CN114355128A - 一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法及装置。该多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法，包括以下步骤：步骤S1、将试验件置于电极下方工作区域；步骤S2、确定电极数量及位置，移出试验件；步骤S3、多极板脉冲电场校准；步骤S4、确定电极板和电场传感器之间的试验电磁场及其变化率；步骤S5、将试验件移回试验区，启动冲击电压发生器并通过电极板向试验件输出持续变化的脉冲波，脉冲波的持续变化率与步骤S4中的试验电磁场变化率保持一致；步骤S6、获取试验件的电场敏感性数据；该多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法，适用于大型试验件的试验过程，可根据试验件的具体规格进行便捷、精准的调节，使得试验过程更加的便捷，精准度更高。

Description

一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法及装置

技术领域

本发明属于雷电效应试验技术领域，具体涉及一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法及装置。

背景技术

雷电对设备的影响主要分为直接效应和间接效应，其中间接效应又分为临近雷击产生的电磁波对设备的影响和直击雷电对设备内部电子电气的影响。

现有标准里面规定的脉冲电磁场效应实验方法，只有一个平板电极，由于场地和现有试验装备的限制，平板电极尺寸有限，当试验件体积过大时，标准中的方法将不再适用。

因此，提出一种技术方案能针对体积过大的试验件进行脉冲电磁场效应的测量。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法，包括以下步骤：

步骤S1、将试验件置于试验机构的试验区并限位固定；

步骤S2、于试验区正上方布设若干个电极板，其中，基于试验件的规格调节于试验区正上方布设的电极板的数量和位置，确定数量和位置后将若干个电极板和冲击电压发生器电连接；

步骤S3、将试验件移出试验机构的试验区，并于试验区布设若干个与电极板相对应的电场传感器以及和电场传感器相连接的模块化示波器，将模块化示波器通过光纤和测控室内的模块化示波器连接，测控室内的模块化示波器和电脑终端连接；

步骤S4、调节电极板和电场传感器之间的距离，启动冲击电压发生器并通过电极板向电场传感器输出脉冲波，记录电极板和电场传感器之间的试验电磁场及其变化率；

步骤S5、将电场传感器移出试验机构的试验区并将试验件重新移回试验区，启动冲击电压发生器并通过电极板向试验件输出持续变化的脉冲波，脉冲波的持续变化率与步骤S4中的试验电磁场变化率保持一致；

步骤S6、获取试验件的电场敏感性数据。

作为本发明的进一步优化方案，步骤S5中所述启动冲击电压发生器并通过电极板向试验件输出持续变化的脉冲波，具体为，启动冲击电压发生器，从50%场强峰值起向试验件施加脉冲波。

一种用于如上述试验方法中的试验装置，该试验装置包括试验机构，所述试验机构包括底座、对称连接在底座上端的第一升降机构和第二升降机构、设于底座上端中部位置处的走线槽、连接在第二升降机构移动端子上的转换机构以及连接在转换机构上的试验件限位平台，所述第一升降机构移动端子上和转换机构上均连接有调节机构，且调节机构上可拆卸式连接有若干个限位连接机构，所述走线槽和第一升降机构连接的调节机构之间的区域为试验区；

所述调节机构用于调节电极板以及电场传感器的位置；

所述限位连接机构用于连接电极板和电场传感器；

所述转换机构用于移动试验件限位平台和调节机构。

作为本发明的进一步优化方案，所述调节机构包括框架、设于框架中部的调节槽、设于调节槽前、后端内壁上的第一滑槽、设于调节槽两侧内壁上的第二滑槽、设于第一滑槽内的第一滑块、连接在第一滑块上的第一限位支撑杆、设于第一限位支撑杆中部位置的第一限位槽、设于第二滑槽内的第二滑块、连接在第二滑块上的第二限位支撑杆以及设于第二限位支撑杆中部位置的第二限位槽，所述第一滑槽于调节槽内壁上的高度大于第二滑槽于调节槽内壁上的高度，所述第一限位槽和第二限位槽垂直交叉分布，限位连接机构穿过第一限位槽和第二限位槽。

作为本发明的进一步优化方案，所述调节槽前、后端内壁上均设有第一刻度线，第一限位支撑杆的上端设有与第一刻度线相配合的第一定位标记，所述调节槽的两侧内壁上均设有第二刻度线，第二限位支撑杆的上端设有与第二刻度线相配合的第二定位标记。

