一種雙回路沖擊發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)遠(yuǎn)程控制，電子設(shè)備長(zhǎng)線傳輸，及有關(guān)防雷元器件雷電防護(hù)高壓 脈沖領(lǐng)域的雙回路沖擊發(fā)生器模擬試驗(yàn)設(shè)備，尤其是涉及一種雙回路沖擊發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來雷電災(zāi)害事故比例分布有所變化，其主要特點(diǎn)是信號(hào)系統(tǒng)和電子設(shè)備受到 影響趨于嚴(yán)重，雷電災(zāi)害由點(diǎn)到面，涉及的范圍更加廣泛，雷電損失在不斷增加，凸顯出目 前雷電防護(hù)技術(shù)的不足和落后。目前國(guó)內(nèi)防雷行業(yè)的很多產(chǎn)品安裝在系統(tǒng)后，出現(xiàn)保護(hù)失 效，傳輸障礙、甚至引發(fā)火災(zāi)形成較大事故的情況屢見不鮮，既沒有達(dá)到防雷目的，又給防 雷行業(yè)發(fā)展造成了負(fù)面影響。
[0003] 究其原因，目前國(guó)內(nèi)無論元器件還是整機(jī)試驗(yàn)，主要都只通過通流來考核試驗(yàn)，而 根據(jù)IEEE587-1980標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以"雙波電壓波等"試驗(yàn)來模擬真實(shí)環(huán)境，除了防雷產(chǎn)品的能量 配合之外，雷電防護(hù)技術(shù)的測(cè)試應(yīng)該進(jìn)一步的更接近真實(shí)雷擊放電過程是防雷行業(yè)研究更 為可靠的手段。
[0004] 通過雙回路沖擊發(fā)生器的建立，為防雷新技術(shù)開發(fā)和測(cè)試提供高水平的綜合測(cè)試 平臺(tái)，能夠促進(jìn)防雷行業(yè)技術(shù)研究水平，為各類新材料、新結(jié)構(gòu)和新裝置的研發(fā)提供試驗(yàn)支 撐。
[0005] 為使室內(nèi)試驗(yàn)做得更好一些，必須從試驗(yàn)方法上和試驗(yàn)條件上使之更接近于真實(shí) 環(huán)境。通過在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中產(chǎn)生模擬自然界雷電更接近真實(shí)的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)方法，研究 雷電防護(hù)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有雷電防護(hù)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)，記錄完善試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為研究雷電災(zāi)害，開發(fā) 防雷新技術(shù)提供可靠的數(shù)據(jù)和資料。研究雷電的發(fā)生和作用機(jī)理，提高防雷技術(shù)水平是雷 電測(cè)試和研究領(lǐng)域追求的目標(biāo)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的雙回路沖擊發(fā)生器，解決上述問題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種雙回路沖擊發(fā)生器，包括充電裝置、本體儲(chǔ)能裝置、觸發(fā)系統(tǒng)裝置、雙回路放 電球隙、調(diào)波網(wǎng)絡(luò)裝置、試品桌和測(cè)量控制分析系統(tǒng)；
[0009] 所述充電裝置包括絕緣筒油浸式充電變壓器、可控硅控制高壓整流硅堆、接地裝 置和極性轉(zhuǎn)、可移動(dòng)底座；
[0010] 所述本體儲(chǔ)能裝置包括電容器和保護(hù)電阻；每個(gè)電容器上面加有一個(gè)保護(hù)電阻， 所述電容器為低感電容并垂直放置，組合排列方式采取扇形排列，結(jié)構(gòu)為可移動(dòng)式；
[0011] 所述觸發(fā)系統(tǒng)裝置包括觸發(fā)按鈕、抗高壓脈沖干擾觸發(fā)裝置和同步或異步調(diào)節(jié)裝 置；所述觸發(fā)系統(tǒng)裝置經(jīng)過按鈕動(dòng)作后使觸發(fā)系統(tǒng)裝置動(dòng)作，使球隙點(diǎn)火，雙回路能夠同步 或異步點(diǎn)火；
[0012] 所述雙回路放電球隙包括配套直線電機(jī)、消音裝置和兩套放電架；所述雙回路放 電球隙放電方式為同步放電或異步放電；電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)放電球隙；
[0013] 所述調(diào)波網(wǎng)絡(luò)裝置，采用鎳鉻電阻帶無感繞制，能夠任意調(diào)整電壓波、電流波和復(fù) 合波；經(jīng)過觸發(fā)放電后通過調(diào)波網(wǎng)絡(luò)，輸出所需任意波形；
