電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】一種電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，其構(gòu)成包括：充電電路、主電容器組、放電開關(guān)、斷路開關(guān)、主電感、第一調(diào)波電阻、放電間隙、第二調(diào)波電感和第二調(diào)波電阻，所述的充電電路與主電容器組并聯(lián)后一端接地，另一端依次經(jīng)所述的放電開關(guān)、斷路開關(guān)、接所述的放電間隙的一端，該放電間隙的另一端經(jīng)調(diào)波電感接所述的第二調(diào)波電阻，所述的主電感與第一調(diào)波電阻并聯(lián)后一端接所述的回路等效電阻與所述的放電間隙的節(jié)點，另一端接地。本發(fā)明用RL回路產(chǎn)生沖擊電流，充電電容兩端的電壓不需要太高，而且產(chǎn)生的高陡度沖擊電流幅值較大，提高了工程應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟性。
【專利說明】電感放電型局陸度沖擊電流發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沖擊電流發(fā)生器，特別是一種電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]IEC62305-1規(guī)定的用于模擬雷電后續(xù)回?fù)舻亩虝r間沖擊電流的波前時間為
0.25 μ S，對雷電防護等級(LPL)I級的要求幅值為50kA，II級的要求幅值為37.5kA，III級的要求幅值為25kA。而沖擊電流發(fā)生器的輸出電流的幅值和波形取決于電容充電電壓、回路電感和電阻，理論上RLC回路可以產(chǎn)生任何波形。但在實際試驗中，電容的充電電壓不能超過其額定電壓，回路各部件耐受高電壓、大電流的能力也是有限的。
[0003]用普通RLC回路產(chǎn)生高幅值的波前時間為0.25 μ s的沖擊電流時，由于波前時間很短，需要很大的調(diào)波電阻，充電電壓需要數(shù)千kV，這對儲能裝置的設(shè)計與絕緣要求太高，同時需要多對放電球隙同步放電來實現(xiàn)。所以在實際試驗中，用普通RLC回路產(chǎn)生高幅值的波前時間為0.25 μ s的沖擊電流，不僅經(jīng)濟代價很高，而且缺乏實際可行性。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)還沒有類似的該用途大電流高陡度沖擊電流發(fā)生器。中國電力科學(xué)研究院的用于研究避雷器閥片的殘壓和過沖的陡波沖擊電流發(fā)生器波前最短能做到0.18 μ S，但是最大輸出電流僅為3kA，遠遠不能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，該發(fā)生器可產(chǎn)生幅值為25kA，波前時間為0.25 μ s的沖擊電流。充電電容兩端的電壓不需要太高，而且產(chǎn)生的高陡度沖擊電流幅值較大，提高了工程應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]一種電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，其特點在于其構(gòu)成包括:充電電路、主電容器組、放電開關(guān)、斷路開關(guān)、主電感、第一調(diào)波電阻、放電間隙、第二調(diào)波電感和第二調(diào)波電阻，所述的充電電路與主電容器組并聯(lián)后一端接地，另一端依次經(jīng)所述的放電開關(guān)、斷路開關(guān)、接所述的放電間隙的一端，該放電間隙的另一端經(jīng)調(diào)波電感接所述的第二調(diào)波電阻，所述的主電感與第一調(diào)波電阻并聯(lián)后一端接所述的回路等效電阻與所述的放電間隙的節(jié)點，另一端接地。
[0008]所述的充電電路包括:第一可控硅、第二可控硅、第一電阻、第二電阻、升壓變壓器、第三電阻和二極管，所述的第一可控硅與第二可控硅反向并聯(lián)后一端接380V—端，另一段與所述的第一電阻的一端相連，該第一電阻的另一端與所述的第二電阻和升壓變壓器的初級線圈的一個節(jié)點相連，所述的第二電阻和所述的升壓變壓器的初級線圈的另一節(jié)點接所述的380V的另一端，所述的升壓變壓器的次級線圈的一端經(jīng)第三電阻和二極管接所述的主電容器組的非地端，該升壓變壓器的次級線圈的另一端接地。
[0009]所述的斷路開關(guān)為電爆炸絲。
[0010]所述的充電電路中的第一可控硅和第二可控硅用來控制充電時電源的導(dǎo)通角，從而達到控制整流電壓幅值的目的；第一電阻和第二電阻是升壓變壓器初級側(cè)的保護電阻；第三電阻和二極管組成整流回路并為主電容器組進行直流充電。
[0011]所述放電間隙為兩個表面光滑的等半徑的鎢銅球分別作為第一主電極和第二主電極。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:
[0013]本發(fā)明用RL回路產(chǎn)生沖擊電流時，主電容器組兩端的電壓不需要太高，而且產(chǎn)生的高陡度沖擊電流幅值較大，提高了工程應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明電路原理圖。
[0015]圖2是充電電路圖。
[0016]圖3是高陡度沖擊電流發(fā)生器仿真波形。