作为本发明的进一步优化方案，所述限位连接机构包括中空管、连接在中空管外壁上的限位环、设于中空管外壁靠近一端位置处的外螺纹以及与外螺纹螺纹连接的限位螺母，中空管的直径、第一限位槽和第二限位槽的宽度均相同，限位螺母的外径以及限位环的外径均大于中空管的直径。

作为本发明的进一步优化方案，所述转换机构包括连接在第二升降机构移动端子上的支架、垂直连接在支架上端的转向电机、连接在转向电机输出轴端的连接件以及分别连接在连接件前端壁和一侧壁上的第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和试验件限位平台连接，第二连接杆和框架连接，所述连接件的下端连接有第一测距仪，底座的上端面设有与第一测距仪相配合的第一反射件。

作为本发明的进一步优化方案，所述试验件限位平台的上端开设有若干个均匀分布的T形滑槽、设于T形滑槽内的滑板、连接在滑板上的连接板、连接在连接板一端的限位板以及连接在T形滑槽内壁和滑板外壁之间的若干个弹簧。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一升降机构移动端子上连接的框架下端靠近第一升降机构的位置连接有第二测距仪，底座的上端连接有与第二测距仪相配合的第二反射件。

本发明的有益效果在于：本发明适用于大型试验件的试验过程，可根据试验件的具体规格进行便捷、精准的调节，使得试验过程更加的便捷，精准度更高。

附图说明

图1是本发明的多电极脉冲电场效应试验布置示意图；

图2是本发明的多电极脉冲电场效应校准布置示意图；

图3是本发明试验机构的结构示意图；

图4是本发明第二升降机构的结构示意图；

图5是本发明调节机构的结构示意图；

图6是本发明图3中A处放大图；

图7是本发明的试验件限位平台的结构示意图；

图8是本发明的限位板和试验件限位平台的相配合视图。

图中：1、底座；101、走线槽；102、第一反射件；103、第二反射件；2、第一升降机构；3、第二升降机构；4、调节机构；401、框架；402、调节槽；403、第一滑槽；404、第二滑槽；405、第一滑块；406、第一限位支撑杆；407、第一限位槽；408、第一定位标记；409、第一刻度线；410、第二滑块；411、第二限位支撑杆；412、第二限位槽；413、第二定位标记；414、第二刻度线；5、限位连接机构；501、中空管；5010、外螺纹；502、限位螺母；503、限位环；6、电极板；7、模块化示波器；8、电场传感器；901、支架；902、转向电机；903、连接件；904、第一连接杆；905、第二连接杆；10、试验件限位平台；1001、T形滑槽；1002、滑板；1003、连接板；1004、限位板；1005、弹簧；11、第一测距仪；12、第二测距仪。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1、图2所示，一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法，包括以下步骤：

步骤S1、将试验件置于试验机构的试验区并限位固定；

步骤S2、于试验区正上方布设若干个电极板6，其中，基于试验件的规格调节于试验区正上方布设的电极板6的数量和位置，确定数量和位置后将若干个电极板6和冲击电压发生器电连接；

步骤S3、将试验件移出试验机构的试验区，并于试验区布设若干个与电极板6相对应的电场传感器8以及和电场传感器8相连接的模块化示波器7，将模块化示波器7通过光纤和测控室内的模块化示波器7连接，测控室内的模块化示波器7和电脑终端连接；

步骤S4、调节电极板6和电场传感器8之间的距离，启动冲击电压发生器并通过电极板6向电场传感器8输出脉冲波，记录电极板6和电场传感器8之间的试验电磁场及其变化率；

其中，步骤S3和步骤S4为多极板脉冲电场校准过程，如图2所示，将电场传感器8和模块化示波器7连接后安装至试验机构中，并调节电场传感器8和各电极板6之间的距离为4m，然后通过光纤将和电场传感器8连接的模块化示波器7和测控室内的模块化示波器7连接，可以有效的隔离外部电场对数据传输的干扰，电场传感器8的信号最终传输至电脑终端中进行控制和显示波形，通过校准过程获得实际产生的场强与实施电压电流的关系；

其中，电极板6和电场传感器8之间的距离等同于试验件和电极板6之间的距离，参考试验件距离直接雷击点的距离，根据标准GJB8848附录G确定试验电磁场和变化率，当后续步骤S5对试验件进行试验过程时，其中场强的变化应当符合标准规定值，并且通过上述校准后，可以确保试验过程场强变化率的精准性；