[0014] 所述試品桌使用一個(gè)變壓器和一個(gè)調(diào)壓器，通過去耦裝置能夠同時(shí)連接至兩路傳 輸線或兩個(gè)sro試品，也能夠選擇單路輸出；所述試品桌的桌面加有有機(jī)玻璃防護(hù)罩，殘壓 分壓器包括在內(nèi)，各路測(cè)量電壓、電流采用雙芯屏蔽線通過BNC輸出至面板；
[0015] 所述測(cè)量控制分析系統(tǒng)部分包括自動(dòng)控制觸發(fā)系統(tǒng)和測(cè)量分析系統(tǒng)；
[0016] 其中，所述自動(dòng)控制觸發(fā)系統(tǒng)包括彩色液晶觸摸屏、控制按鈕/開關(guān)、PLC、控制器 件和執(zhí)行單元；
[0017] 所述測(cè)量分析系統(tǒng)包括工控機(jī)、示波器、Pearson線圈、殘壓分壓器、觸摸屏和PLC 控制系統(tǒng)。
[0018] 所述充電裝置為雙回路輸出，整體結(jié)構(gòu)；橋式整流安裝在所述絕緣筒油浸式充電 變壓器內(nèi)部，通過所述絕緣筒油浸式充電變壓器的兩個(gè)套管經(jīng)過2個(gè)保護(hù)電阻分兩路連接 到電容器；所述可控硅控制高壓整流硅堆正負(fù)極性自動(dòng)轉(zhuǎn)換及充電保護(hù)電阻安裝在所述絕 緣筒油浸式充電變壓器的箱體內(nèi)，整體安裝在可移動(dòng)的充電小車上；串并聯(lián)電阻安裝在所 述絕緣筒油浸式充電變壓器外掛的電阻箱內(nèi)，電阻箱加裝2個(gè)散熱風(fēng)扇，電阻箱頂部開散 熱孔。
[0019] 每個(gè)所述電容器組裝在一個(gè)可移動(dòng)的底盤上，底盤底部安裝4個(gè)轉(zhuǎn)向輪；當(dāng)儲(chǔ)能 回路經(jīng)觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)后，儲(chǔ)能電容放電，經(jīng)過調(diào)波單元，可輸出依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所需任意選擇的波 形。
[0020] 所述兩套放電架分別包含Wu-Cu合金的放電球，同時(shí)安裝在一個(gè)可移動(dòng)的底盤 上，所述放電球采用三間隙脈沖控制；球隙觸發(fā)采用三間隙脈沖點(diǎn)火；放電球隙調(diào)整采用 直線電機(jī)，可調(diào)精度〇. Imm ;球隙加有所述消音裝置。
[0021] 所述測(cè)量分析系統(tǒng)底部有四個(gè)移動(dòng)轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)向輪外輪不超過20_;測(cè)量信號(hào)通 過雙屏蔽同軸電纜連接至測(cè)試柜。
[0022] 本發(fā)明中的SPD中文名稱：浪涌保護(hù)器。
[0023] BNC全稱是Bayonet Nut Connector (刺刀螺母連接器，這個(gè)名稱形象地描述了這 種接頭外形），又稱為British Naval Connector。
[0024] 在科技日新月異的今天，由于雷電過電壓和操作過電壓對(duì)各種數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)常會(huì)產(chǎn) 生高達(dá)千伏級(jí)的電磁干擾'毛刺'，損壞元器件甚至造成整機(jī)癱瘓的事故時(shí)有發(fā)生。因此，利 用沖擊發(fā)生器產(chǎn)生"人造雷電"來檢驗(yàn)電子元器件與整機(jī)在正常工作環(huán)境下的工作狀態(tài)，為 合理選擇防雷裝置提供了依據(jù)，大大保障了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全。目前市場(chǎng)上的沖擊發(fā)生 器大多為單路沖擊發(fā)生器，只可在靜態(tài)試驗(yàn)下進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。
[0025] 考慮到在實(shí)際工作中信號(hào)設(shè)備一般采用雙線和多線傳輸（無論是電源通道還是 軌道），感應(yīng)雷擊不可能只擊到一根線上，基于此種考慮鐵道科學(xué)研究院與上海冠圖防雷科 技有限公司合作研發(fā)出雙回路沖擊發(fā)生器，遵循"室內(nèi)試驗(yàn)越細(xì)越完整，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用越安全， 越少出故障"的原則，針對(duì)雷電對(duì)信號(hào)設(shè)備侵入的途徑，速度和能量，以及不同的設(shè)計(jì)電路， 選用信號(hào)設(shè)備在易被侵入的入口處的元件，而室內(nèi)模擬試驗(yàn)做的越細(xì)，越接近于環(huán)境的真 實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)使用就可以少出甚至不出故障。
