续时序雷击直接效应试验的作用方式。

图3为本发明的OPGW雷击直接效应试验的第一测试回路、第二测试回路、第三测试回路和第四测试回路的电路原理图。

图4为本发明的第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量波形示意图。

图5为本发明的控制系统组成结构图。

图6为本发明的测控管理系统运行流程。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，本发明提供的光纤复合架空地线雷击效应的四重连续时序试验装置，由第一雷电流发生回路、第二雷电流发生回路、第三雷电流发生回路和第四雷电流发生回路、第一耦合/去耦网络DCN、第二耦合/去耦网络DCN、第三耦合/去耦网络DCN、第四耦合/去耦网络DCN、被试品光纤复合地缆、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器、作用间隙、OPGW以及测控管理系统组成。测控单元主要由工业控制计算机、可编程逻辑控制器、专用控制电路和示波器组成。

四重连续时序的第一雷电流分量的主要作用是对被试品施加能够模拟自然环境直接雷电的幅值和能量，其工作电压较高，一般不低于百千伏量级，电流幅值一般在100-200kA、持续时间一般在500μs内、能够将作用间隙击穿导通并能够将第二雷电流分量成功引燃；

四重连续时序的第二雷电流分量的主要作用是对被试品施加能一个平均电流为2kA的中间分量，其工作电压一般也较高，一般不低于百千伏量级，平均电流幅值一般在2kA、持续时间一般在5ms内，够将低压长持续时间的第三雷电流分量成功引燃。

第四雷电流分量波形为单极性波，其放电电流峰值一般为100kA或者200kA，持续时间不大于500μs，第四测试回路具有放电电压高、放电电流大的特点，可以较为准确地模拟长持续时间雷击电流热效应后二次雷击产生的影响和破坏作用。

参见图1，第一耦合/去耦网络DCN的作用有两个：一是确保第一雷电流分量的能量能够施加到被试品OPGW上，另一方面又能够抑制后续第二雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量对第一测试回路的影响作用和第一测试回路对负载的分流影响；

第二耦合/去耦网络DCN的作用与耦合与第一去耦网络DCN的作用相似：一是确保第二雷电流分量能够精确施加到被试品OPGW上，另一方面抑制低压长持续时间的第三雷电流分量、第四雷电流分量对第二测试回路的影响作用或者第二测试回路对负载的分流影响；

第三耦合/去耦网络DCN的作用与耦合/去耦网络DCN1、DCN2的作用相似，一是确保第三雷电流分量能够施加到被试品OPGW上，另一方面又能够抑制第一雷电流分量、第二雷电流分量对第三电流分量发生回路的影响和破坏作用。

第四耦合/去耦网络DCN确保第四雷电流分量的能量能够施加到被试品OPGW上，又能够抑制后续第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量对第四测试回路的影响作用和第四测试回路对负载的分流影响。

参见图1，第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器的作用是分别对第一雷电流分量波形、第二雷电流分量波形、第三雷电流分量波形和第四雷电流分量波形进行准确的提取；作用间隙的作用是模拟实际雷击对被试品OPGW的作用情形。计算机测控系统的主要任务是控制发生器的工作、测量雷电流波形以及进行数据的分析和处理。

参见图2a～2b，本发明的OPGW四重连续不间断时序雷击直接效应试验方法与传统试验方法的不同在于能否对带有作用间隙的OPGW进行雷击直接效应试验，真实模式实际雷击对OPGW的作用过程。

图2a传统的试验方法由于雷电流分量为低压长持续时间电流源，由于输出电压低(大多采用24V-48V的电池供电)，根本无法对带有作用间隙的OPGW试品进行雷击直接效应试验，不得不将直流长持续时间电源通过电气连接固定连接在被试品上，这样的试验方法无法模拟实际雷击对OPGW的冲击力、电磁力和电阻热效应，也无法模拟实际雷击的散流作用，致使测得的试验结果无法表征实际的雷击直接效应。

图2b的试验方法采用具有工作电压高(放电电压一般为百千伏左右或更高)且具有一定持续放电时间和电流幅值/能量的四重雷电流对带有作用间隙的OPGW进行试验，由于第一雷电流分量具有一定的很高的电流幅值和持续时间，使得第二中间雷电流分量能够成功引燃，第二中间雷电流分量具有较长的持续时间又能够成功引燃长持续时间、库仑量大的第三雷电流分量，而雷电流分量4又能够模式雷击的长时间电流产生的热效应时二次雷击产生的冲击作用，真实模拟实际雷击对OPGW的雷击直接效应。