步骤S5、将电场传感器8移出试验机构的试验区并将试验件重新移回试验区，启动冲击电压发生器并通过电极板6向试验件输出持续变化的脉冲波，脉冲波的持续变化率与步骤S4中的试验电磁场变化率保持一致；

步骤S6、获取试验件的电场敏感性数据。

其中，获取试验件的电场敏感性数据时，可以在施加一个脉冲期间或之后检查试验件，确定试验件的电磁敏感性，并记录在规定的场强变化率下，场强幅值对试验件电场敏感性的影响数据，确定试验件敏感性阈值。

其中，步骤S5中启动冲击电压发生器并通过电极板6向试验件输出持续变化的脉冲波，具体为，启动冲击电压发生器，从50%场强峰值起向试验件施加脉冲波。

其中，如图3和图4所示，试验机构包括底座1、对称连接在底座1上端的第一升降机构2和第二升降机构3、设于底座1上端中部位置处的走线槽101、连接在第二升降机构3移动端子上的转换机构以及连接在转换机构上的试验件限位平台10，第一升降机构2移动端子上和转换机构上均连接有调节机构4，且调节机构4上可拆卸式连接有若干个限位连接机构5，走线槽101和第一升降机构2连接的调节机构4之间的区域为试验区；

调节机构4用于调节电极板6以及电场传感器8的位置；

限位连接机构5用于连接电极板6和电场传感器8；

转换机构用于移动试验件限位平台10和调节机构4。

需要说明的是，在进行上述过程时，将试验件安装至试验件限位平台10上，然后通过转换机构将装有试验件的试验件限位平台10移动至走线槽101的正上方，然后根据试验件的具体规格对第一升降机构2上连接的调节机构4以及连接在调节机构4上的限位连接机构5进行位置调节，将设定数量的限位连接机构5移动至试验件的上方区域，以此达到对试验件规格的匹配，当限位连接机构5位置确定后使其锁紧并进行限位，然后将电极板6和限位连接机构5进行连接，使得电极板6的位置和数量进行确定，然后通过转换机构将试验件限位平台10从走线槽101的正上方移走，并使得转换机构上连接的调节机构4移动至走线槽101的正上方，同理，配合电极板6的位置和数量，调节转换机构上连接的调节机构4，使其上的限位连接机构5和上方的电极板6对应设置，然后将电场传感器8和模块化示波器7安装至限位连接机构5上，进行场强的校准，需要注意的是，第一升降机构2和第二升降机构3可以调节两个调节机构4之间的距离，以此达到调节电极板6和电场传感器8以及试验件之间的距离，同理，场强校准后，重新将装有试验件的试验件限位平台10移动至走线槽101的正上方，并调节两者之间的距离，然后开始进行试验过程。

其中，如图5所示，调节机构4包括框架401、设于框架401中部的调节槽402、设于调节槽402前、后端内壁上的第一滑槽403、设于调节槽402两侧内壁上的第二滑槽404、设于第一滑槽403内的第一滑块405、连接在第一滑块405上的第一限位支撑杆406、设于第一限位支撑杆406中部位置的第一限位槽407、设于第二滑槽404内的第二滑块410、连接在第二滑块410上的第二限位支撑杆411以及设于第二限位支撑杆411中部位置的第二限位槽412，第一滑槽403于调节槽402内壁上的高度大于第二滑槽404于调节槽402内壁上的高度，第一限位槽407和第二限位槽412垂直交叉分布，限位连接机构5穿过第一限位槽407和第二限位槽412。

需要说明的是，在进行调节限位连接机构5的位置时，控制第一限位支撑杆406和第二限位支撑杆411分别沿着第一滑槽403和第二滑槽404移动至指定位置，然后将限位连接机构5穿过第一限位支撑杆406和第二限位支撑杆411上的交叉处，该交叉处为第一限位槽407和第二限位槽412之间的交叉贯穿处，限位连接机构5穿过该交叉贯穿处后锁紧，此时，第一限位支撑杆406无法沿着第一滑槽403以及第二限位支撑杆411的方向移动，同理，第二限位支撑杆411无法沿着第二滑槽404以及第一限位支撑杆406的方向移动，被完全限位，可以使得限位连接机构5处于指定位置，并稳定的为电极板6或电场传感器8等设备提供支撑或连接等安装功能，可以使得电极板6在试验过程中始终处于一个稳定的状态，不会出现位置偏移的情况，使得试验精度大大提高。

