[发明专利]一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法

说明书

技术领域

本发明关于一种直击雷发生设备的实现方法，特别是涉及一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法。

背景技术

目前，国内普遍采用单次模拟雷电的冲击电流波形对防雷产品和雷电防护系统进行测试。IEC61312和IEEE等标准则建议对直击雷采用A、B、C和D四段波形进行测试。由于单个测试波形和多个测试波形之间雷电冲击电流的热效应、力效应和电磁效应差别极大，两者之间根本不能够相提并论。因此，模拟直击雷的发生器技术的落后，已经影响了飞机防雷、风力发电等相关领域标准的执行，导致系统不可靠性因素增加。

国内研究冲击设备的研究机构与厂家主要有上海交通大学高电压试验设备研究中心、西安交通大学、武汉大学、常州创捷公司等。这些厂家主要可以生产冲击电流发生器设备和冲击电压发生器设备等，冲击电流发生器包括下述波形：8/20μs、10/350μs、10/700μs、10/1000μs等；冲击电压发生器包括下述波形：1.2/50μs、方波发生器等。这些设备产生的波形主要是基于单脉冲的。国外研究冲击设备主要有瑞士HAEFELY公司，该公司生产的200kA8/20μs&110kA10/350μs的冲击电流设备在单脉冲波形领域处于领先地位。

然而，目前拥有的单脉冲波形(例如8/20μs或10/350μs)并不能完全反映出产品在自然雷电闪击情况下的防护性能。国内外研究机构观测到的数据显示，雷电闪击过程是呈连续脉冲冲击形态。在国内，建在广东省怀化县的中国野外雷击试验场记录到的一次雷电闪击有8个连续脉冲波，在美国、德国和瑞士也曾观测到一次雷击有二十多个脉冲的报告。因此，为了能够真实的模拟自然雷电，需研制小比例全波形直击雷发生设备。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明之目的在于提供一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法，其可以模拟真实的自然雷电，并应用到力光纤复合架空地线、飞机防雷、风力发电和石化防雷等领域，促进雷电防护的技术发展。

为达上述及其它目的，本发明提出一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法，包括如下步骤：

步骤一，实现每个分量雷电波形参数；

步骤二，采用高电压隔离技术、大电流传输技术及多设备同步触发实现全波形。

进一步地，该雷电波形参数的A和D分量电流用改进的Crowbar回路实现。

进一步地，该雷电波形参数的B分量电流采用L-C方波发生回路实现。

进一步地，该雷电波形参数的C分量电流采用电池储能技术实现。

与现有技术相比，本发明一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法通过采用改进的Crowbar回路实现A和D分量电流、采用电容一电感集中参数模拟长回路高压电缆放电实现B分量电流、采用电池储能技术实现C分量电流，并采用创新高电压隔离技术、大电流传输技术及多设备同步触发实现了全波形直击雷发生设备。

附图说明

图1为本发明一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法的步骤流程图；

图2为本发明较佳实施例中模拟直击雷的全波形雷电波形；

图3为本发明较佳实施例中A+C波形示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种小比例全波形直击雷发生设备的实现方法，包括如下步骤：

步骤101，实现每个分量雷电波形参数。

对于本发明之小比例全波形直击雷发生设备，该设备主要技术指标有：A分量：脉冲宽度＞500μs，峰值2kA～20kA；B分量：脉冲宽度＞5000μs，峰值200A～2kA；C分量：脉冲宽度＞1s，峰值20A～80A；D分量：脉冲宽度＞500μs，峰值1kA～10kA。如下表1为波形分段定义：