CN112379137A - 一种直流静电高压发生器及其试验应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流静电高压发生器及其试验应用，该发生器包括：变压器，变压器连接线，本体底座，倍压电容器，滤波电容器，均压帽，长硅堆，短硅堆，保护电阻，屏蔽罩，接地开关，放电开关，分压器，输电线，电源装置，电源输入端，电容柱，电阻柱，开关柱，支撑架，高压输电线，定滑轮，吊绳，顶部电机，导轨，放电电极，拉绳，底部电，可用于飞机燃油系统静电放电试验和复合材料静电耐压试验。本发明能提供占用空间较小，性能稳定且过程可控的试验方法，从而节约维护成本，减少试验人员的体力工作，降低人为因素对试验过程的影响，进而保证试验质量，缩短试验周期，节约试验成本。

Description

一种直流静电高压发生器及其试验应用

技术领域

本发明涉及直流电压发生器领域，具体涉及一种直流静电高压发生器，适用于需要高直流电压源的静电放电试验和静电耐压试验。

背景技术

传统直流电压发生器装置具有幅值高，稳压性能好等优点，通过多级倍压整流后输出稳定的直流高压，幅值调节范围广，可应用于各种高压静电场合。但传统装置较高，占用空间大，不可移动，维护过程安全隐患较多。对于静电试验，传统直流电压发生器仅提供了试验用的直流静电高压电源，而没有提供自动化、过程可控的试验方法，从而增加人为因素影响试验质量，使试验结果产生较大的误差。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种直流静电高压发生器及其试验应用，以期能实现占用空间较小，性能稳定，且过程可控的自动化试验方法，从而节约维护成本，减少试验人员的体力工作，降低人为因素对试验过程的影响，进而保证试验质量，缩短试验周期，节约试验成本。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种直流静电高压发生器的特点包括：变压器，变压器连接线，本体底座，倍压电容器，滤波电容器，均压帽，长硅堆，短硅堆，保护电阻，屏蔽罩，接地开关，放电开关，分压器，输电线，电源装置，电源输入端，电容柱，电阻柱，开关柱，支撑架，高压输电线，定滑轮，吊绳，顶部电机，导轨，放电电极，拉绳，底部电机；

在所述本体底座上分别设置电容柱、电阻柱，两个开关柱，在所述电容柱上通过第一均压帽设置有初级倍压电容器，在所述电阻柱上通过另一个第一均压帽设置有次级倍压电容器，在所述次级倍压电容器的一侧两个开关柱上分别设置有接地开关，放电开关；在两个倍压电容器的顶部分别通过第二均压帽连接有滤波电容器，在所述滤波电容器的顶部设置有第三均压帽；从次级倍压电容器底部的第一均压帽开始，按照初级倍压电容器上的第二均压帽的极性，将两者相连，若极性相同，则利用短硅堆将第一均压帽与第二均压帽相连，若极性不同，则利用长硅堆将第一均压帽与第二均压帽相连；同理，将初级倍压电容器的第二均压帽与次级倍压电容器的第二均压帽相连，将次级倍压电容器的第二均压帽与初级倍压电容器的第三均压帽相连，初级倍压电容器的第三均压帽与次级倍压电容器的第三均压帽相连；

在所述次级倍压电容器上第三均压帽的顶部设置有保护电阻；接地开关，放电开关的顶部分别设置有分压器，在所述保护电阻与两个分压器的顶部通过支撑架设置有屏蔽罩；

所述初级倍压电容器的一侧通过变压器连接线连接有所述变压器，所述变压器的一侧通过输电线连接有电源装置，在所述电源装置上设置有电源输入端；

在放电开关的侧壁上与高压输电线的一端相连，所述高压输电线的另一端与放电电极相连，且所述放电电极与拉绳的一端固定，所述拉绳绕过定滑轮与底部电机连接，所述定滑轮与吊绳的一端连接，所述吊绳的另一端与顶部电机连接，所述顶部电机能在滑轨上滑动；