参见图3，本发明的OPGW雷击效应试验包括第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量发生回路，其中第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量均采用高效Crowbar回路，回路中包含放电两个开关：主开关和Crowbar开关。

第一测试回路由储能电容、形成电感、主开关、Crowbar开关和电流传感器。第二测试回路放电回路中包含放电两个开关——主开关和Crowbar开关。第一测试回路发生回路由储能电容、形成电感、主开关、Crowbar开关和测量单元组成；第三测试回路通过将交流电压进行全桥整流、平波而得到带载能力强、输出电压基本恒定的直流电源。第四测试回路由储能电容、形成电感、主开关、Crowbar开关和测量组成。

参见图3，第一测试回路(第一雷电流分量发生回路)的充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端与储能电容的一端和主开关的一端电气连接，主开关的另一端与形成电感的一端和开关crowbar的一端相连，形成电感的另一端与耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和crowbar开关的另一端相连并连接到电流传感器的一端，测量的另一端接地；

第二测试回路的充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端与储能电容的一端和主开关的一端电气连接，主开关的另一端与形成电感的一端和crowbar开关的一端相连，形成电感的另一端与耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和crowbar开关的另一端相连并连接到电流传感器的一端，测量的另一端接地；

第三测试回路的变压器的输入端接380V供电电源，其输出端接全桥整流模块，全桥整流模块的输出的高压端与平波电抗器的一端连接，平波电抗器的另一端接主开关的一端，主开关的另一端接耦合/去耦网络的一端，全桥整流模块的输出的低压端接电流测量传感器，电流测量传感器的另一端接地；

所述的第四测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和Crowbar开关的另一端相连，并与第四电流传感器的一端相连接，第四电流传感器的一端还接地。

第一、第二、第三、第四耦合/去耦网络DCN的另一端全都连接在一起并与作用间隙的一端连接，作用间隙的另一端接光纤复合架空地缆OPGW的一端，光纤复合架空地缆OPGW的另一端接地。

参见图3、图4，第一雷电流分量的波形为单极性波，其放电电流峰值一般为100kA或者200kA，持续时间不大于500μs；第二雷电流分量的波形为单极性波，其平均放电电流不小于2kA，电荷量不小于10C，持续时间不大于5ms，除了持续时间不能太短外，其他的雷电参数也可以适当变化。长持续时间第三雷电流分量发生回路是一持续时间较长的直流电流源，其电流幅值、电荷量和持续时间满足直流电流幅值100-400A(可调)，电荷量50-200C(可调)，持续时间0.5s内可调。第四雷电流分量的波形为单极性波，其放电电流峰值一般为100kA，持续时间不大于500μs。

第一雷电流分量发生回路具有放电电压高、放电电流大的特点，可以对带有一定作用间隙的光纤复合架空地线进行初始能量的施加并确保后续中间第二雷电流分量的有效引燃；第二雷电流分量具有工作电压高、放电时间长的特点，可以成功引燃后续低压长持续时间的第三雷电流分量。第四雷电流分量波形为单极性波，其放电电流峰值一般为100kA或者200kA，持续时间不大于500μs，具有放电电压高、放电电流大的特点，可以较为准确地模拟长持续时间雷击电流热效应后二次雷击产生的影响和破坏作用。

参见图3，本发明的OPGW雷击效应试验包括第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量发生回路均带有耦合/去耦网络，其中第一耦合/去耦网络DCN的作用是确保第一雷电流分量对被试品的精确施加以及对第二雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量的有效隔离，防止第二雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量对第一测试回路的影响与破坏作用；

第二耦合/去耦网络DCN的作用是确保第二雷电流分量对被试品的精确施加以及抑制第一雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量的影响和破坏；第三耦合/去耦网络DCN的作用是确保第三雷电流分量对被试品的精确施加以及抑制第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量的影响和破坏。从这层意义上讲，第三耦合去耦网路DCN实质上就是一低通滤波器或逆向滤波器。

第四耦合/去耦网络DCN的作用是确保第四雷电流分量对被试品的精确施加以及对第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量的有效隔离，防止第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量对第四测试回路的影响与破坏作用；

第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量的耦合/去耦网络一般可以用放电间隙、电容、电阻或其组合完成；第三雷电流分量的耦合/去耦网络可以是电感、电容组成的低通网络，或者由电感、保护元件组成的低通网络。

