CN113917268A

CN113917268A - 模拟雷电电压发生器和自动重合闸雷电防护能力检验装置

Info

Publication number: CN113917268A
Application number: CN202111214704.5A
Authority: CN
Inventors: 刘裕城; 陈少川; 王志中; 罗森文; 王华刚
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-01-11

Abstract

本公开提供一种模拟雷电电压发生器和自动重合闸雷电防护能力检验装置。模拟雷电电压发生器包括：第一电容器；第一电阻器，其中第一电阻器的第一端通过开关与第一电容器的第一端电连接；第二电阻器，其中第二电阻器的第一端与第一电阻器的第二端电连接，第二电阻器的第二端与第一电容器的第二端电连接；电感器，其中电感器的第一端与第一电阻器的第二端电连接；第二电容器，其中第二电容器的第一端与电感器的第二端电连接，以作为模拟雷电电压发生器的第一输出端，第二电容器的第二端与第一电容器的第二端电连接，以作为模拟雷电电压发生器的第二输出端。本公开能够方便地形成模拟雷电电压，从而容易地重现实际雷击损坏情况，发现自动重合闸的雷电损坏问题和原因。

Description

模拟雷电电压发生器和自动重合闸雷电防护能力检验装置

技术领域

本公开涉及通信电源领域，特别涉及一种模拟雷电电压发生器和自动重合闸雷电防护能力检验装置。

背景技术

通信系统中的5G、4G等无线基站和无人值守机房，在遭受雷击时，大多数情况是电源开关开路中断通信，通过人工方式重合后即可恢复工作。由于人工恢复成本高，而且会影响通信，因此需用通过自动重合闸解决这一问题，并且要求自动重合闸遭受雷击时不损坏。

通信电源用自动重合闸(以下简称自动重合闸)的控制电路是电子电路，在遭受雷击时容易发生损坏。目前检验自动重合闸的雷电防护能力试验方法中，一般采用模拟雷电电压/电流进行试验，发现它的雷电损坏电压和原因，从而确定它的防护能力。

发明内容

发明人注意到，在自动重合闸电源线间电源线间横向雷击试验(相线零线L、N之间)、电源线纵向雷击试验(相线与地线之间)中，所施加的模拟雷电波形为1.2/50μs、8/20μs组合波等。由于自然界的雷电波形和幅值千变万化，因此，这些试验往往难于重现实际雷击损坏情况和发现自动重合闸的雷电损坏问题和原因。虽然加高电压大电流可以使自动重合闸损坏，但并不符合实际情况。

据此，本公开提供一种模拟雷电电压发生器和自动重合闸雷电防护能力检验装置，能够方便地形成模拟雷电电压，从而容易地重现实际雷击损坏情况，发现自动重合闸的雷电损坏问题和原因。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种模拟雷电电压发生器，包括：第一电容器；第一电阻器，其中所述第一电阻器的第一端通过开关与所述第一电容器的第一端电连接；第二电阻器，其中所述第二电阻器的第一端与所述第一电阻器的第二端电连接，所述第二电阻器的第二端与所述第一电容器的第二端电连接；电感器，其中所述电感器的第一端与所述第一电阻器的第二端电连接；第二电容器，其中所述第二电容器的第一端与所述电感器的第二端电连接，以作为所述模拟雷电电压发生器的第一输出端，所述第二电容器的第二端与所述第一电容器的第二端电连接，以作为所述模拟雷电电压发生器的第二输出端。

在一些实施例中，所述电感器的电感器值满足：在所述开关闭合的情况下，U1m/U≥Th，其中U为所述第一电容器的电压值，U1m为所述第二电容器的最大电压值，Th为预设比值。

在一些实施例中，所述预设比值为1.5。

在一些实施例中，所述U为1kV。

在一些实施例中，所述第二电容器的电容值为设置在为所述模拟雷电电压发生器的第一输出端和第二输出端之间的自动重合闸的相线和零线之间的电容量的A倍，且所述第二电容器的电容值不大于预设电容值，其中所述自动重合闸的相线和所述模拟雷电电压发生器的第一输出端电连接，所述自动重合闸的零线和所述模拟雷电电压发生器的第二输出端电连接。

在一些实施例中，所述预设电容值为0.2μF；所述参数A为500。

在一些实施例中，所述第一电容器的电容值为所述第二电容器的电容值的B倍。

在一些实施例中，所述参数B不小于20。

在一些实施例中，所述第一电阻器的电阻值为10-50Ω；

所述第二电阻器的电阻值为100-5000Ω。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种自动重合闸雷电防护能力检验装置，包括：如上述任一实施例所述的模拟雷电电压发生器；自动重合闸，所述自动重合闸的相线和所述模拟雷电电压发生器的第一输出端电连接，所述自动重合闸的零线和所述模拟雷电电压发生器的第二输出端电连接。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的模拟雷电电压发生器的结构示意图；

图2为本公开一个实施例的自动重合闸雷电防护能力检验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本公开一个实施例的模拟雷电电压发生器的结构示意图。如图1所示，模拟雷电电压发生器包括第一电容器C1、第二电容器C2、开关K、第一电阻器R1、第二电阻器R2和电感器L。

第一电阻器R1的第一端通过开关K与第一电容器C1的第一端电连接。第二电阻器R2的第一端与第一电阻器R1的第二端电连接，第二电阻器R2的第二端与第一电容器C1的第二端电连接。

电感器L的第一端与第一电阻器的第二端电连接。第二电容器C2的第一端与电感器L的第二端电连接，以作为模拟雷电电压发生器的第一输出端，第二电容器C2的第二端与第一电容器C1的第二端电连接，以作为模拟雷电电压发生器的第二输出端。