当所述电源装置导通且所述接地开关断开时，所述变压器通过输电线接入市电并进行放大处理，得到k倍可调的市电电压，由所述长硅堆与短硅堆将所述k倍可调的市电电压转变为直流电并经过所述滤波电容器的过滤后，提供给所述初级倍压电容器和次级倍压电容器进行充电，并以所述初级倍压电容器两端的电压与次级倍压电容器两端的电压之和作为所述直流静电高压发生器的输出电压；并由所述分压器对所述输出电压进行测量；从而实现直流静电高压发生器的充电过程。

本发明所述的直流静电高压发生器的飞机燃油系统静电放电试验的特点是按如下步骤进行：

步骤1：确定试验位置点；

若试验件为包含电气设备的燃油系统，则以输油管的输油口处为试验位置点；

若试验件为不包含电气设备的油箱，则以加油口盖为试验位置点；

步骤2：试验前准备；

若试验件为所述燃油系统，则在燃油系统的加油吊舱及输油管内充满氮气，用于排尽残余燃油及燃油蒸汽；

若试验件为油箱，则向油箱内充满一定比例混合的氢气、氧气、氩气，并在充满后保持密封状态；

将试验件按照装机状态接地后放置于所述放电电极所设定的覆盖范围内；

步骤3：试验前根据试验标准或产品需求确定试验件的最大耐受静电电压值U，并作为目标电压值；

步骤4：确认所述试验位置点在水平方向的位置，从而控制顶部电机使之在滑轨上移动，进而通过所述定滑轮调节所述放电电极的位置，使所述放电电极位于试验位置点的正上方后，锁定顶部电机在滑轨上的相对位置；

步骤5：控制所述顶部电机和底部电机转动，从而调整所述吊绳和拉绳的长度，进而使所述放电电极从初始高度H开始向所述试验位置点的距离靠近，然后使顶部电机抱闸，从而固定定滑轮的高度，使得所述放电电极对准试验件的试验位置点；

步骤6：所述直流静电高压发生器进行充电，当所述分压器测得的输出电压压等于目标电压值U时完成充电，控制所述放电开关闭合；

若试验件为所述燃油系统，则控制所述底部电机匀速缓慢转动，使得所述拉绳的长度随之匀速伸长，进而使得所述放电电极匀速靠近直至接触到所述试验件为止，再控制所述底部电机反转，并使得所述放电电极离开所述试验件的试验位置点，如此反复接触若干次后最终完成放电；

若试验件为所述油箱，则控制所述底部电机匀速缓慢转动，使得所述拉绳的长度随之匀速伸长，进而使得所述放电电极匀速靠近直至接触到所述试验件为止；

步骤7：试验现象与结论；

若试验件为所述燃油系统，则判断电气设备状态是否稳定，若稳定，则表示燃油系统的静电防护性能合格，否则，表示燃油系统静电防护性能不合格；

若试验件为所述油箱，则判断油箱内的混合气体在放电过程中是否出现爆炸现象，若出现爆炸现象，则表示油箱的静电防护性能不合格，否则，表示油箱的静电防护性能合格；

步骤8：恢复所述放电电极到初始高度H；闭合接地开关，断开放电开关，调节所述变压器的线圈匝数，使直流静电高压发生器的输出电压为0。

本发明所述的直流静电高压发生器的复合材料静电耐压试验的特点是按如下步骤进行：

步骤1：若试验件是由单一复合材料制成的正方形板材，则以试验件的中心区域为试验位置点，若试验件是由金属材料和复合材料制成的正方形板材，则以两种材料拼接处的中心区域为试验位置点；

步骤2：将环氧筒放置于所述放电电极所设定的覆盖范围内，将铝板放在所述环氧筒正上方，将所述铝板依次连接电流表、保护电阻和接地线；

步骤3：测量试验件的电阻值是否在设定的范围内，若测得的电阻值在所设定的范围内，则按步骤4操作；若测得的电阻值不在所设定的范围内，则更换试验件，直到测得的电阻值在所设定的范围内为止；

