[实用新型]一种20脉冲多波形冲击发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及信号发生器技术领域，尤其是涉及一种20脉冲多波形冲击发生器。

背景技术

观测数据表明全球每年发生超过12亿次雷击。每次闪电过程包含一次或多次大电流放电过程，如果首次放电后闪电停止，则为单闪击放电，否则为多闪击放电。

雷电观测统计回击次数典型值为3-4个，最多可达26个。在大多数地区，多闪击放电是雷电放电的主要形式。闪击之间的间隔从数十μs到数ms，典型值是50μs，最大值为125μs。

目前实验室雷电发生设备普遍为单闪击雷电设备，如电力采用用8/20μs和4/10μs，低压防雷采用的8/20μs和10/350μs发生装置，该类设备仅能够进行单一时序的单闪击雷电过程模拟，无法满足复杂环境下对雷电状态和雷电时序的高要求。

国外在这方面也已经有惨重教训和成功的经验，如阿波罗11号发射前遭受两次雷击，航天员紧急制动才避免了灾难性后果的发生。卫星和飞机等航天航空器屡受雷击，也表明现有的雷电发生装置和测试技术的局限性。因此上世纪70年代开始，美国宇航局就摒弃了单一时序单闪击雷电的理念，采用了四闪击雷电模型。其四闪击雷电波形包括两个快速闪击，一个长时间放电过程和一个短回击过程。实践表明，采用多闪击雷电模型比单闪击雷电过程更加接近真实放电过程，更加有利于雷电防护技术的研究和进步。

截至目前，在民用领域国内外仍然采用的单一时序单脉冲雷电测试平台，已经越来越不能满足防雷行业发展的需求。然而最近十多年人工雷电监测和人工引雷的结果表明，实际雷击是多次闪击，连续发生的多时序放电过程。其特点是初始雷电放电能量大，后续回击过程能量较小且均匀即雷电放电可视为多脉冲闪击过程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的20脉冲多波形冲击发生器，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种20脉冲多波形冲击发生器，包括变压器充电装置、20个本体电容储能装置、20路防电球隙、20套调波装置和试品箱；

所述变压器充电装置、所述20个本体电容储能装置、所述20路防电球隙和所述试品箱依次连接；所述变压器充电装置和所述20个本体电容储能装置均连接到所述20套调波装置；所述20个本体电容储能装置之间并联设置，所述20路防电球隙之间并联设置，所述20套调波装置之间并联设置；

所述试品箱接地，所述20套调波装置连接到所述试品箱的接地线上。

还包括自动控制测量分析系统，所述变压器充电装置、所述20路防电球隙和所述试品箱分别连接所述自动控制测量分析系统。

所述20脉冲多波形冲击发生器在机械结构布局上采用冲击放电典型回路，电容器组以公共圆心，扇形排列。。

所述20路防电球隙均采用光电位移编码器。

还包括电容，每组所述电容上增加一只充电电阻。

所述20路防电球隙中的每个放电球隙都对应设置一个单电机。

本实用新型研究20脉冲多波形雷电电磁脉冲发生系统与测试技术的研究不但填补了国内同类装置的空白，为防雷技术研究提供了完善而先进的测试平台。20脉冲多波形雷电电磁脉冲发生系统，能够输出以下六种波形：

1)20脉冲8/20us冲击电流：40kA；

2)20脉冲2.6/40us冲击电流:10kA；

3)单一8/20us大电流:150kA；

4)单一10/350us冲击电流:25kA；

5)组合波:20kV/10kA；

6)冲击电压:20kV；

同时序多闪击发生系统必须解决同时序控制和多路放电技术，20通道高速数据采集、多闪击波形数值重建、放电过程能量计算、雷电过程能量分布和分析、雷电防护装置测试等关键技术。其中多时序触发控制是难点和重点。

一般电子控制信号的强度为5V，信号门限一般在2V左右。本套系统工作在强雷电放电过程产生的强烈电磁环境下，电磁干扰强度在数十伏/m。在较小的 空间里实现电子控制信号的传输和控制，在极强电磁环境中实现信号的可靠控制，是发生系统研究的关键。

1)主要部件

变压器充电装置，20个本体电容储能装置，20路放电球隙，20套调波装置，试品箱，自动测量分析测试系统