專利名稱：一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及浪涌保護(hù)性能測評技術(shù)，尤其涉及一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評方 法及裝置。
背景技術(shù)：
雷電是自然界中常見的一種天氣現(xiàn)象。設(shè)備，尤其是戶外設(shè)備、或帶戶外信 號線的設(shè)備，通常都需要在其電源端口、信號端口采取浪涌保護(hù)措施，比如在電源、信 號端口前增加浪涌保護(hù)器件(SPD，Surge Protection Device) 0目前，一般，測評浪 涌保護(hù)性能是通過試驗(yàn)進(jìn)行，即進(jìn)行浪涌抗擾性試驗(yàn)，舉個(gè)例子來說，可以依據(jù)《IEC 61000-4-5 Electromagnetic compatibility(EMC)-Part4-5 Testing and measurement techniques-Surge immunity test))標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，當(dāng)浪涌保護(hù)措施能通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，則 認(rèn)為該浪涌保護(hù)方案是有效的，否則，可認(rèn)為該浪涌保護(hù)方案是無效的。然而，現(xiàn)有的浪涌保護(hù)性能測評方法是一種定性的測評方法，也就是說，對于測評 方法，只有“有效”和“無效”之分，而無一個(gè)定量的測評分析方法。換句話說，對于一個(gè)保 護(hù)器件、或電路，其對外界的干擾浪涌能起到多大的衰減，則沒有一個(gè)定量的指標(biāo)來表征。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種浪涌器件保護(hù)性能測評方法及裝置， 以實(shí)現(xiàn)對浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能的定量測評。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評方法，設(shè)置浪涌保護(hù)器件的衰減度
^ C0 (Area)
Dec為-.Dec = -(其中，CjArea)表示浪涌保護(hù)器件前的浪涌電流的總和，
C^Area) ’
C2(Area)表示浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流的總和；該方法還包括當(dāng)浪涌發(fā)生時(shí)，記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放；根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec。上述方案中，所述計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec之前，該方法還包括調(diào)用 示波器內(nèi)的面積函數(shù)，獲得所述Q (Area)及C2 (Area)。上述方案中，在調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)之前，該方法進(jìn)一步包括調(diào)用示波器內(nèi)的絕對值函數(shù)，獲得流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流的絕對值。 及c2。本發(fā)明還提供了一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評裝置，該裝置包括檢測模塊及 浪涌保護(hù)器件；其中，檢測模塊，用于記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，并在記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計(jì)算浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec ；浪涌保護(hù)器件，用于對被保護(hù)設(shè)備進(jìn)行浪涌保護(hù)；所述Dec為:DeC = -(其中，(Area)表示浪涌保護(hù)器件前的浪涌
電流的總和，C2(Area)表示浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流的總和。上述方案中，所述裝置還包括被保護(hù)設(shè)備，用于被浪涌保護(hù)器件進(jìn)行浪涌保護(hù)；和 /或，浪涌信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生浪涌信號。上述方案中，所述裝置進(jìn)一步包括耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，用于將浪涌信號發(fā)生器產(chǎn)生的浪涌信號全部耦合到浪涌保護(hù)器 件及被保護(hù)設(shè)備上。 上述方案中，所述檢測模塊包括第一電流感應(yīng)線圈、第二電流感應(yīng)線圈、示波器、 以及計(jì)算模塊；其中，第一電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護(hù)器件前的浪涌電流；第二電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流；示波器，用于探測第一電流感應(yīng)線圈與第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流，并將探測 到的電流發(fā)送給計(jì)算模塊；計(jì)算模塊，用于接收示波器發(fā)送的電流，并在接收后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計(jì)算 浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec。上述方案中，一個(gè)所述示波器的兩個(gè)通道同時(shí)分別探測所述第一電流感應(yīng)線圈與 所述第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流。上述方案中，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)與浪涌信號發(fā)生器集成在一起。上述方案中，所述裝置還包括檢驗(yàn)設(shè)備，用于檢驗(yàn)被保護(hù)設(shè)備是否正常。本發(fā)明提供的浪涌保護(hù)器件性能測評的方法及裝置，預(yù)先設(shè)置浪涌保護(hù)器件的衰 減度Dec，在浪涌發(fā)生時(shí)，記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放，根據(jù)設(shè)置 的衰減度Dec，計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec，衰減度Dec越小，對被保護(hù)設(shè)備的保護(hù) 性能就越好，如此，能實(shí)現(xiàn)對浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能的定量測評，進(jìn)而能更好的測評各個(gè)浪 涌保護(hù)器件。


圖1為本發(fā)明浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的具體的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的測試電路框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的裝置如圖1所示，包括檢測模塊11及浪涌
5保護(hù)器件12;其中，檢測模塊11，用于記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件12前后的浪涌電流，并在記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件12前后的浪涌電流后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計(jì)算浪涌保護(hù)器件12的衰減度 Dec ；浪涌保護(hù)器件12，用于對被保護(hù)設(shè)備進(jìn)行浪涌保護(hù)；這里，浪涌保護(hù)器件12是本發(fā)明被測評保護(hù)性能的對象；
^ C9 (Area)所述Dec為:DeC = -(.其中，C1 (Area)表示浪涌保護(hù)器件前的浪涌
C1(Area)，
電流的總和，C2(Area)表示浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流的總和。其中，如圖2所示，所述裝置還可以包括被保護(hù)設(shè)備13，用于被浪涌保護(hù)器件12進(jìn)行浪涌保護(hù)。浪涌信號發(fā)生器14，用于產(chǎn)生浪涌信號；這里，所述浪涌信號發(fā)生器14可以產(chǎn)生1. 2/50 μ s+8/20 μ s組合波、或 10/700 μ s電壓波形等。耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)15，用于將浪涌信號發(fā)生器14產(chǎn)生的浪涌信號全部耦合到浪涌保 護(hù)器件12及被保護(hù)設(shè)備13之上，以便對被保護(hù)設(shè)備13連接的其它設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；這里，一般，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)15與浪涌信號發(fā)生器14可以集成在一起。所述檢測模塊11，可以包括第一電流感應(yīng)線圈111、第二電流感應(yīng)線圈112、示波 器113、以及計(jì)算模塊114;其中，第一電流感應(yīng)線圈111，用于感應(yīng)浪涌保護(hù)器件12前的浪涌電流；這里，第一電流感應(yīng)線圈111放置在浪涌信號發(fā)生器15、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)16與浪 涌保護(hù)器件12之間。第二電流感應(yīng)線圈112，用于感應(yīng)浪涌保護(hù)器件12后的浪涌電流；這里，第二電流感應(yīng)線圈112，放置在浪涌保護(hù)器件12與被保護(hù)設(shè)備13之間。示波器113，用于探測第一電流感應(yīng)線圈111與第二電流感應(yīng)線圈112感應(yīng)的電 流，并將探測到的電流發(fā)送給計(jì)算模塊114 ；這里，一般，示波器113為高帶寬示波器，示波器113的響應(yīng)頻率高于浪涌信號的 頻率；可采用一個(gè)示波器的兩個(gè)通道同時(shí)分別探測第一電流感應(yīng)線圈111與第二電流感應(yīng) 線圈112感應(yīng)的電流。計(jì)算模塊114，用于接收示波器113發(fā)送的電流，并在接收后，根據(jù)設(shè)置的衰減度 Dec計(jì)算浪涌保護(hù)器件12的衰減度Dec。所述裝置還可以包括檢驗(yàn)設(shè)備，用于檢驗(yàn)被保護(hù)設(shè)備是否正常?；谏鲜鲅b置，本發(fā)明還提供了一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的方法，如圖3 所示，包括以下步驟步驟301 設(shè)置浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec為^ CA Area)Dec = —-(之后執(zhí)行步驟 302 ；