步骤4：拆除所述放电电极，并将试验件挂在拉绳上，使试验件的底边与地面平行，并将高压输电线与试验位置点固定；

步骤5：控制所述顶部电机在滑轨上移动，从而控制试验件随之移动，使试验件位于所述铝板的正上方后，锁定所述顶部电机在滑轨上的相对位置；

控制所述顶部电机和底部电机转动，从而调整所述吊绳和拉绳的长度，使试验件与铝板保持一定距离；

步骤6：根据产品要求确定试验件的最大静电耐压值U₁；

步骤7：利用变压器对直流静电高压发生器进行充电，使得其输出电压为10％U₁；将所述放电开关闭合后，读取电流表的读数；

步骤8：判断直流静电高压发生器的输出电压≥U₁或电流表读数＞0是否成立，若成立，则表示试验件的静电耐压值在当前输出电压值U₂的附近，执行步骤9，否则，将10％U₁+Δ赋值给10％U₁后返回步骤7顺序执行；Δ表示所增加的电压值，且为3％U₁～5％U₁之间的随机值；

步骤9：若U₂＜U₁，则表示试验件静电耐压值不达标，否则，表示试验件静电耐压值达标；

步骤10：闭合接地开关，断开放电开关，调节所述变压器的线圈匝数，使得直流静电高压发生器的输出电压为0。

与现有技术相比，本发明的技术效果如下：

1.本发明采用输出稳定、过载能力高、维护成本低、安装方便、可移动的直流静电高压发生器，并提供了自动化试验方法，减少了试验人员的体力工作，降低了人为因素对试验过程的影响，进而保证了试验质量，缩短了试验周期，节约了试验成本。

2.本发明在电容器两端采用表面圆滑的大弧度防锈铝合金法兰可有效改善局部电场，外壳为环氧绝缘管，绝缘管设计为伞裙结构，伞裙材料选择硅橡胶，伞裙结构采用大小伞结构，能够耐受湿度较大的试验环境，增加了爬电距离，保证了直流静电高压发生器的稳定性，降低了直流静电高压发生器的高度。

3.本发明对高压整流硅堆采取了强制阻容均压方式，保证了高压硅堆的安全运行，提高了系统对过载电流的耐受能力，克服了直流静电高压发生器过载而中断试验过程的问题，从而保证了试验质量与周期。

4.本发明开关由多级开关串联组成，驱动装置固定在本体底座上，开关可自动控制，也可手动控制，开关的外壳为环氧绝缘管，环氧管采用多节环氧螺栓连接，外表喷涂高性能绝缘漆，两端采用表面圆滑的防锈铝合金法兰，拆卸时不需借助大型机械，一定程度上克服了直流静电高压发生器拆卸困难维护难的问题，降低了维护成本。

5.本发明的本体底座由型钢制作，具有较高的刚度和强度，本体底座自身较重，使直流静电高压发生器的重心较低，在维护过程中可以自上而下进行拆卸，安全可靠，提高了维护的安全性。

6.本发明的电源装置采用最新PWM脉宽调制技术和大功率IGBT器件，采用闭环负反馈，保护措施采用特殊屏蔽、隔离和接地等实现高品质供电电源输出，提高了直流静电高压发生器的性能

7.本发明采用可沿导轨移动的顶部电机和固定于地面的底部电机控制放电电极的位置与高度，顶部电机与放电电极的连接部分采用足够长的绝缘细绳和定滑轮，减少了漏电的风险，降低了放电电极移动时所受的阻力，从而实现了放电电极的匀速放电过程，也实现了放电电极的自动化移动，减少了人为因素对试验的误差，保证了试验质量。

8.本发明采用的底部电机和顶部电机为伺服电机，可记录拉绳与吊绳的初始位置和位移量，可实时计算放电电极的位置坐标，配合放电开关，实现了放电电极的自动化控制，提高了试验效率，缩短了试验周期。对于复合材料静电耐压试验，同样可按上述原理实现放电电极的自动化控制。

