專利名稱：建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型實(shí)用屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
GB50057-2000《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》在第六章防雷擊電磁脈沖中給出了建筑物屏蔽效能的計(jì)算公式，建筑物屏蔽效能測(cè)試時(shí)評(píng)價(jià)建筑物防雷設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，實(shí)際過(guò)程中因缺乏建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)量裝置，目前很少實(shí)地測(cè)量建筑物的屏蔽效能，一般都是通過(guò)相關(guān)公式估算，而實(shí)地測(cè)量不同建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)對(duì)雷電屏蔽效能的影響具有重要的價(jià)值，對(duì)建筑物防雷設(shè)計(jì)的提高也具有很大的推動(dòng)作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置，其特征在于包括雷電流發(fā)生器、磁場(chǎng)天線、磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)；其中所述的雷電流發(fā)生器單片機(jī)控制模塊(控制系統(tǒng))、高壓直流電源(充電電源)和主回路(發(fā)生器主回路)所構(gòu)成，單片機(jī)控制模塊通過(guò)控制電纜分別與高壓直流電源和主回路相連接，高壓直流電源和主回路相連；所述的磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)由磁場(chǎng)傳感器、雷電流傳感器、示波器和具有基于Labview 編程的測(cè)量控制軟件的計(jì)算機(jī)所構(gòu)成，磁場(chǎng)傳感器和雷電流傳感器分別通過(guò)同軸電纜與示波器相連接，示波器則通過(guò)USB電纜與計(jì)算機(jī)相連接；所述的雷電流發(fā)生器主回路的輸出端直接與磁場(chǎng)天線相連，磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)中的雷電流傳感器與主回路非接觸相連。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式有1、所述的雷電流發(fā)生器其單片機(jī)控制模塊包括觸摸式人機(jī)界面操作模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其高壓直流電源包括中頻變壓器升壓整流模塊，最高輸出直流電壓值為20kV ； 其主回路包括高壓水銀開(kāi)關(guān)、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻，主電容器為高儲(chǔ)能密度脈沖
ο2、所述的雷電流發(fā)生器其輸出的雷電沖擊電壓波形為20kV 1. 2/50 μ s ；其輸出的雷電沖擊電流波形為40kA 8/20 μ S03、所述的磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)中其磁場(chǎng)傳感器采用磁場(chǎng)線圈；其雷電流傳感器采用電流線圈；其示波器采用數(shù)字示波器。本實(shí)用新型在實(shí)際使用中由雷電流發(fā)生器產(chǎn)生雷電沖擊電壓和雷電電流，通過(guò)磁場(chǎng)天線對(duì)待測(cè)建構(gòu)筑物內(nèi)發(fā)射雷電脈沖磁場(chǎng)，磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)其磁場(chǎng)線圈測(cè)量相同距離建筑物內(nèi)外的磁場(chǎng)強(qiáng)度并由其計(jì)算機(jī)將所測(cè)磁場(chǎng)波形、電流波形自動(dòng)采集并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，自動(dòng)計(jì)算出建筑物屏蔽效能。雷電流發(fā)生器包括單片機(jī)控制模塊、高壓直流電源、主回路。其單片機(jī)控制模塊 采用單片機(jī)編程控制，控制高壓水銀開(kāi)關(guān)、接觸器等的準(zhǔn)確動(dòng)作；采用觸摸屏人機(jī)界面進(jìn)行可視化操作，操作簡(jiǎn)單，操作界面友好；采用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把顯示量(電壓、電流等)送回單片機(jī)中供觸摸屏顯示以及保護(hù)動(dòng)作判斷(如過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等)；整個(gè)控制系統(tǒng)放在一個(gè)密閉的金屬盒中，屏蔽效能好，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。其高壓直流電源采用中頻變壓器進(jìn)行升壓整流；具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)；最高可輸出20kV直流高壓，電壓極性可以調(diào)節(jié)。 其主回路包括高壓水銀開(kāi)關(guān)、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻；高壓水銀開(kāi)關(guān)具有速度快、 體積小和無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)；主電容器采用高儲(chǔ)能密度脈沖電容器，以金屬化聚丙烯膜作介質(zhì)， 高壓絕緣材料密封，具有電性能優(yōu)良、可靠性好、耐高溫、體積小、容量大和良好自愈性能。磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)包括磁場(chǎng)傳感器、雷電流傳感器、示波器和計(jì)算機(jī)。磁場(chǎng)傳感器和雷電流傳感器分別測(cè)量雷電流發(fā)生器產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)和雷電流信號(hào)，兩路傳感器通過(guò)同軸電纜接到示波器中進(jìn)行采集，計(jì)算機(jī)通過(guò)USB電纜與示波器連接，將示波器中數(shù)據(jù)同步采集到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析和保存。計(jì)算機(jī)具有基于Labview編程的測(cè)量控制軟件，它具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分析等功能，智能化、自動(dòng)化程度高。本實(shí)用新型具有體積小、重量輕、便于攜帶、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，為建構(gòu)筑物防雷設(shè)計(jì)、防雷性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供了優(yōu)良的測(cè)試裝置。