C^Area)‘其中，C^Area)表示浪涌保護(hù)器件前的浪涌電流的總和，C2 (Area)表示浪涌保護(hù) 器件后的浪涌電流的總和。二者的物理意義為采用時(shí)間內(nèi)的電流絕對值的總和，即為能 量；這里，設(shè)置衰減度Dec的依據(jù)為浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流會(huì)直接進(jìn)入被保護(hù) 設(shè)備，進(jìn)而影響被保護(hù)設(shè)備，浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流值越小，對被保護(hù)設(shè)備的影響也就 越小，而且，浪涌的發(fā)生是一個(gè)過程，因此可以通過浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流的總和與浪 涌保護(hù)器件前的浪涌電流的總和的比值來判斷浪涌保護(hù)器件的保護(hù)性能。步驟302 當(dāng)浪涌發(fā)生時(shí)，記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄 放；這里，所述流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流為整個(gè)浪涌產(chǎn)生、及泄放過程的電 流總和，即示波器中電流曲線與時(shí)間軸圍成的面積，具體地，可通過調(diào)用示波器中的Area 函數(shù)，計(jì)算獲得；在調(diào)用Area函數(shù)計(jì)算面積時(shí)，由于電流隨時(shí)間的衰減非?？?，通常統(tǒng)計(jì)時(shí) 間取浪涌半波峰時(shí)間的5倍左右。步驟303 根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec ；本步驟中，Dec越小，說明浪涌衰減得越多，對被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)性能就越好，反之 則差，一般，認(rèn)為當(dāng)衰減度Dec小于等于0. 3時(shí)，認(rèn)為該浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能有效。圖4為實(shí)施例浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評的測試電路框圖，本實(shí)施例主要針對單 相交流電源端口，如AC220V，進(jìn)行浪涌測試，根據(jù)IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)要求，交流電源端口 浪涌信號發(fā)生器波形為1. 2/50 u s+8/20 u s組合波，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)中的耦合電容選取 9 P F (共模)、或者18 y F (差模)，電源去耦電感選取1. 5mH。浪涌保護(hù)器件為待評估的對 象，如選取YD40K320EH單相交流電源防雷器作為待評估的對象，該防雷器的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) 包括電壓Un = 220V，放電電流In = 20kA@8/20ii s，最大通流容量Imax = 40kAi8/20u s, 響應(yīng)時(shí)間t彡25ns。需要監(jiān)測兩路電流信號，分別是浪涌保護(hù)器件之前的浪涌電流和浪涌保護(hù)器件 之后的浪涌電流，分別記為“和“。由于浪涌泄放為PF級脈沖信號，因此可采用帶寬在 10MHz以上的示波器，如LeCroy的WaveSurfer 64Xs_A，其帶寬為600MHz。采用示波器的 目的是為了采樣一段時(shí)間內(nèi)的電流絕對值總和，而不是某一時(shí)刻的瞬態(tài)電流值。由于浪涌 信號發(fā)生器電壓波形為1. 2/50 y s，50 y s為電壓半峰值時(shí)間，考慮到信號的衰減幾乎是按 照指數(shù)衰減，電流迅速衰減并在OA附近振蕩，并最終趨于0，因此，電流的采樣時(shí)間可選用
200 u So本實(shí)施例中，浪涌信號發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都有具體規(guī)定，應(yīng) 按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。在具體操作過程中，都有相應(yīng)的儀器設(shè)備來完成其相應(yīng)的功能，只需要 將相關(guān)設(shè)備、線纜、端口按要求連接好即可。在浪涌保護(hù)器件連接時(shí)，應(yīng)注意其輸入端和輸出端連接是否正確，避免出現(xiàn)反接 的情況。輸入端是沒有保護(hù)之前的端口，與浪涌信號發(fā)生器、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)相連。輸出端 是保護(hù)之后的端口，與被保護(hù)設(shè)備相連。
浪涌保護(hù)器件中保護(hù)地PE與浪涌信號發(fā)生器的保護(hù)地ΡΕ、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) 地PE相連，并都連接至大地。浪涌保護(hù)器件輸入端側(cè)線纜與輸出端側(cè)線纜需要自然擺放，不要將其堆放、或捆 扎在一起，以免造成相互之間的耦合。在電源端口進(jìn)行浪涌試驗(yàn)的過程中，可使用一個(gè)示波器的兩個(gè)通道同時(shí)分別探測 兩個(gè)感應(yīng)線圈感應(yīng)的I1和12，通過示波器動(dòng)態(tài)監(jiān)測整個(gè)浪涌泄放過程。通過調(diào)用示波器內(nèi) 的絕對值函數(shù)，從而獲取I1U2的對應(yīng)的絕對值CpC2,再通過調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)獲取 C1, C2在采樣時(shí)間內(nèi)的總和C1 (Area)、C2 (Area)，即能量。浪涌泄放后，采用預(yù)先設(shè)置的衰減度Dec，即