附图说明

图1为本发明直流静电高压发生器结构示意图；

图2为本发明直流静电高压发生器三维示意图；

图3为本发明复合材料静电耐压试验示意图；

图4为已有技术的主回路电路图；

图5为已有技术的硅堆均压原理图；

图中标号：1、变压器；2、变压器连接线；3、本体底座；4、倍压电容器；5、滤波电容器；6、均压帽；7、长硅堆；8、短硅堆；9、保护电阻；10、屏蔽罩；11、开关；12、分压器；13、输电线；14、电源装置；15、电源输入端；16、电容柱；17、电阻柱；18、开关柱；19、支撑架；20、高压输电线；21、定滑轮；22、吊绳；23、顶部电机；24、导轨；25、放电电极；26、拉绳；27、底部电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的说明。

本实施例中，如图1所示，一种直流静电高压发生器的额定电压为±400kV，额定电流为±30mA，主要包括：变压器1，变压器连接线2，本体底座3，倍压电容器4，滤波电容器5，均压帽6，长硅堆7，短硅堆8，保护电阻9，屏蔽罩10，接地开关11a，放电开关11b，分压器12，输电线13，电源装置14，电源输入端15，电容柱16，电阻柱17，开关柱18，支撑架19，高压输电线20，定滑轮21，吊绳22，顶部电机23，导轨24，放电电极25，拉绳26，底部电机27。

在本体底座3上分别设置电容柱16、电阻柱17，两个开关柱18，在电容柱16上通过第一均压帽设置有初级倍压电容器4a，在电阻柱17上通过另一个第一均压帽设置有次级倍压电容器4b，在次级倍压电容器4b的一侧两个开关柱18上分别设置有接地开关11a，放电开关11b；如图1和图2所示，本体底座3安装有4个万向轮，4个可升降支架，本体底座3总体尺寸为长3.1m，宽0.7m，高0.4m；在两个倍压电容器的顶部分别通过第二均压帽连接有滤波电容器5，在滤波电容器5的顶部设置有第三均压帽，倍压电容器4和滤波电容器5的两端采用表面圆滑的大弧度防锈铝合金法兰，外壳为环氧绝缘管，绝缘管设计为伞裙结构，外表喷涂高性能绝缘漆，倍压电容器C₁＝0.2μF，滤波电容器C₂＝0.1μF。长硅堆7和短硅堆8的额定反峰电压为200kV，额定电流：30mA，0.01s内过载电流可达20倍额定电流；从次级倍压电容器4b底部的第一均压帽开始，按照初级倍压电容器4a上的第二均压帽的极性，将两者相连，若极性相同，则利用短硅堆8将第一均压帽与第二均压帽相连，若极性不同，则利用长硅堆7将第一均压帽与第二均压帽相连；同理，将初级倍压电容器4a的第二均压帽与次级倍压电容器4b的第二均压帽相连，将次级倍压电容器4b的第二均压帽与初级倍压电容器4a的第三均压帽6相连，初级倍压电容器4a的第三均压帽6与次级倍压电容器4b的第三均压帽相连；图5是已有技术的硅堆均压原理图，长硅堆7和短硅堆8电压分布不均匀系数＜1％。

在次级倍压电容器4b上第三均压帽的顶部设置有保护电阻9，保护电阻9的阻值约为12kΩ，采用温度系数低、阻值稳定的镍铬丝制作；接地开关11a，放电开关11b的顶部分别设置有分压器12，在保护电阻9与两个分压器12的顶部通过支撑架19设置有屏蔽罩10；分压器12为电阻型分压器，耐受电压为±400kV，高压臂的电阻值为800MΩ，温度系数＜200ppm/℃；屏蔽罩10设计为双环结构，采用防锈铝合金加工制成，表面最大场强为15kV/cm，屏蔽罩10距离地面2.7m。

初级倍压电容器4a的一侧通过变压器连接线2连接有变压器1，变压器1的一侧通过输电线13连接有电源装置14，在电源装置14上设置有电源输入端15；变压器1采用最新PWM脉宽调制技术和大功率IGBT器件，电压调节精度为0.1％，输入电压为220V，输入频率为50Hz，输出电压为20kV，输出频率为40kHz，冷却方式为干式自冷，在额定电压下允许运行60min，在80％额定电压下允许连续运行，变压器绕组温升≤65K，油面温升≤55K。

