CN2520066Y

CN2520066Y - 雷电波发生装置

Info

Publication number: CN2520066Y
Application number: CN 01242541
Authority: CN
Inventors: 曾楚英; 张锦旸; 姚茂秋
Original assignee: Guangdong Tianle Communications Equipment Co ltd
Current assignee: Guangdong Tianle Communications Equipment Co ltd
Priority date: 2001-07-07
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2002-11-06
Anticipated expiration: 2011-07-07

Abstract

本实用新型涉及一种雷电波发生装置,包括一单回路雷电波发生装置,该装置包括交流变压器、二极管、充电电阻、调波电阻、蓄能电容、主蓄能电感、快速同步间隙开关及快速换路间隙开关;二极管、充电电阻及蓄能电容互相串联后并接在交流变压器的输出端;调波电阻、快速同步间隙开关及快速换路间隙开关互相串联后并接在蓄能电容的两端;蓄能电感的一端接快速同步间隙开关及快速换路间隙开关的串联点,另一端接负载;特点是:它还包括另外一个以上的单回路雷电波发生装置,该装置的电路结构与上述雷电波发生装置的结构一样,它们的蓄能电感的一端接负载。它具有输出电流峰值高,输送给试品的能量高及电荷量大等优点。

Description

雷电波发生装置

本实用新型涉及一种雷电波发生装置，它可以产生高电压及大冲击电流的雷电波。

随着科学技术的发展，通讯网络的规膜在急剧的扩大，雷电灾害所带来的损失也在急剧的加大，人们对雷电防护的要求越来越高。为了制造出更好的防雷电产品，进一步提高防雷电产品对雷电(包括对直击雷)的防护能力，需要对雷电波进行深入的研究和对高性能的防雷电产品进行反复试验。

目前，有单回路的雷电波发生装置，它具有结构简单的优点。但在需要峰值电流增加的情况下，需要的蓄能电容量也要求增加，随之而来的是设备的体积增加，进一步使分散参数增加，使得整个装置中的调波电阻、蓄能电感的数值必须减小；因此整个装置的调整范围减小，使用范围减小，调试难度增加，当这种情况达到某一界限时，采用单回路结构实现高峰值电流雷电波将仅仅是理论上的事情。

本实用新型的目的是提供一种能产生大的峰值电流，但不需要大的蓄能电容的雷波发生装置。

为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的，包括一单回路雷电波发生装置，该装置包括交流变压器B、二极管D、充电电阻R1、调波电阻R2、蓄能电容C1、主蓄能电感L1、快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2；二极管D、充电电阻R1及蓄能电容C1互相串联后并接在交流变压器B的输出端；调波电阻R2、快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2互相串联后并接在蓄能电容C1的两端；蓄能电感L1的一端接快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2的串联点，另一端接负载FZ的端子A；其特征在于：它还包括另外一个以上的单回路雷电波发生装置，该装置的电路结构与上述单回路雷电波发生装置的结构一样，它们的蓄能电感的一端接负载FZ的端子A，它们的蓄能电容通过其的充电电阻接变压器B的输出端，以便充电。

