[发明专利]一种雷电阻尼振荡波发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷电阻尼振荡波发生器，属于雷电科学与技术领域。

背景技术

雷电作为常见的自然现象，雷电流的瞬态幅值变化较大，在空间会产生很强的电磁脉冲，由于电磁感应的原理，在一些线路中感应出暂态过电压，形成过电流沿着线缆传输，对线路中的一些电气设备造成损害。实测统计表明，由雷电在低压交流线路上引起的暂态过电压具有衰减振荡波形，且第一波的波头时间很短，第一个波的波头时间为0.5μs，其振荡主频率为100kHz，在半个周期内的幅值约以0.6倍的因子衰减。

目前，用于模拟雷电波形常用的有8/20μs、10/350μs、(1.2/50μs、8/20μs)组合波等波形，但是0.5μs/100kHz模拟雷电电压波的测试较小。在电力系统采用阻尼振荡波测量高压线缆的绝缘性能，在飞机上的空载设备，在检验电气和电子设备对暂态过电压抗耐冲击性能的实验用到阻尼振荡波，这些测试针对行业的规范要求进行测试。雷电波在线路中的传输形成的阻尼振荡波同样对线路的绝缘性能及线路中的电气设备造成危害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种雷电阻尼振荡波发生器，模拟测试雷电阻尼振荡在线路中传输时对设备及其电气保护设备造成的损害及影响，用于模拟线路中雷电暂态过电压，检测线路中电气设备及电气保护装置的绝缘性能及耐受雷击的能力。本发明应用于防雷元器件性能的测试，可以外接数字存储器，能够直观地观察保护器件在阻尼振荡波作用下的电压和电流的波形，分析其保护效能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种雷电阻尼振荡波发生器，包括连续可调直流高压形成模块、雷电阻尼振荡波形成模块、控制电路，所述雷电阻尼振荡波形成模块与连续可调直流高压形成模块相连，所述控制电路分别与连续可调直流高压形成模块、雷电阻尼振荡波形成模块相连，其中：

所述连续可调直流高压形成模块包括相连的输出电压控制电路、高压形成电路，用于输出连续可调的直流高压信号；

所述雷电阻尼振荡波形成模块包括依次相连的储能电容、高压真空开关、阻尼振荡波形成电路，用于形成雷电阻尼振荡波；

所述控制电路用于控制储能电容的充电和放电。

作为本发明的进一步优化方案，所述输出电压控制电路为可调电位器。

作为本发明的进一步优化方案，所述高压形成电路由高频振荡电路、升压电路构成，由直流电源为其供电。

作为本发明的进一步优化方案，所述储能电容为脉冲放电电容。

作为本发明的进一步优化方案，所述阻尼振荡波形成电路由串联的电阻和电感构成，与储能电容、高压真空开关构成RLC放电回路。

作为本发明的进一步优化方案，所述电感为空芯线圈电感。

作为本发明的进一步优化方案，所述控制电路为继电器自锁电路。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明电路结构设计简单，利用RLC放电回路，易于实现；

2、本发明的输出电压范围大，第一个周期输出电压范围为0～5kV，连续可调，振荡周期为8～10个，足以满足相关的测试要求；

3、本发明中的电感采用空芯线绕电感，具有分布杂散、电容小、不易出现饱和、电感量参数稳定的性能；

4、本发明具有工作性能稳定、操作安全、操作方便简单等特点。广泛应用于电气设备耐受雷电过电压能力的测试；

5、本发明的控制电路采用继电器自锁控制电路，电路工作性能稳定。

附图说明

图1是雷电阻尼振荡波发生器的原理框图。

图2是连续可调直流高压形成电路的原理图。

图3是雷电阻尼振荡波形成电路的原理图。

图4是控制电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明设计一种雷电阻尼振荡波发生器，如图1所示，包括连续可调直流高压形成模块、雷电阻尼振荡波形成模块、控制电路，所述雷电阻尼振荡波形成模块与连续可调直流高压形成模块相连，所述控制电路分别与连续可调直流高压形成模块、雷电阻尼振荡波形成模块相连，其中：

所述连续可调直流高压形成模块包括相连的输出电压控制电路、高压形成电路，用于输出连续可调的直流高压信号；

所述雷电阻尼振荡波形成模块包括依次相连的储能电容、高压真空开关、阻尼振荡波形成电路，用于形成雷电阻尼振荡波；