参见图5，本发明的光纤复合架空地线四重雷击直击效应试验的测控单元分为控制单元和测量单元。控制单元的结构是由主控制单元(工业控制计算机)、可编程逻辑控制器、微型计算机处理单元、光隔离模块和高压触发模块组成；测量单元由工业控制计算机和示波器组成。

控制单元的工作原理描述如下：

主控制单元(工业控制计算机)的主要作用是进行试验参数设置、试验模式的时序控制、试验状态的控制和在线显示。试验参数可以在工业控制计算机的测控软件界面上设置试验参数，包括第一雷电流分量发生回路的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；第二雷电流分量发生回路的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离，第四雷电流分量发生回路的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离，以及第一雷电流分量发生回路、第二雷电流分量发生回路、第三雷电流分量发生回路和第四雷电流分量发生回路的作用时刻和四重雷电流发生回路之间的时间间隔等；试验状态控制和显示主要包括四重雷电流发生回路充电电源的接通/断开、充电电压的升高/降低、发生回路的放电及试验过程中的紧急停止等等。

可编程序逻辑控制器的作用是在接收到进行试验模式的时序控制执行，包括：

①第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量发生回路充电单元的的控制，主要包含高压的通/断、高压的升/降。

②第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量发生回路的放电开关的调整及控制，主要包括主开关的间隙距离的调整，使得主开关的间隙距离可以随着预置放电电压的变化而自动调整。

③第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量发生回路的主开关的手动和自动控制，系统初始储存的能量会通过波形形成元器件释放，产生预期设计的雷电流分量波形。

④第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量发生回路中储能电容的安全泄放控制，当系统运行过程出现故障或停止试验时，储能电容元件上的电磁场能量必须全部泄放，以免操作人员进入实验区时违规触摸而发生意外事故。

⑤长持续时间第三雷电流分量的投入/切除控制等。

微型计算机处理单元的主要作用主要包括以下几个方面：

①进行光纤复合架空地线雷击效应试验的第一雷电流分量发生回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

②进行光纤复合架空地线雷击效应试验的第二雷电流分量发生回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

③进行光纤复合架空地线雷击效应试验的第四雷电流分量发生回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

④进行雷击效应试验的第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量之间时序的精确控制；

⑤进行第三雷电流分量的投入和切除控制。

测量单元的工作原理描述如下：

(1)在工业控制计算机的测控软件界面上设置与测量相关的试验参数，包括第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器的刻度因数、需要试验的第一雷电流分量幅值预期值、第二雷电流分量幅值预期值、第三电流分量、第四雷电流分量的幅值预期值以及示波器的工作方式。

(2)第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四电流分量的电流波形通过第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器提取输入到示波器中，当工业控制计算机接收到雷电流分量发生回路的放电指令后，工业控制计算机通过光网口读取示波器的测量波形数据，然后进行试验数据的分析和屏幕输出显示。

参见图6，本发明的光纤复合架空地线雷击效应试验的测控流程是：

1)打开OPGW雷击直接效应试验的主回路、微型计算机处理单元、可编程逻辑控制器及计算机测控管理系统的供电电源。

2)启动计算机测控管理管理系统的运行程序。

3)在计算机测控管理程序的人机交互界面上设置光纤复合架空地线四重雷击直接效应试验的时序控制参数，包括第一雷电流分量发生回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数，第二雷电流分量发生回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制，第四雷电流分量发生回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数，第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量以及第四雷电流分量之间的时序控制参数以及第三雷电流分量的作用时间。然后在计算机测控管理程序的人机交互界面上点击“确定”，将所有的控制参数传输至微型计算机控制处理单元。

4)在计算机测控管理程序的人机交互界面上设定第一雷电流分量发生回路的充电电压、放电电压、以及第一雷电流引发分量发生回路中主开关的间隙距离，点击放电开关“调整”按钮，控制系统将根据设置的放电电压的大小将开关电极距离调整至适当位置。

5)在计算机测控管理程序的人机交互界面上设定第二雷电流分量发生回路的充电电压、放电电压、以及第二雷电流分量发生回路中主放电开关的间隙距离，点击放电开关“调整”按钮，控制系统将根据设置的放电电压的大小将开关电极距离调整至适当位置。

6)按“高压通”接通充电电源，对光纤复合架空地线雷击效应试验的第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量发生回路进行充电，当微型计算机处理单元检测到发生回路中储能电容的充电电压均大于或等于预先设置的放电电压时，微型计算机控制处理单元将会输出第一个控制脉冲。