本实用新型的进一步的改进为，它还包括一个单回路雷电波发生装置，该装置包括充电电阻R3、调波电阻R4、蓄能电容C2、主蓄能电感L2、快速同步

间隙开关K4及快速换路间隙开关K3。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、输出电流峰值高

由电工学原理我们知道用RLC电路产生冲击电流波时，在相同的充电电压下，回路电流的峰值i_mD与回路中被充电的电容量

成正比，即。在保持电容器电容总量不变的条件下，将电容器分成两组相等的部分做成双回路结构，则每个回路的电流峰值i_m与

成正比，即

。把两组回路的电流集中于同一负载，负载上所得的电流峰值为i_mS＝2i_m，显然有i_mS ^-

。因此，用相同容量的电容器分成两个回路所产生的总冲击电流比单回路增大了

倍，即

2、输送给试品的能量高

在试验过程中装置输送到试品上的能量

，其中R为试品中的有效电阻。为了使这个指标更具广泛意义，常以W/R表示，即所谓能量比，显然在双回路装置中

。由以上的分析可以看出，在双回路系统中能量比指标为单回路系统中的两倍。

3、输送给试品的电荷量大

在试验过程中装置输送到试品上的电荷量，由上述的分析可以看出，在双回路装置中输送给试品的电荷量是单回路系统的

倍。

4、由于双回路的结构，蓄能电容的体积减小，有利于减小设备的结构尺寸，从而降低分散参数，使得回路中寄生电感等对雷电波形的影响降低了一半，有助于稳定地产生雷电波。

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型的电流变化曲线图。

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详述：

如图1所示，它是一种雷电波发生装置，包括两单回路雷电波发生装置，该装置包括交流变压器B、二极管D、充电电阻R1、R3、调波电阻R2、R4、蓄能电容C1、C2、主蓄能电感L1、L2、快速同步间隙开关K1、K4、及快速换路间隙开关K2、K3。其中，二极管D、充电电阻R1及蓄能电容C1互相串联后并接在交流变压器B的输出端；充电电阻R1及蓄能电容C1互相串联后再与二极管D串联。调波电阻R2、快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2互相串联后并接在蓄能电容C1的两端；调波电阻R4、快速同步间隙开关K4及快速换路间隙开关K3互相串联后并接在蓄能电容C2的两端。蓄能电感L1的一端接快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2的串联点，另一端接负载FZ端子A；蓄能电感L2的一端接快速同步间隙开关K4及快速换路间隙开关K3的串联点，另一端接负载FZ的端子A。

现在我们来分析整个装置的工作原理，在图1中的快速同步间隙开关K1、K4短接后。电容C1、C2中贮存的电荷开始对电感元件L、L’(L＝蓄能电感L1+分布参数电感L0，L’＝蓄能电感L2+分布参数电感L0’)、电阻元件R、R’(R＝调波电阻R2+分布参数电阻R0，R’＝调波电阻R4+分布参数电阻R0’)释放，电路中的电流迅速增加，如果电路结构不发生变化，将产生一个衰减振荡放电过程。其中放电电流：其中：第一个电流峰值曲线参见图2，在这里电路中的能量不断的从储能电容C1、C2储存的电场能量转变为蓄能电感L1、L2中的磁场能量，又从磁场能量转变为电场能量。由于装置中存在电阻元件会不断的消耗能量，因此这种振荡为衰减振荡。显然这样的振荡波形只有开始的一个上升阶段才符合我们的要求，这就是波头部分。为了得到余下的波尾部分，我们在放电电流达到第一个峰值的时刻t1，短接快速换路间隙开关K2、K3(图1)。在这个时刻，蓄能电感L1、L2中存储的磁场能量达到了最大值，快速换路间隙开关K2、K3短接后，储存在蓄能电感L1、L2内的磁能逐渐释放到试验样品上，电流的下降速率明显较慢，为图2中的虚线部分。放电电流：

通过上面的分析可以看到正确设计串联电路中的电容、电感、电阻元件的参数，我们便可以得到需要的、符合标准要求的10/350μS雷电波形，t1以前的电流波形称为波头。

双回路雷电波发生电路是将两组结构参数完全相同的单回路雷电波发生器的输出端并接在负载FZ两端。双回路雷电波发生电路结构比单回路雷电波发生电路有着明显的技术和经济指标。

为了保证单个发生器回路工作稳定、一致，在结构设计时，应注重整体结构布置，尽量减少由于结构设计不合理所产生的分散参数(图1中的L0、R0、L0’、R0’)。分散参数由设备的结构件或电气元件带来的，分散参数会零散的掺杂在整个电路中，并对波形产生不良的影响，使设备的性能降低，甚至无法完成需要的工作。分散参数不可能完全消除，但是通过减小设备结构尺寸，精心设计各电气元件的安装位置，能有效的减少分散参数。大幅度的加大电气元件电参数的设计富裕度也能减少分散参数，如大量提高连接导线的通流能力必然使得系统的线路电阻降低。

为了使两个发生回路产生的波形参数一致，在结构设计时对主要的电路元件采用了电参数可单独调整的结构，如调波电阻采用了多组可拆卸的模块设计，主蓄能电容则采用了塔形分段式结构。使得双回路系统在调试和长期的使用中能方便的将两个回路所产生的雷电波形调整到需要的水平。

通过以上方面的措施，使两个发生回路的动作相互协调，产生的波形稳定。

Claims

1、一种雷电波发生装置，包括一单回路雷电波发生装置，该装置包括交流变压器B、二极管D、充电电阻R1、调波电阻R2、蓄能电容C1、主蓄能电感L1、快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2；二极管D、充电电阻R1及蓄能电容C1互相串联后并接在交流变压器B的输出端；调波电阻R2、快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2互相串联后并接在蓄能电容C1的两端；蓄能电感L1的一端接快速同步间隙开关K1及快速换路间隙开关K2的串联点，另一端接负载FZ的端子A；其特征在于：它还包括另外一个以上的单回路雷电波发生装置，该装置的电路结构与上述单回路雷电波发生装置的结构一样，它们的蓄能电感的一端接负载FZ的端子A，它们的蓄能电容通过充电电阻接变压器B的输出端，以便充电。

2、根据权利要求1所述的雷电波发生装置，其特征在于：它还包括一个单回路雷电波发生装置；该装置包括充电电阻R3、调波电阻R4、蓄能电容C2、主蓄能电感L2、快速同步间隙开关K3及快速换路间隙开关K4。