防雷器和防雷器件的检测仪及其检测方法技术

本发明专利技术提供了一种防雷器及器件的检测仪及其检测方法，该检测仪是由箱体内的低压电源、高压电源、圆板型金属电极腔、检测电压电路以及箱体面板上的显示电路和控制电路构成；该检测仪的检测方法是模拟雷电产生的高压电弧，定性地判断防雷器及器件的防雷性能，并通过显示电路定量地表示出防雷器及器件的残留电压值。本发明专利技术突出的特点是在结构上采用了圆板型金属电极腔，方法上采用了无接触式测量，不仅能够在直流高压下检测到防雷器及器件上的残留电压值，而且能够模拟雷电效应－闪电，使测量更直观，测量范围更宽广。本发明专利技术适用于防雷及防浪涌的产品及其器件的检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种雷电检测仪器及其检测方法，具体地讲是一种对防雷电、防浪涌的产品及器件质量的检测仪器及其检测方法。
技术介绍
雷电灾害已被联合国列为“全球十大自然灾害”之一。随着经济建设的高速发展，电子信息设备的应用已深入至国民经济、国防建设和人民生活的各个领域，各种电子、微电子装备已在各行各业大量使用。由于这些系统和设备的耐高电压能力很低，所以，当直击雷电或感应雷电的高电压以及雷电电磁脉冲侵入时，所产生的电磁效应、热效应都会对系统和设备造成干扰或永久性损坏。每年，全世界在航空、军事、金融、证券、贸易、石化、医疗、教育、IT产业等方面，因雷击造成的经济损失相当惊人。另外，电器系统的开关操作和静电放电所引起的瞬态浪涌也是造成微电子器件、印刷电路板被击穿损坏的杀手。为了避免和减少雷电灾害、开关操作和静电放电带来的损失，国内外生产出各种防雷击、防浪涌的产品及器件，90年代的MOV(氧化锌)产品和90年代后期出现的surge protective device(SPD)产品(浪涌保护器，常称避雷器或防雷器)和气体放电管、TVS二极管、固态放电管(半导体放电管)等新型防雷、防浪涌器件。对于这些新型的科技产品和器件，有一些大型的检测仪器，方法是用高频直流高压源，经过升压加到被测体上，当漏电流达到1mA时，记录施加U1mA电压值，再将电压降至0.75U1mA，记录泄露电流值。但此法效率低，工作量大，价格昂贵、体积笨重，更不能进行现场检测；为此，我们独自研究、开发和设计出一种防雷、防浪涌仪器的检测仪。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种实用、小型及价廉的，以解决现有检测仪产品检测效率低，工作量大，且高压源体积庞大，不易进行现场测量各种防雷器和单独检测各种防雷器件的问题。本专利技术基于上述目的，研究并设计出一种防雷、防浪涌仪器的检测仪，其技术方案包括低压电源、直流高压电源、电压检测电路、电压换档开关(III)、高压输出端口(VII)和电流表(X)，其特征在于箱体内的直流高压电源的产生是由振荡电路产生锯齿波电压，整形放大为脉冲电压后，输入激励电路进一步放大，再输入功率开关电路，并将开关电路输出的逆程脉冲电压输入一体化回扫变压器中，获得脉冲高压，经滤波和可控硅电压保护后，产生检测仪所需要的直流高压，再串接电流表(X)后，加到圆板型金属电极腔；箱体内检测电路分别由两块LED显示集成电路及外围电路构成，其输入端连接到圆板型金属电极腔、输出端分别连接到面板上的显示电路——电压指示发光二极管(I)组和电压指示发光二极管(II)组，并通过电压换档开关(III)，构成0.1～1KV和1～5KV两组检测电压的显示窗口。上述的圆板型金属电极腔是分别由两片平行的圆形金属构成，两电极之间由空气隔离，一个电极通过电流表连接到直流高压上；另一电极的中心装有调节电极柱，电极柱分别连接L/N双向转换开关(VI)、电压换档开关(III)和高压输出端口(VII)。上述的直流高压电源采用交流→变压→LC震荡→高频脉冲→放大→升压→整流→滤波→保护电路→圆板型金属电极腔→电离空气→产生电弧。本专利技术防雷器及器件检测仪的检测方法，其方法一是对防雷电源插座的检测，即将其电源线的三眼电源插头的L和N极，对应插入到面板上的三眼电源插座(V)中，三眼电源插座(V)内的L和N极，通过L/N双向转换开关(VI)分别加到高压电极的电极柱上，三眼电源插座(V)中的接地端为公共地，通电后可检测出防雷电源插座L和N极的额定残留电压值。该方法二是对各种防雷器及器件的检测，即通过面板上的高压输出端口(VII)，用自备的两个检测探头或检测夹连接到被测的防雷器及器件的两端，通电后检测出防雷器及器件的额定残留电压值。