在放电开关11b的侧壁上与高压输电线20的一端相连，高压输电线20的另一端与放电电极25相连，且放电电极25与拉绳26的一端固定，拉绳26绕过定滑轮21与底部电机27连接，定滑轮21与吊绳22的一端连接，吊绳22的另一端与顶部电机23连接，顶部电机23能在滑轨24上滑动；顶部电机23和底部电机27采用伺服电机，需配套减速机和编码器，顶部电机23的额定功率为750W，底部电机27的额定功率为500W，吊绳与拉绳的最低移动速度为0.01m/s，顶部电机23主轴通过蜗轮蜗杆减速机和齿轮减速机分别实现轴向转动和径向转动，吊绳22与拉绳26采用绝缘绳，滑轨24距离地面的高度为7.5m，且滑轨24可以是单轨道或双轨道的。放电电极25为球形电极。

当电源装置14导通且接地开关11a断开时，变压器1通过输电线13接入市电并进行放大处理，得到k倍可调的市电电压，由长硅堆7与短硅堆8将k倍可调的市电电压转变为直流电并经过滤波电容器5的过滤后，提供给初级倍压电容器4a和次级倍压电容器4b进行充电，并以初级倍压电容器4a两端的电压与次级倍压电容器4b两端的电压之和作为直流静电高压发生器的输出电压；并由分压器12对输出电压进行测量；从而实现直流静电高压发生器的充电过程。图4是直流静电高压发生器的主回路电路图，原边电压U_T1＝0.22kV，副边电压U_T2＝0～0.4kV。

本实施例中，一种直流静电高压发生器的飞机燃油系统静电放电试验是按如下步骤进行：

步骤1：确定试验位置点；

若试验件为包含电气设备的燃油系统，电气设备是显示燃油温度、燃油体积等状态参数的显示屏、主机等，则以输油管的输油口处为试验位置点，以空中加油吊舱为例，所述输油口处为空中输油管与受油管的连接处；

若试验件为不包含电气设备的油箱，则以加油口盖为试验位置点，加油口盖应为关闭状态；

步骤2：试验前准备；

若试验件为燃油系统，则在燃油系统的加油吊舱及输油管内充满氮气，用于排尽残余燃油及燃油蒸汽；

若试验件为油箱，则向油箱内充满一定比例混合的氢气、氧气、氩气，该比例为5％：12％：83％，充气时间根据充气速率和油箱大小而定，并在充满后保持密封状态，将油箱的缝隙和开口用透明胶带封好；

将试验件按照装机状态接地后放置于放电电极25所设定的覆盖范围内，装机状态为油箱真实安装在飞机上的电搭接状态和工作状态，所述覆盖范围为；

步骤3：试验前根据试验标准或产品需求确定试验件的最大耐受静电电压值U，并作为目标电压值；

步骤4：确认试验位置点在水平方向的位置，从而控制顶部电机23使之在滑轨24上移动，进而通过定滑轮21调节放电电极25的位置，使放电电极25位于试验位置点的正上方后，锁定顶部电机23在滑轨24上的相对位置；

步骤5：控制顶部电机23和底部电机27转动，从而调整吊绳21和拉绳26的长度，进而使放电电极25从初始高度H开始向试验位置点的距离靠近，然后使顶部电机23抱闸，从而固定定滑轮21的高度，使得放电电极25对准试验件的试验位置点，H控制在1.5m～3m范围内；

步骤6：直流静电高压发生器进行充电，当分压器12测得的输出电压压等于目标电压值U时完成充电，控制放电开关11b闭合；

若试验件为燃油系统，则控制底部电机27匀速缓慢转动，使得拉绳26的长度随之匀速伸长，进而使得放电电极25匀速靠近直至接触到试验件为止，再控制底部电机27反转，并使得放电电极25离开试验件的试验位置点，如此反复接触若干次后最终完成放电，每次接触的时间控制在0.4s～1s范围内，反复接触的过程中离开试验位置点的距离控制在0.1m～0.3m范围内；