进一步的是，如图5所示，调节槽402前、后端内壁上均设有第一刻度线409，第一限位支撑杆406的上端设有与第一刻度线409相配合的第一定位标记408，调节槽402的两侧内壁上均设有第二刻度线414，第二限位支撑杆411的上端设有与第二刻度线414相配合的第二定位标记413。

需要说明的是，在进行上述调节过程时，可以根据第一定位标记408以及第一刻度线409的配合来精准控制第一限位支撑杆406移动的距离以及所处位置的数据，同理，第二限位支撑杆411在移动时也是可以精准控制的。

其中，如图3和图6所示，限位连接机构5包括中空管501、连接在中空管501外壁上的限位环503、设于中空管501外壁靠近一端位置处的外螺纹5010以及与外螺纹5010螺纹连接的限位螺母502，中空管501的直径、第一限位槽407和第二限位槽412的宽度均相同，限位螺母502的外径以及限位环503的外径均大于中空管501的直径。

需要说明的是，在进行上述调节过程时，限位连接机构5与调节机构4进行连接时的具体过程如下，根据连接需求选择中空管501是从上至下插入或从下至上插入第一限位槽407和第二限位槽412的交叉贯穿处，当中空管501上的限位环503和第一限位支撑杆406或第二限位支撑杆411接触时，将限位螺母502套在中空管501上并旋转，当限位螺母502与第二限位支撑杆411或第一限位支撑杆406进行接触并产生相向的压力时，中空管501处于和调节机构4锁紧的状态，然后将电极板6或电场传感器8以及模块化示波器7与中空管501进行连接，连接时，中空管501的内部供电线601或光纤穿过。

进一步的是，中空管501可以和电极板6等进行焊接、或螺纹连接、或于电线601或光纤处设置限位件使得电线601或光纤和中空管501处于稳定连接的状态。

其中，如图3所示，转换机构包括连接在第二升降机构3移动端子上的支架901、垂直连接在支架901上端的转向电机902、连接在转向电机902输出轴端的连接件903以及分别连接在连接件903前端壁和一侧壁上的第一连接杆904和第二连接杆905，第一连接杆904和试验件限位平台10连接，第二连接杆905和框架401连接，连接件903的下端连接有第一测距仪11，底座1的上端面设有与第一测距仪11相配合的第一反射件102。

需要说明的是，在进行移动试验件限位平台10以及调节机构4时，通过转换机构进行调节，转换机构中的转向电机902开始工作并驱动连接件903进行转动，转动角度为九十度，可以来回切换试验件限位平台10和调节机构4的位置，用以进行不同的实验过程，且不需要人工进行搬运，较为便捷，大大降低了试验难度以及工作强度。

进一步的是，第二升降机构3在进行移动转换机构的高度来调节移动试验件限位平台10以及调节机构4的高度时，通过第一测距仪11和第一反射件102的配合来进行数据校准，防止因升降距离的差值而导致试验精度受到影响，大大提高了试验结果的精准度。

其中，如图7和图8所示，试验件限位平台10的上端开设有若干个均匀分布的T形滑槽1001、设于T形滑槽1001内的滑板1002、连接在滑板1002上的连接板1003、连接在连接板1003一端的限位板1004以及连接在T形滑槽1001内壁和滑板1002外壁之间的若干个弹簧1005。

需要说明的是，将试验件安装在试验件限位平台10上时，通过弹簧1005对限位板1004施加的力来对试验件进行限位，防止试验件在限位平台上出现位置的移动，不同规格的试验件均可以安装在各个限位板1004之间，又因弹簧1005的规格一致，位置一致，对试验件施加的相向的力度是相同的，不会因为力度施加不同而导致试验件位置的偏移，精准度较高。

在安装时，通过移动限位板1004带动连接板1003以及滑板1002在T形滑槽1001内进行移动，此时弹簧1005受压缩，当各个限位板1004之间的距离足够试验件放置时，松开限位板1004，弹簧1005反弹力为限位板1004提供压力，使得限位板1004和试验件紧密接触并对其进行限位，较为便捷且稳定。

其中，如图3所示，第一升降机构2移动端子上连接的框架401下端靠近第一升降机构2的位置连接有第二测距仪12，底座1的上端连接有与第二测距仪12相配合的第二反射件103。