圖1是試驗(yàn)裝置的整體回路圖；圖2是雷電流發(fā)生器的電路圖；圖3是磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)示意圖；圖4是計(jì)算機(jī)測(cè)量程序界面；圖中1-雷電流發(fā)生器1. 1-單片機(jī)控制模塊，1. 2-高壓直流電源，1. 3-主回路；2-磁場(chǎng)天線；3-磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)3. 1-磁場(chǎng)傳感器，3. 2-雷電流傳感器，3. 3_示波器，3. 4_計(jì)算機(jī)；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明雷電流發(fā)生器(1)產(chǎn)生雷電沖擊電壓和雷電電流，通過(guò)磁場(chǎng)天線( 對(duì)待測(cè)建、構(gòu)筑物內(nèi)發(fā)射雷電脈沖磁場(chǎng)，磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)⑶通過(guò)磁場(chǎng)線圈(3. 1)測(cè)量相同距離建筑物內(nèi)外的磁場(chǎng)強(qiáng)度，計(jì)算機(jī)將所測(cè)磁場(chǎng)波形、電流波形自動(dòng)采集并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，自動(dòng)計(jì)算出建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能。雷電流發(fā)生器(1)主要由單片機(jī)控制模塊(1.1)，高壓直流電源(1.2)，主回路 (1.3)組成，單片機(jī)控制模塊(1. 1)采用單片機(jī)編程控制，控制高壓水銀開(kāi)關(guān)、接觸器等的準(zhǔn)確動(dòng)作，人機(jī)界面采用觸摸屏進(jìn)行可視化操作，操作簡(jiǎn)單，操作界面友好。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把顯示量(電壓、電流等)送回單片機(jī)中供觸摸屏顯示以及保護(hù)動(dòng)作判斷(如過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等)，整個(gè)控制系統(tǒng)放在一個(gè)密閉的金屬盒中，屏蔽效能好，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。高壓直流電源(1. 采用中頻變壓器進(jìn)行升壓整流，它具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，最高可輸出20kV直流高壓，電壓極性可以調(diào)。主回路(1.3)由高壓水銀開(kāi)關(guān)、主電容器、調(diào)波電感、 和調(diào)波電阻組成，高壓水銀開(kāi)關(guān)具有速度快、體積小和無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，主電容器采用高儲(chǔ)能密度脈沖電容器，它采用金屬化聚丙烯膜作介質(zhì)，高壓絕緣材料密封具有電性能優(yōu)良、可靠性好、耐高溫、體積小、容量大和良好自愈性能。磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)(3)由磁場(chǎng)傳感器(3. 1)、雷電流傳感器(3. 2)、示波器(3. 3)和計(jì)算機(jī)測(cè)量程序(3. 4)組成，磁場(chǎng)傳感器和雷電流傳感器分別測(cè)量雷電流發(fā)生器(1)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)和雷電流信號(hào)，兩路傳感器通過(guò)同軸電纜接到示波器(3. 3)中進(jìn)行采集，計(jì)算機(jī)(3. 4)通過(guò)USB電纜與示波器(3. 3)連接，將示波器中數(shù)據(jù)同步采集到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析和保存。計(jì)算機(jī)(3.4)具有包含Labview編程的測(cè)量控制軟件，它具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分析等功能，智能化、自動(dòng)化程度高。
權(quán)利要求1.一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置，其特征在于包括雷電流發(fā)生器(1)、磁場(chǎng)天線O)、磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)⑶；其中所述的雷電流發(fā)生器由單片機(jī)控制模塊(1. 1)、高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)所構(gòu)成，單片機(jī)控制模塊(1. 1)通過(guò)控制電纜分別與高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)相連接，高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)相連；所述的磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)(3)由磁場(chǎng)傳感器(3. 1)、雷電流傳感器(3. 2)、示波器(3.3)和具有基于Labview編程的測(cè)量控制軟件的計(jì)算機(jī)(3. 4)所構(gòu)成，磁場(chǎng)傳感器(3. 1)和雷電流傳感器(3. 2)分別通過(guò)同軸電纜與示波器(3. 3)相連接，示波器(3. 3)則通過(guò)USB電纜與計(jì)算機(jī)(3. 4)相連接；所述的雷電流發(fā)生器主回路(1.3)的輸出端直接與磁場(chǎng)天線(2)相連，磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng) (3)中的雷電流傳感器(3.2)與主回路(1.3)非接觸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置，其特征在于 所述的雷電流發(fā)生器(1)其單片機(jī)控制模塊(1. 1)包括觸摸式人機(jī)界面操作模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其高壓直流電源(1. 包括中頻變壓器升壓整流模塊，最高輸出直流電壓值為20kV;其主回路(1. 包括高壓水銀開(kāi)關(guān)、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻，主電容器為高儲(chǔ)能密度脈沖器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置，其特征在于 所述的雷電流發(fā)生器(1)其輸出的雷電沖擊電壓波形為20kV 1.2/50yS;其輸出的雷電沖擊電流波形為40kA 8/20 μ S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置，其特征在于所述的磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)中( 其磁場(chǎng)傳感器(3. 1)采用磁場(chǎng)線圈；其雷電流傳感器 (3. 2)采用電流線圈；其示波器(3. 3)采用數(shù)字存儲(chǔ)示波器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測(cè)試裝置。本裝置主要由雷電流發(fā)生器、磁場(chǎng)天線、磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)組成。雷電流發(fā)生器能夠模擬產(chǎn)生20kV1.2/50μs&40kA8/20μs雷電沖擊波形，通過(guò)磁場(chǎng)天線對(duì)待測(cè)建構(gòu)筑物內(nèi)發(fā)射雷電脈沖磁場(chǎng)，磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)定距離測(cè)量建\構(gòu)筑物內(nèi)外的磁場(chǎng)強(qiáng)度，自動(dòng)采集波形并計(jì)算得到建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能，所有數(shù)據(jù)和波形自動(dòng)采集并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，該測(cè)試裝置中具有體積小，重量輕、便于攜帶和移動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，可以解決建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能的定量測(cè)試問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01R29/08GK202093099SQ20112007209
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者姜輝, 張義, 方春華, 王建國(guó), 胡聰, 蔡力, 薛健 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)