若试验件为油箱，则控制底部电机27匀速缓慢转动，使得拉绳26的长度随之匀速伸长，进而使得放电电极25匀速靠近直至接触到试验件为止；

步骤7：试验现象与结论；

若试验件为燃油系统，则判断电气设备状态是否稳定，若稳定，即状态参数显示稳定，显示屏无蓝屏断电现象，则表示燃油系统的静电防护性能合格，否则，表示燃油系统静电防护性能不合格；

若试验件为油箱，则判断油箱内的混合气体在放电过程中是否出现爆炸现象，若出现爆炸现象，即高速摄像机可拍摄到的油箱内部产生火光的现象，则表示油箱的静电防护性能不合格，否则，表示油箱的静电防护性能合格；

步骤8：恢复放电电极25到初始高度H；闭合接地开关11a，断开放电开关11b，调节变压器1的线圈匝数，使直流静电高压发生器的输出电压为0。

本实施例中，一种直流静电高压发生器的复合材料静电耐压试验是按如下步骤进行：

步骤1：若试验件是由单一复合材料制成的正方形板材，则以试验件的中心区域为试验位置点，若试验件是由金属材料和复合材料制成的正方形板材，则以两种材料拼接处的中心区域为试验位置点；

步骤2：将环氧筒放置于放电电极25所设定的覆盖范围内，将铝板放在环氧筒正上方，将铝板依次连接电流表、保护电阻和接地线，如图3所示，环氧筒的高度通常为50mm～100mm，铝板为正方形，厚度通常为1mm～2mm，电流表使用量程可调的万用表；

步骤3：测量试验件的电阻值是否在设定的范围内，若测得的电阻值在所设定的范围内，则按步骤4操作；若测得的电阻值不在所设定的范围内，则更换试验件，直到测得的电阻值在所设定的范围内为止；

步骤4：拆除放电电极25，并将试验件挂在拉绳26上，使试验件的底边与地面平行，并将高压输电线20与试验位置点固定；

步骤5：控制顶部电机23在滑轨24上移动，从而控制试验件随之移动，使试验件位于铝板的正上方后，锁定顶部电机23在滑轨24上的相对位置；

控制顶部电机23和底部电机27转动，从而调整吊绳21和拉绳26的长度，使试验件与铝板保持一定距离为154mm；

步骤6：根据产品要求确定试验件的最大静电耐压值U₁；

步骤7：利用变压器1对直流静电高压发生器进行充电，使得其输出电压为10％U₁；将放电开关11b闭合后，读取电流表的读数；

步骤8：判断直流静电高压发生器的输出电压≥U₁或电流表读数＞0是否成立，若成立，则表示试验件的静电耐压值在当前输出电压值U₂的附近，执行步骤9，否则，将10％U₁+Δ赋值给10％U₁后返回步骤7顺序执行；Δ表示所增加的电压值，且为3％U₁～5％U₁之间的随机值；

步骤9：若U₂＜U₁，则表示试验件静电耐压值不达标，否则，表示试验件静电耐压值达标；

步骤10：闭合接地开关11a，断开放电开关11b，调节变压器1的线圈匝数，使得直流静电高压发生器的输出电压为0。

Claims (3)

1.一种直流静电高压发生器，其特征包括：变压器(1)，变压器连接线(2)，本体底座(3)，倍压电容器(4)，滤波电容器(5)，均压帽(6)，长硅堆(7)，短硅堆(8)，保护电阻(9)，屏蔽罩(10)，接地开关(11a)，放电开关(11b)，分压器(12)，输电线(13)，电源装置(14)，电源输入端(15)，电容柱(16)，电阻柱(17)，开关柱(18)，支撑架(19)，高压输电线(20)，定滑轮(21)，吊绳(22)，顶部电机(23)，导轨(24)，放电电极(25)，拉绳(26)，底部电机(27)；