检测时，若检测仪面板上的高压电弧窗(IV)伴随有电弧的出现，并有电压指示发光二极管(I)组或(II)组发光，电流表(X)有指示，表示为产品合格；同时，根据电压指示发光二极管显示的数量定量表示出防雷器及器件的额定残留电压值。检测时，若检测仪面板上的高压电弧窗(IV)无电弧显示、无电压指示发光二极管(I)组或电压指示发光二极管(II)组发光，电流表(X)无指示，则表示为产品不合格或不具有防雷电功效。检测时，若检测仪面板上有高压电弧窗(IV)的电弧出现，而无电压指示发光二极管(I)组或电压指示发光二极管(II)组发光，电流表(X)超出指示范围，则表示为防雷器及器件已被击穿损坏。本专利技术实施上述技术方案所带来的优点与积极效果在于采用了结构新颖的圆板型金属电极腔，用无接触式的测量方法，模拟雷电效应，产生高压电弧，达到定性测量的目的。同时，通过电压指示发光二极管检测电路，可以定量表示出各种防雷器及器件的额定残留电压值。本专利技术突出的特点是当防雷器及器件被“电弧击穿”时，在窗口能够显示出空气被电离时产生的电弧，由于高压测试电流小(毫安级)，电弧不会损坏被测器件；其次是电极的构造采用两块圆板型金属电极，在其中的一块中心上装有可调节的电极柱，可控制电弧的长短，实现控制高压电弧的电流，达到安全检测的目的。本专利技术对于装有防雷器件的特殊设备，如防雷电源插座(或防浪涌插座)，其内部装有防雷器件(压敏电阻、气体放电管等)，可将其电源连接线插头的L极(火线)和N极(零线)，插入面板上专用三眼电源插座(V)的相应插孔，通过L/N双向转换开关(VI)分别加到高压电极上，即可很方便地检测防雷电源插座L和N极的额定残留电压值。本专利技术对于各种规格的防雷器材和产品，可现场通过面板上的高压输出端口(VI)，用检测探头或测试夹直接接到被测体上，方便、快捷地测出防雷器材和产品的额定残留电压值。本专利技术对于单独的防雷器件(如压敏电阻、气体放电管、TVS二极管、固态放电管等)，同样可用检测探头或测试夹直接接到这些器件上，分别检测出防雷器件的额定残留电压值，以保证生产防雷产品的质量。本专利技术与现有技术相比所具有的优点还在于该设备功率小(25～30W)、体积小、便于携带、安全可靠、价格低廉。突出的特点是圆板型金属电极腔产生均匀高压电场，电极柱产生尖端放电，而电弧放电是在以电极柱为中心，以圆形金属片为区域放电，避免了金属片边沿处电弧因电晕效应而延伸，导致外泄电弧干扰或损坏检测仪器。该圆板型金属电极腔模拟雷电电弧加到被测物体上，不仅能够在直流高压下检测到防雷器及器件上的额定残留电压值，而且能够模拟雷电效应——闪电，使观测更为直观，测量范围更为宽广，即测量范围为0.1～5KV。这样，待检测的防雷器及器件就加在有足够高的均匀电场中，从而达到模拟雷电产生电离空气时的放电条件。高压电极一方面要有足够的高电压，另一方面还要不损坏被测器件。所以，通过调节电极柱，使电弧电流控制在200mA以下。这样，既可对不同残留电压标准的防雷器及器件施行检测，又不会对被测防雷器及器件造成损坏。附图说明图1是本专利技术高压电路结构原理的方框2是本专利技术电压测量电路的原理3是本专利技术检测仪的面板结构示意2中Ui为检测电压输入端；R*x为可调电阻，与R1组成分压电路，改变R*X阻值可获得0.1～1KV和0.5～5KV两组不同量程的电压；集成电路工作电压为5V；LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9、LED10为电压指示电压指示发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
防雷器及器件的检测仪，包括低压电源、直流高压电源、电压检测电路、电压换档开关（Ⅲ）、高压输出端口（Ⅶ）和电流表（Ⅹ），其特征在于箱体内的直流高压电源的产生是由振荡电路产生锯齿波电压，整形放大为脉冲电压后，输入激励电路进一步放大，再输入功率开关电路，并将开关电路输出的逆程脉冲电压输入一体化回扫变压器中，获得脉冲高压，经滤波和可控硅电压保护后，产生检测仪所需要的直流高压，再串接电流表（Ⅹ）后，加到圆板型金属电极腔；箱体内检测电路分别由两块ＬＥＤ显示集成电路及外围电路构成，其输入端连接电压换档开关（Ⅲ），输出端分别连接到面板上的显示电路－电压指示发光二极管（Ⅰ）组和电压指示发光二极管（Ⅱ）组，并通过电压换档开关（Ⅲ），构成０．１～１ＫＶ和１～５ＫＶ两组检测电压的显示窗口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方明煌，王俊萍，李刚，方洁，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]