7)微型计算机控制处理单元首先将第一个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到一路高压触发模块控制端，控制第1路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第一雷电流分量发生器的主放电开关1的触发回路中，触发回路工作并使第一雷电流分量发生回路的主放电开关触发导通。

8)从微型计算机控制处理单元接收到第一个控制信号输出起，微型计算机处理单元进入定时状态，当定时时间满足预先设置的第一雷电流分量的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型计算机控制处理单元输出第二个控制信号，经过光隔离模块到达第2路路高压触发模块控制端，控制第2路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第一雷电流分量发生器的Crowbar放电开关的触发回路中，触发回路工作并使第一雷电流分量发生回路的Crowbar放电开关触发导通；

9)同理，当定时时间满足预先设置的第一雷电流分量与第二雷电流分量之间的时间间隔时，微型计算机控制电源输出第三个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到一路高压触发模块控制端，控制第3路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第二雷电流分量发生回路的主放电开关的触发回路中，触发回路工作并使第二雷电流分量发生回路的主放电开关触发导通；当定时时间满足预先设置的第二雷电流分量的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型计算机控制处理单元输出第四个控制信号，经过光隔离模块到达第4路路高压触发模块控制端，控制第4路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第二雷电流分量发生器的Crowbar放电开关的触发回路中，触发回路工作并使第二雷电流分量发生回路的Crowbar放电开关触发导通。

当定时时间满足预先设置的第二雷电流分量与长持续时间第三雷电流分量之间的时序控制参数时，微型计算机控制处理单元输出第5个控制信号，经过光隔离模块到达第5路触发控制模块控制端，控制第5路控制模块动作并输出控制信号使长持续时间雷电流注入分量发生回路的开关闭合，雷电流注入分量施加到被试品OPGW上；当第三雷电流注入分量发生回路的开关闭合时间满足预先设定的第三雷电流分量的作用时间时，微型计算机控制处理单元输出控制信号使第三雷电流分量发生回路的开关断开。

10)当定时时间满足预先设置的第三雷电流分量与第四雷电流分量之间的时间间隔时，微型处理单元控制电源输出第6个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到一路高压触发模块控制端，控制第6路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第四雷电流分量发生回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第四雷电流分量发生回路的主开关触发导通；

当定时时间满足预先设置的第四雷电流分量回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型控制处理单元输出第7个控制信号，经过光隔离模块到达第7路路高压触发模块控制端，控制第7路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第四雷电流分量发生回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第四雷电流分量发生回路的Crowbar开关触发导通；

这样第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量就依次连续不间断地施加在被试验对象光纤复合架空地线上。

11)计算机测控管理系统对雷击直接效应试验的数据进行处理，在线显示第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量的波形参数和试验波形，并将试验数据和波形储存在计算机中，以备历史数据查询和报表输出，OPGW的一次雷击直接效应试验过程完成。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，被试品光纤复合地缆通过作用间隙分别与并联在测控管理系统之间的四重测试回路相连接；

第一测试回路向作用间隙输出电压大于100kV、电流峰值100kA～200kA、持续时间不大于500μs的第一雷电流分量，其包括依次相连接的第一雷电流发生回路、第一耦合/去耦网络DCN和第一电流传感器；第一雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

第二测试回路向作用间隙输出电荷量不小于10C、平均放电电流不小于2kA、持续时间2～5ms的第二雷电流分量，其包括依次相连接的第二雷电流发生回路、第二耦合/去耦网络DCN和第二电流传感器；第二雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

第三测试回路向作用间隙输出直流电流幅值100～400A、电荷量50～200C、持续时间0.25～1s的第三雷电流分量，其包括依次相连接的第三雷电流发生回路、第三耦合/去耦网络DCN和第三电流传感器；第三雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

第四测试回路向作用间隙输出电压大于100kV、电流峰值100kA～200kA、持续时间不大于500μs的第四雷电流分量，其包括依次相连接的第四雷电流发生回路、第四耦合/去耦网络DCN和第四电流传感器；第四雷电流发生回路包括充电单元、放电单元和波形形成单元；