[0017]圖4是仿真波形波頭細節(jié)圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例対本發(fā)明作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0019]先請參閱圖1，圖1是本發(fā)明電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器實施例電路原理圖。如圖所示，本實施例電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器包括:充電電路1、主電容器組
2、放電開關(guān)3、回路等效電感4、斷路開關(guān)5、回路等效電阻6、主電感7、第一調(diào)波電阻8、放電間隙9、第二調(diào)波電感10、第二調(diào)波電阻11，被試品12，其中:充電電路I與充電電容器組2并聯(lián)并與放電開關(guān)3、回路等效電感4、斷路開關(guān)5及回路等效電阻6串聯(lián)組成第一支路13，放電間隙9與第二調(diào)波電感10、第二調(diào)波電阻11及被試品12串聯(lián)組成第二支路14，主電感7與第一調(diào)波電阻8并聯(lián)后與第一支路13和第二支路14并聯(lián)。
[0020]如圖2所示，所述的充電電路I包括:第一可控硅SCRl、第二可控硅SCR2、第一電阻R1、第二電阻R2、升壓變壓器T、第三電阻R3和二極管D，其中:第一可控硅SCRl與第二可控娃SCR2反向并聯(lián),一端與第一電阻Rl的一端相連,第一電阻Rl的另一端分別與第二電阻R2以及升壓變壓器T的初級線圈相連接，升壓變壓器T的次級線圈的一端經(jīng)所述的第三電阻R3和二極管D接主電容器組2非地端，升壓變壓器T的次級線圈的另一端接地。
[0021]所述的充電電路I中的第一可控硅SCRl和第二可控硅SCR2用來控制充電時電源的導(dǎo)通角，從而達到控制整流電壓幅值的目的；第一電阻Rl和第二電阻R2是變壓器T初級側(cè)的保護電阻；第三電阻R3和二極管D組成整流回路并為主電容器組2進行直流充電。
[0022]第一可控硅SCRl和第二可控硅SCR2控制可調(diào)的交流電源通過升壓變壓器T之后，經(jīng)過整流輸出直流，進而向主電容器組2充電，第一可控硅SCRl和第二可控硅SCR2控制交流電源的導(dǎo)通角，從而起到調(diào)節(jié)充電電壓大小和充電速度的作用。主電容器組2充電完畢后，放電開關(guān)3導(dǎo)通，電容的大部分能量轉(zhuǎn)移到充電電感7上，當(dāng)充電電流接近峰值時斷路開關(guān)斷開，此時充電電感擊穿放電間隙9，在被試品12上輸出沖擊電流波形。此過程首次放電是主電容器組2對主電感7放電，二次放電是主電感7對被試品12放電，產(chǎn)生高陡度的沖擊電流。輸出波形的波頭時間由主電感7、第一調(diào)波電阻8、第二調(diào)波電感10、第二調(diào)波電阻11決定。
[0023]實驗表明，本發(fā)明最顯著的特點是:用RL回路產(chǎn)生沖擊電流，充電電容兩端的電壓不需要太高，而且產(chǎn)生的高陡度沖擊電流幅值較大，提高了工程應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟性。
【權(quán)利要求】
1.一種電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，其特征在于其構(gòu)成包括:充電電路(I)、主電容器組(2)、放電開關(guān)(3)、斷路開關(guān)(5)、主電感(7)、第一調(diào)波電阻(8)、放電間隙(9)、第二調(diào)波電感(10)和第二調(diào)波電阻(11)，所述的充電電路(I)與主電容器組(2)并聯(lián)后一端接地，另一端依次經(jīng)所述的放電開關(guān)(3)、斷路開關(guān)(5)、接所述的放電間隙(9)的一端，該放電間隙(9)的另一端經(jīng)調(diào)波電感(10)接所述的第二調(diào)波電阻(11)，所述的主電感(7)與第一調(diào)波電阻8并聯(lián)后一端接所述的回路等效電阻(6)與所述的放電間隙(9)的節(jié)點，另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，其特征在于，所述的充電電路(I)包括:第一可控硅(SCR1)、第二可控硅(SCR2)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、升壓變壓器(T)、第三電阻(R3)和二極管(D)，所述的第一可控硅(SCRl)與第二可控硅(SCR2)反向并聯(lián),一端接380V —端,另一段與所述的第一電阻(Rl)的一端相連，該第一電阻(Rl)的另一端與第二電阻(R2)和所述的升壓變壓器(T)的初級線圈的一個節(jié)點相連，所述的第二電阻(R2)和所述的升壓變壓器(T)的初級線圈的另一節(jié)點接所述的380V的另一端，所述的升壓變壓器(T)的次級線圈的一端經(jīng)第三電阻(R3)和二極管(D)接所述的主電容器組(2)的非地端，該升壓變壓器(T)的次級線圈的另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，其特征在于，首次放電是主電容器組(2 )對主電感(7 )放電，二次放電是主電感(7 )對被試品(12 )放電，產(chǎn)生高陡度的沖擊電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電感放電型高陡度沖擊電流發(fā)生器，其特征是，所述的斷路開關(guān)(5)為電爆炸絲。
【文檔編號】G01R1/28GK103675375SQ201310750521
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳堅, 王勇, 金遠, 劉寶全, 高鑫, 傅正財, 孫偉, 阮浩浩 申請人:上海交通大學(xué), 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院