在一些实施例中，电感器L的电感器值满足以下条件：在开关K闭合的情况下，U1m/U≥Th，其中U为第一电容器的电压值，U1m为第二电容器的最大电压值，Th为预设比值。

在一些实施例中，预设比值Th为1.5。

这里需要说明的是，如图1所示，先对第一电容器C1进行充电，以便第一电容器C具有电压U。接下来导通开关K，以便第一电容器C1向右侧电路中的由电感器L和第二电容器C2组成的LC回路放电。在电路参数设置合适的情况下，LC回路会产生震荡波U1，形成模拟雷电电压，以施加在自动重合闸的相线和零线之间。震荡波U1的震荡频率与LC参数有关。当U1一定时，有一段震荡频率范围的雷电电压，容易导致自动重合闸损坏。

例如，通过试验，发现在电感器L的电感器值满足以下条件：将第一电容器C1充电，以便使得充电电压达到1kV。在开关K闭合的情况下，U1m/U≥1.5时，能够产生用于试验的雷电电压。

在一些实施例中，第二电容器C2的电容值为设置在为模拟雷电电压发生器的第一输出端和第二输出端之间的自动重合闸的相线和零线之间的电容量的A倍，且第二电容器的电容值不大于预设电容值，其中自动重合闸的相线和模拟雷电电压发生器的第一输出端电连接，自动重合闸的零线和模拟雷电电压发生器的第二输出端电连接。

例如，第二电容器C2的电容值为设置在为模拟雷电电压发生器的第一输出端和第二输出端之间的自动重合闸的相线和零线之间的电容量的500倍，且第二电容器的电容值不大于0.2μF。

在一些实施例中，第一电容器C1的电容值为第二电容器C2的电容值的B倍。

例如，第一电容器C1的电容值至少为第二电容器C2的电容值的20倍。

在一些实施例中，第一电阻器R1的电阻值为10-50Ω，第二电阻器R2的电阻值为100-5000Ω。

如图2所示，自动重合闸雷电防护能力检验装置包括模拟雷电电压发生器21和自动重合闸22。模拟雷电电压发生器21为图1中任一实施例涉及的模拟雷电电压发生器。

自动重合闸22的相线和模拟雷电电压发生器21的第一输出端电连接，自动重合闸的零线和模拟雷电电压发生器22的第二输出端电连接。

在检验过程中，为第一电容器C1充电，然后闭合开关K，第一电容器C1的电压U会逐渐升高，直到自动重合闸损坏，记录此时的电压U。通过观测自动重合闸的雷击损坏部位和情况，以判断损坏原因。

下面通过一个具体示例对本公开进行说明。

某自动重合闸的雷电防护能力的检测，实施的步骤如下：

(1)确定如图1所示的模拟雷电电压发生器中的电路参数。

若测试自动重合闸相线和零线之间的电容量为500pF，则C2取250000pF，C1＝20μF，R1＝15Ω，R2＝500Ω，L通过如下步骤确定：

将C1充电电压U调到1kV，合上开关K，测试U1的峰值U1m。通过调节L值，直到U1m/U≥1.5，此时L＝4mH。

(2)为C1充电，通过合上开关K，完成一次试验，在试验过程中电压U逐渐升高，直到自动重合闸损坏，记录下损坏时电压U＝5.2kV。

(3)观测自动重合闸的雷击损坏部位和情况，发现是控制电路板上某集成电路损坏，原因是集成电路的耐过电压能力不够。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种模拟雷电电压发生器，包括：

第一电容器；

第一电阻器，其中所述第一电阻器的第一端通过开关与所述第一电容器的第一端电连接；

第二电阻器，其中所述第二电阻器的第一端与所述第一电阻器的第二端电连接，所述第二电阻器的第二端与所述第一电容器的第二端电连接；

电感器，其中所述电感器的第一端与所述第一电阻器的第二端电连接；

第二电容器，其中所述第二电容器的第一端与所述电感器的第二端电连接，以作为所述模拟雷电电压发生器的第一输出端，所述第二电容器的第二端与所述第一电容器的第二端电连接，以作为所述模拟雷电电压发生器的第二输出端。

2.根据权利要求1所述的发生器，其中，所述电感器的电感器值满足：

在所述开关闭合的情况下，U1m/U≥Th，其中U为所述第一电容器的电压值，U1m为所述第二电容器的最大电压值，Th为预设比值。

3.根据权利要求2所述的发生器，其中，

所述预设比值为1.5。

4.根据权利要求3所述的发生器，其中，

所述U为1kV。

5.根据权利要求2所述的发生器，其中，

所述第二电容器的电容值为设置在为所述模拟雷电电压发生器的第一输出端和第二输出端之间的自动重合闸的相线和零线之间的电容量的A倍，且所述第二电容器的电容值不大于预设电容值，其中所述自动重合闸的相线和所述模拟雷电电压发生器的第一输出端电连接，所述自动重合闸的零线和所述模拟雷电电压发生器的第二输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的发生器，其中，

所述预设电容值为0.2μF；

所述参数A为500。

7.根据权利要求5所述的发生器，其中，

所述第一电容器的电容值为所述第二电容器的电容值的B倍。

8.根据权利要求7所述的发生器，其中，

所述参数B不小于20。

9.根据权利要求7所述的发生器，其中，

所述第一电阻器的电阻值为10-50Ω；

所述第二电阻器的电阻值为100-5000Ω。

10.一种自动重合闸雷电防护能力检验装置，包括：

如权利要求1-9中任一项所述的模拟雷电电压发生器；

自动重合闸，所述自动重合闸的相线和所述模拟雷电电压发生器的第一输出端电连接，所述自动重合闸的零线和所述模拟雷电电压发生器的第二输出端电连接。