[0026] 為了使我國(guó)防雷行業(yè)更為規(guī)范，開拓發(fā)展弱電設(shè)備防護(hù)器必須在整機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)行下 進(jìn)行模擬雷擊試驗(yàn)時(shí)測(cè)得鉗位電壓，為制定防護(hù)電路產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。雙回路沖擊發(fā)生 器針對(duì)傳輸過程中的整機(jī)，防止沖擊時(shí)候阻值變化對(duì)波形的影響，雙回路細(xì)防護(hù)波形與幅 值包括電流和電壓的不同，可以由測(cè)控分析系統(tǒng)測(cè)得，在傳輸設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行中，進(jìn)行沖擊試 驗(yàn)的殘壓選擇整機(jī)的細(xì)防護(hù)的類型。（例如如果僅根據(jù)傳輸設(shè)備靜態(tài)下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的殘 壓確定的細(xì)防護(hù)，時(shí)有使設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生障礙）
[0027] 因此，本發(fā)明集充電裝置、雙回路放電裝置、測(cè)控分析系統(tǒng)，應(yīng)用于長(zhǎng)線傳輸防雷 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雙回路同時(shí)輸出雷電波形，還可以進(jìn)行三極放電管等防雷元器件試驗(yàn)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi) 外雙回路沖擊發(fā)生裝置的空白。
[0028] 本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的雙回路沖擊發(fā)生器，解決上述問題。
[0029] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0030] 雙回路沖擊發(fā)生器包括（1)充電裝置部分；（2)本體儲(chǔ)能裝置；（3)觸發(fā)系統(tǒng)裝 置；（4)雙回路放電裝置；（5)調(diào)波網(wǎng)絡(luò)裝置；（6)試品桌；（7)測(cè)量控制分析系統(tǒng)；
[0031] 雙回路沖擊發(fā)生器必須解決充電安全，同步觸發(fā)控制，異步延時(shí)觸發(fā)控制，雙回路 放電技術(shù)，多種波形產(chǎn)生和調(diào)節(jié)等關(guān)鍵技術(shù)。其中觸發(fā)控制中防止高壓脈沖干擾是難點(diǎn)和 重點(diǎn)。
[0032] 雙回路沖擊發(fā)生器組成部件：
[0033] 這套設(shè)備是一套集沖擊電壓，沖擊電流，組合波，雙回路為一體的沖擊試驗(yàn)發(fā)生 器，包括充電裝置、本體儲(chǔ)能裝置、觸發(fā)系統(tǒng)裝置、雙回路放電球隙、調(diào)波網(wǎng)絡(luò)裝置、試品桌、 測(cè)量控制分析系統(tǒng)。
[0034] 充電裝置部分包括：絕緣筒油浸式充電變壓器，可控硅控制高壓整流硅堆，極性轉(zhuǎn) 換、可移動(dòng)底座及接地裝置。
[0035] 優(yōu)點(diǎn)：供電系統(tǒng)穩(wěn)壓、安全隔離。
[0036] 原理：充電裝置雙回路輸出，充電裝置為整體結(jié)構(gòu)，橋式整流安裝在油浸變壓器內(nèi) 部，通過變壓器兩個(gè)套管經(jīng)過2個(gè)保護(hù)電阻分兩路連接到電容器；高壓硅堆正負(fù)極性自動(dòng) 轉(zhuǎn)換及充電保護(hù)電阻安裝在變壓器的箱體內(nèi)，整體安裝在可移動(dòng)的充電小車上，串并聯(lián)電 阻安裝在變壓器外掛的電阻箱內(nèi)，電阻箱加裝2個(gè)散熱風(fēng)扇，電阻箱頂部開散熱孔。
[0037] 本體儲(chǔ)能裝置包括：電容器，保護(hù)電阻。
[0038] 優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)電容器上面加有一個(gè)保護(hù)電阻，確保充電均衡，電容器（低感電容）垂 直放置，組合排列方式采取扇形排列，結(jié)構(gòu)做成可移動(dòng)式，每個(gè)電容組裝在一個(gè)可移動(dòng)的底 盤上，底盤底部安裝4個(gè)轉(zhuǎn)向輪，以便于整體移動(dòng)。
[0039] 原理：當(dāng)儲(chǔ)能回路經(jīng)觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)后，儲(chǔ)能電容放電，經(jīng)過調(diào)波單元，可輸出依據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)所需任意選擇的波形。
[0040] 觸發(fā)系統(tǒng)裝置包括：觸發(fā)按鈕，抗高壓脈沖干擾觸發(fā)裝置，同步或異步調(diào)節(jié)裝置。
[0041] 優(yōu)點(diǎn)：在抗高壓干擾狀態(tài)下，可以做到"零"誤差雙回路同步觸發(fā)或根據(jù)需求設(shè)定 自由調(diào)節(jié)異步觸發(fā)時(shí)間。
[0042] 原理：經(jīng)過按鈕動(dòng)作后使觸發(fā)系統(tǒng)裝置動(dòng)作，使球隙點(diǎn)火，雙回路可以