在所述本体底座(3)上分别设置电容柱(16)、电阻柱(17)，两个开关柱(18)，在所述电容柱(16)上通过第一均压帽设置有初级倍压电容器(4a)，在所述电阻柱(17)上通过另一个第一均压帽设置有次级倍压电容器(4b)，在所述次级倍压电容器(4b)的一侧两个开关柱(18)上分别设置有接地开关(11a)，放电开关(11b)；在两个倍压电容器的顶部分别通过第二均压帽连接有滤波电容器(5)，在所述滤波电容器(5)的顶部设置有第三均压帽；从次级倍压电容器(4b)底部的第一均压帽开始，按照初级倍压电容器(4a)上的第二均压帽的极性，将两者相连，若极性相同，则利用短硅堆(8)将第一均压帽与第二均压帽相连，若极性不同，则利用长硅堆(7)将第一均压帽与第二均压帽相连；同理，将初级倍压电容器(4a)的第二均压帽与次级倍压电容器(4b)的第二均压帽相连，将次级倍压电容器(4b)的第二均压帽与初级倍压电容器(4a)的第三均压帽(6)相连，初级倍压电容器(4a)的第三均压帽(6)与次级倍压电容器(4b)的第三均压帽相连；

在所述次级倍压电容器(4b)上第三均压帽的顶部设置有保护电阻(9)；接地开关(11a)，放电开关(11b)的顶部分别设置有分压器(12)，在所述保护电阻(9)与两个分压器(12)的顶部通过支撑架(19)设置有屏蔽罩(10)；

所述初级倍压电容器(4a)的一侧通过变压器连接线(2)连接有所述变压器(1)，所述变压器(1)的一侧通过输电线(13)连接有电源装置(14)，在所述电源装置(14)上设置有电源输入端(15)；

在放电开关(11b)的侧壁上与高压输电线(20)的一端相连，所述高压输电线(20)的另一端与放电电极(25)相连，且所述放电电极(25)与拉绳(26)的一端固定，所述拉绳(26)绕过定滑轮(21)与底部电机(27)连接，所述定滑轮(21)与吊绳(22)的一端连接，所述吊绳(22)的另一端与顶部电机(23)连接，所述顶部电机(23)能在滑轨(24)上滑动；

当所述电源装置(14)导通且所述接地开关(11a)断开时，所述变压器(1)通过输电线(13)接入市电并进行放大处理，得到k倍可调的市电电压，由所述长硅堆(7)与短硅堆(8)将所述k倍可调的市电电压转变为直流电并经过所述滤波电容器(5)的过滤后，提供给所述初级倍压电容器(4a)和次级倍压电容器(4b)进行充电，并以所述初级倍压电容器(4a)两端的电压与次级倍压电容器(4b)两端的电压之和作为所述直流静电高压发生器的输出电压；并由所述分压器(12)对所述输出电压进行测量；从而实现直流静电高压发生器的充电过程。

2.根据权利要求1所述的直流静电高压发生器的飞机燃油系统静电放电试验，其特征是按如下步骤进行：

步骤1：确定试验位置点；

若试验件为包含电气设备的燃油系统，则以输油管的输油口处为试验位置点；

若试验件为不包含电气设备的油箱，则以加油口盖为试验位置点；

步骤2：试验前准备；

若试验件为所述燃油系统，则在燃油系统的加油吊舱及输油管内充满氮气，用于排尽残余燃油及燃油蒸汽；

若试验件为油箱，则向油箱内充满一定比例混合的氢气、氧气、氩气，并在充满后保持密封状态；

将试验件按照装机状态接地后放置于所述放电电极(25)所设定的覆盖范围内；

步骤3：试验前根据试验标准或产品需求确定试验件的最大耐受静电电压值U，并作为目标电压值；

步骤4：确认所述试验位置点在水平方向的位置，从而控制顶部电机(23)使之在滑轨(24)上移动，进而通过所述定滑轮(21)调节所述放电电极(25)的位置，使所述放电电极(25)位于试验位置点的正上方后，锁定顶部电机(23)在滑轨(24)上的相对位置；