計(jì)算該浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec，Dec越小，說明浪涌衰減得越多，對被保護(hù)設(shè) 備的保護(hù)性能就越好，反之則差，一般，認(rèn)為當(dāng)Dec小于等于0. 3時(shí)，認(rèn)為該浪涌保護(hù)器件保 護(hù)性能有效。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評方法，其特征在于，設(shè)置浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec為其中，C1(Area)表示浪涌保護(hù)器件前的浪涌電流的總和，C2(Area)表示浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流的總和；該方法還包括當(dāng)浪涌發(fā)生時(shí)，記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放；根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec。FSA00000112001100011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec 之前，該方法還包括調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)，獲得所述CjArea)及C2 (Area)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)之前，該方法 進(jìn)一步包括調(diào)用示波器內(nèi)的絕對值函數(shù)，獲得流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流的絕對值(^及C2o
4.一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評裝置，其特征在于，該裝置包括檢測模塊及浪涌 保護(hù)器件；其中，檢測模塊，用于記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，并在記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件 前后的浪涌電流后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計(jì)算浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec ； 浪涌保護(hù)器件，用于對被保護(hù)設(shè)備進(jìn)行浪涌保護(hù)；^ C, (Area)所述Dec為:DeC = -{ 其中，Q (Area)表示浪涌保護(hù)器件前的浪涌電流C^yArea),的總和，C2(Area)表示浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流的總和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括被保護(hù)設(shè)備，用于被浪涌 保護(hù)器件進(jìn)行浪涌保護(hù)；和/或，浪涌信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生浪涌信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，用于將浪涌信號發(fā)生器產(chǎn)生的浪涌信號全部耦合到浪涌保護(hù)器件及 被保護(hù)設(shè)備上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括第一電流感應(yīng) 線圈、第二電流感應(yīng)線圈、示波器、以及計(jì)算模塊；其中，第一電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護(hù)器件前的浪涌電流； 第二電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護(hù)器件后的浪涌電流；示波器，用于探測第一電流感應(yīng)線圈與第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流，并將探測到的 電流發(fā)送給計(jì)算模塊；計(jì)算模塊，用于接收示波器發(fā)送的電流，并在接收后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計(jì)算浪涌 保護(hù)器件的衰減度Dec。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，一個(gè)所述示波器的兩個(gè)通道同時(shí)分別探測所述第一電流感應(yīng)線圈與所述第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)與浪涌信號發(fā)生器集成在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括檢驗(yàn)設(shè)備，用于檢驗(yàn) 被保護(hù)設(shè)備是否正常。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能測評方法，包括設(shè)置浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec為當(dāng)浪涌發(fā)生時(shí)，記錄流經(jīng)浪涌保護(hù)器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放；根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計(jì)算所述浪涌保護(hù)器件的衰減度Dec。本發(fā)明同時(shí)公開了一種浪涌器件保護(hù)性能測評裝置，采用本發(fā)明的方法及裝置，能實(shí)現(xiàn)對浪涌保護(hù)器件保護(hù)性能的定量測評，進(jìn)而能更好的測評各個(gè)浪涌保護(hù)器件。
文檔編號G01R19/00GK101876680SQ201010179889
公開日2010年11月3日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者倪冬兵, 肖勇軍, 許李園 申請人:中興通訊股份有限公司