所述的测控管理系统控制四重测试回路的时序参数，其包括控制单元和测量单元；控制单元包括主控单元以及分别与其相连接的可编程序逻辑控制器和微型处理单元，测量单元包括与主控单元相连接的示波器；可编程序逻辑控制器分别与四重测试回路的充电单元和放电单元相连接；微型处理单元分别通过光电隔离模块、高压触发模块与四重测试回路的开关相连接；示波器分别与四重测试回路的电流传感器相连接；

所述的测控管理系统通过主控单元控制四重测试回路的时序参数，其包括：

第一测试回路中的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；

第二测试回路中的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；

第四测试回路中的放电电压、主开关和Crowbar开关之间的放电间隔、主开关放电球隙之间的距离；以及第一测试回路、第二测试回路、第三测试回路和第四测试回路的作用时刻、四重雷电流发生回路之间的时间间隔；

主控单元还进行以下参数的设置：四重雷电流发生回路中充电单元的接通/断开、充电电压的升高/降低、测试回路的放电及试验过程中的紧急停止。

2.如权利要求1所述的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，所述的第一雷电流分量是对被试品施加能够模拟自然环境直接雷电的幅值和能量，能够将作用间隙击穿导通并能够将第二雷电流分量成功引燃；

第二雷电流分量是对被试品施加一个中间分量电流，工作电压不低于百千伏量级，能够将第三雷电流分量成功引燃；

第三雷电流分量是输出电压基本恒定的直流电流；

第四雷电流分量是对被试品施加能够模拟长持续时间雷击电流热效应后二次雷击的幅值和能量。

3.如权利要求1所述的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，所述的第一测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和Crowbar开关的另一端相连，并与第一电流传感器的一端相连接，第一电流传感器的一端还接地；

第二测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和crowbar开关的另一端相连，并与第二电流传感器的一端相连接，第二电流传感器的一端还接地；

第三测试回路包括输入端接380V供电电源的变压器，变压器的输出端接全桥整流模块，全桥整流模块的输出的高压端与平波电抗器的一端连接，平波电抗器的另一端接主开关的一端，主开关的另一端接第三耦合/去耦网络DCN的一端，全桥整流模块的输出的低压端接第三电流测量传感器，第三电流测量传感器的一端还接地；

所述的第四测试回路包括充电电阻、储能电容、形成电感、主开关和Crowbar开关，充电电阻的一端接直流高压直流电源，另一端分别与储能电容的一端、主开关的一端电气连接；主开关的另一端与形成电感的一端、Crowbar开关的一端相连；形成电感的另一端与第一耦合/去耦网络的一端口连接，储能电容的另一端和Crowbar开关的另一端相连，并与第四电流传感器的一端相连接，第四电流传感器的一端还接地；

第一耦合/去耦网络DCN、第二耦合/去耦网络DCN、第三耦合/去耦网络DCN、第四耦合/去耦网络DCN的另一端连接在一起，并与作用间隙的一端连接，作用间隙的另一端接光纤复合架空地缆的一端，光纤复合架空地缆的另一端接地。

4.如权利要求1所述的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，所述的第一耦合/去耦网络DCN确保第一雷电流分量对被试品的精确施加，防止第二雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量对第一测试回路的影响与破坏；其由放电间隙、电容、电阻或其组合构成；

所述的第二耦合/去耦网络DCN的作用是确保第二雷电流分量对被试品的精确施加以及抑制第一雷电流分量、第三雷电流分量、第四雷电流分量的影响和破坏；其由放电间隙、电容、电阻或其组合构成；

所述的第三耦合/去耦网络DCN的确保第三雷电流分量对被试品的精确施加，防止第一雷电流分量、第二雷电流分量、第四雷电流分量对第三测试回路的影响与破坏；其为低通滤波器或逆向滤波器；

所述的第四耦合/去耦网络DCN确保第四雷电流分量对被试品的精确施加，防止第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量对第四测试回路的影响与破坏；其由放电间隙、电容、电阻或其组合构成。

5.如权利要求1所述的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，所述的可编程序逻辑控制器在接收控制单元指令后，进行试验模式的时序控制执行：

①第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中充电单元的的控制，包含高压的通/断、高压的升/降；

②第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中的放电开关的调整及控制，包括主开关的间隙距离的调整，使得主开关的间隙距离随着预置放电电压的变化而调整；

③第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中的主开关的手动和自动控制，初始储存的能量会通过波形形成元器件释放，产生预期设计的雷电流分量波形；