步骤5：控制所述顶部电机(23)和底部电机(27)转动，从而调整所述吊绳(21)和拉绳(26)的长度，进而使所述放电电极(25)从初始高度H开始向所述试验位置点的距离靠近，然后使顶部电机(23)抱闸，从而固定定滑轮(21)的高度，使得所述放电电极(25)对准试验件的试验位置点；

步骤6：所述直流静电高压发生器进行充电，当所述分压器(12)测得的输出电压压等于目标电压值U时完成充电，控制所述放电开关(11b)闭合；

若试验件为所述燃油系统，则控制所述底部电机(27)匀速缓慢转动，使得所述拉绳(26)的长度随之匀速伸长，进而使得所述放电电极(25)匀速靠近直至接触到所述试验件为止，再控制所述底部电机(27)反转，并使得所述放电电极(25)离开所述试验件的试验位置点，如此反复接触若干次后最终完成放电；

若试验件为所述油箱，则控制所述底部电机(27)匀速缓慢转动，使得所述拉绳(26)的长度随之匀速伸长，进而使得所述放电电极(25)匀速靠近直至接触到所述试验件为止；

步骤7：试验现象与结论；

若试验件为所述燃油系统，则判断电气设备状态是否稳定，若稳定，则表示燃油系统的静电防护性能合格，否则，表示燃油系统静电防护性能不合格；

若试验件为所述油箱，则判断油箱内的混合气体在放电过程中是否出现爆炸现象，若出现爆炸现象，则表示油箱的静电防护性能不合格，否则，表示油箱的静电防护性能合格；

步骤8：恢复所述放电电极(25)到初始高度H；闭合接地开关(11a)，断开放电开关(11b)，调节所述变压器(1)的线圈匝数，使直流静电高压发生器的输出电压为0。

3.根据权利要求1所述的直流静电高压发生器的复合材料静电耐压试验，其特征是按如下步骤进行：

步骤1：若试验件是由单一复合材料制成的正方形板材，则以试验件的中心区域为试验位置点，若试验件是由金属材料和复合材料制成的正方形板材，则以两种材料拼接处的中心区域为试验位置点；

步骤2：将环氧筒放置于所述放电电极(25)所设定的覆盖范围内，将铝板放在所述环氧筒正上方，将所述铝板依次连接电流表、保护电阻和接地线；

步骤3：测量试验件的电阻值是否在设定的范围内，若测得的电阻值在所设定的范围内，则按步骤4操作；若测得的电阻值不在所设定的范围内，则更换试验件，直到测得的电阻值在所设定的范围内为止；

步骤4：拆除所述放电电极(25)，并将试验件挂在拉绳(26)上，使试验件的底边与地面平行，并将高压输电线(20)与试验位置点固定；

步骤5：控制所述顶部电机(23)在滑轨(24)上移动，从而控制试验件随之移动，使试验件位于所述铝板的正上方后，锁定所述顶部电机(23)在滑轨(24)上的相对位置；

控制所述顶部电机(23)和底部电机(27)转动，从而调整所述吊绳(21)和拉绳(26)的长度，使试验件与铝板保持一定距离；

步骤6：根据产品要求确定试验件的最大静电耐压值U₁；

步骤7：利用变压器(1)对直流静电高压发生器进行充电，使得其输出电压为10％U₁；将所述放电开关(11b)闭合后，读取电流表的读数；

步骤8：判断直流静电高压发生器的输出电压≥U₁或电流表读数＞0是否成立，若成立，则表示试验件的静电耐压值在当前输出电压值U₂的附近，执行步骤9，否则，将10％U₁+Δ赋值给10％U₁后返回步骤7顺序执行；Δ表示所增加的电压值，且为3％U₁～5％U₁之间的随机值；

步骤9：若U₂＜U₁，则表示试验件静电耐压值不达标，否则，表示试验件静电耐压值达标；

步骤10：闭合接地开关(11a)，断开放电开关(11b)，调节所述变压器(1)的线圈匝数，使得直流静电高压发生器的输出电压为0。

Images