需要说明的是，可以对第一升降机构2移动调节机构4的高度进行校准，防止出现高度变化差值而导致试验精度受到影响。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将试验件置于试验机构的试验区并限位固定；

步骤S2、于试验区正上方布设若干个电极板，其中，基于试验件的规格调节于试验区正上方布设的电极板的数量和位置，确定数量和位置后将若干个电极板和冲击电压发生器电连接；

步骤S3、将试验件移出试验机构的试验区，并于试验区布设若干个与电极板相对应的电场传感器以及和电场传感器相连接的模块化示波器，将模块化示波器通过光纤和测控室内的模块化示波器连接，测控室内的模块化示波器和电脑终端连接；

步骤S4、调节电极板和电场传感器之间的距离，启动冲击电压发生器并通过电极板向电场传感器输出脉冲波，记录电极板和电场传感器之间的试验电磁场及其变化率；

步骤S5、将电场传感器移出试验机构的试验区并将试验件重新移回试验区，启动冲击电压发生器并通过电极板向试验件输出持续变化的脉冲波，脉冲波的持续变化率与步骤S4中的试验电磁场变化率保持一致；

步骤S6、获取试验件的电场敏感性数据。

2.根据权利要求1所述的一种多电极临近雷击脉冲电场效应试验方法，其特征在于：步骤S5中所述启动冲击电压发生器并通过电极板向试验件输出持续变化的脉冲波，具体为，启动冲击电压发生器，从50%场强峰值起向试验件施加脉冲波。

3.一种用于权利要求1-2任一所述试验方法中的试验装置，该试验装置包括试验机构，其特征在于：所述试验机构包括底座、对称连接在底座上端的第一升降机构和第二升降机构、设于底座上端中部位置处的走线槽、连接在第二升降机构移动端子上的转换机构以及连接在转换机构上的试验件限位平台，所述第一升降机构移动端子上和转换机构上均连接有调节机构，且调节机构上可拆卸式连接有若干个限位连接机构，所述走线槽和第一升降机构连接的调节机构之间的区域为试验区；

所述调节机构用于调节电极板以及电场传感器的位置；

所述限位连接机构用于连接电极板和电场传感器；

所述转换机构用于移动试验件限位平台和调节机构。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述调节机构包括框架、设于框架中部的调节槽、设于调节槽前、后端内壁上的第一滑槽、设于调节槽两侧内壁上的第二滑槽、设于第一滑槽内的第一滑块、连接在第一滑块上的第一限位支撑杆、设于第一限位支撑杆中部位置的第一限位槽、设于第二滑槽内的第二滑块、连接在第二滑块上的第二限位支撑杆以及设于第二限位支撑杆中部位置的第二限位槽，所述第一滑槽于调节槽内壁上的高度大于第二滑槽于调节槽内壁上的高度，所述第一限位槽和第二限位槽垂直交叉分布，限位连接机构穿过第一限位槽和第二限位槽。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：所述调节槽前、后端内壁上均设有第一刻度线，第一限位支撑杆的上端设有与第一刻度线相配合的第一定位标记，所述调节槽的两侧内壁上均设有第二刻度线，第二限位支撑杆的上端设有与第二刻度线相配合的第二定位标记。

6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：所述限位连接机构包括中空管、连接在中空管外壁上的限位环、设于中空管外壁靠近一端位置处的外螺纹以及与外螺纹螺纹连接的限位螺母，中空管的直径、第一限位槽和第二限位槽的宽度均相同，限位螺母的外径以及限位环的外径均大于中空管的直径。

7.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：所述转换机构包括连接在第二升降机构移动端子上的支架、垂直连接在支架上端的转向电机、连接在转向电机输出轴端的连接件以及分别连接在连接件前端壁和一侧壁上的第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和试验件限位平台连接，第二连接杆和框架连接，所述连接件的下端连接有第一测距仪，底座的上端面设有与第一测距仪相配合的第一反射件。

8.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：所述试验件限位平台的上端开设有若干个均匀分布的T形滑槽、设于T形滑槽内的滑板、连接在滑板上的连接板、连接在连接板一端的限位板以及连接在T形滑槽内壁和滑板外壁之间的若干个弹簧。

9.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：所述第一升降机构移动端子上连接的框架下端靠近第一升降机构的位置连接有第二测距仪，底座的上端连接有与第二测距仪相配合的第二反射件。

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