④第一测试回路、第二测试回路、第四测试回路中的储能电容的安全泄放控制，当系统运行过程出现故障或停止试验时，储能电容元件上的电磁场能量必须全部泄放；

⑤第三测试回路的投入/切除控制。

6.如权利要求1所述的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，所述的微型处理单元的控制包括：

①第一测试回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

②第二测试回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

③第四测试回路中主开关与Crowbar开关之间放电时序的精确控制；

④第一测试回路、第二测试回路、第三测试回路、第四测试回路之间时序的精确控制；

⑤第三测试回路的投入和切除控制。

7.如权利要求1所述的光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置，其特征在于，所述的测量单元的控制为：

通过主控单元设置与测量相关的试验参数，包括第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器的刻度因数，第一雷电流分量幅值预期值、第二雷电流分量幅值预期值、第三雷电流分量的幅值预期值、第四雷电流分量幅值预期值以及示波器的工作方式；

第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量的电流波形分别通过第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器提取输入到示波器中，当主控单元接收到雷电流分量发生回路的放电指令后，主控单元读取示波器的测量波形数据，进行试验数据的分析和屏幕显示。

8.权利要求1所述光纤复合架空地线四重连续时序雷击直接效应的试验装置的雷击效应试验方法，其特征在于，包括以下操作：

1)被试品连接就绪后开机，通过主控单元设置光纤复合架空地线四重雷击直接效应试验的时序控制参数，并将所有的控制参数传输至微型处理单元；

2)通过主控单元设置第一测试回路的充电电压、放电电压、以及第一雷电流引发分量发生回路中主放电开关的间隙距离，可编程序逻辑控制器根据设置的放电电压的大小调整开关电极距离；

通过主控单元设置第二测试回路的充电电压、放电电压、以及第二雷电流引发分量发生回路中主放电开关的间隙距离，可编程序逻辑控制器根据设置的放电电压的大小调整开关电极距离；

3)接通充电电源，对光纤复合架空地线雷击效应试验的第一测试回路、第二测试回路进行充电，当微型处理单元检测到第一测试回路、第二测试回路中储能电容的充电电压均大于或等于预先设置的放电电压时，微型处理单元将会输出第一个控制脉冲；

4)微型处理单元第一个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到第一路高压触发模块控制端，控制其动作并输出一路控制脉冲至第一测试回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第一测试回路的主开关触发导通；

从微型控制处理单元接收到第一个控制信号输出起，微型处理单元进入定时状态，当定时时间满足预先设置的第一测试回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第二个控制信号，经过光隔离模块到达第二路高压触发模块控制端，控制第二路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第一测试回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第一测试回路的Crowbar开关触发导通；

5)当定时时间满足预先设置的第一测试回路与第二测试回路之间的时间间隔时，微型控制单元输出第三个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到第三路高压触发模块控制端，控制第三路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第二测试回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第二测试回路的主开关触发导通；当定时时间满足预先设置的第二测试回路的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第四个控制信号，经过光隔离模块到达第四路高压触发模块控制端，控制第四路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第二测试回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第二测试回路的Crowbar开关触发导通；

6)当定时时间满足预先设置的第二雷电流分量与第三雷电流分量之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第五个控制信号，经过光隔离模块到达第五路触发控制模块控制端，控制第五路控制模块动作并输出控制信号使第三测试回路的开关闭合，第三雷电流分量施加到被试品上；当第三测试回路的开关闭合时间满足预先设定的第三雷电流分量的作用时间时，微型处理单元输出控制信号使第三测试回路发生回路的开关断开；

7)当定时时间满足预先设置的第三雷电流分量与第四雷电流分量之间的时间间隔时，微型处理单元输出第六个控制信号输出到光隔离模块，通过光隔离模块输出到第六路高压触发模块控制端，控制第六路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第四测试回路的主开关的触发回路中，触发回路工作并使第四测试回路的主开关触发导通；当定时时间满足预先设置的第四雷电流分量的主开关与Crowbar开关之间的时序控制参数时，微型处理单元输出第七个控制信号，经过光隔离模块到达第七路高压触发模块控制端，控制第七路高压触发模块动作并输出一路控制脉冲至第四测试回路的Crowbar开关的触发回路中，触发回路工作并使第四测试回路的Crowbar开关触发导通；

使得第一雷电流分量、第二雷电流分量、第三雷电流分量和第四雷电流分量就依次、不间断的施加在被试对象光纤复合架空地线上，第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器将检测结果提取输入到示波器中，主控单元读取示波器的测量波形数据，进行试验数据的分析和屏幕显示。

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