本实用新型专利技术公开了一种多重雷电流发生回路及其装置，每一重雷电流发生回路在以放电开关低压电极为圆心的扇形区域内径向布置，每一重雷电流发生回路包括电容器组，电容器组的高压端依次经放电开关高压电极、放电开关低压电极、试品腔、调波组件和波形切换开关与电容器组的低压端连接，放电开关低压电极内设置有多个等离子体喷射器，每个等离子体喷射器由与其对应连接的等离子体喷射器驱动源控制动作，实现多重雷电流发生回路的依次导通。本实用新型专利技术能够实现多重雷电流发生装置的紧凑化设计，且便于进行重数的扩展，同时具备雷电流波形参数可调以及每重雷电流间隔时间的高精度调节功能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
一种多重雷电流发生回路及其装置
[0001]本技术属于电源
，具体涉及一种多重雷电流发生回路及其装置。
技术介绍
[0002]目前针对氧化锌电阻片相关产品的性能考核通常采用8/20μs等单脉冲电流波形，按照GB11032
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2020规定的相关试验方法进行检测。然而大量雷电观测采集数据表明，多重雷击是自然雷击的普遍现象，80％的自然雷电具有多次回击的多脉冲过程。一次雷电多脉冲(3～4脉冲，500ms)的冲击时间长度约为是单脉冲的250倍，累积能量约为单脉冲的20倍。因此，单脉冲在脉冲电流规律、时间长度、脉冲陡度以及电流热效应等方面不符合自然闪电的物理特征。同时相关标准在连续脉冲之间的时间间隔选择为一分钟。然而研究数据表明，一次雷电过程中各脉冲间隔时间一般为15到150ms(最短毫秒级，平均30～40毫秒)。
[0003]早在上世纪90年代，M.Darveniza等人研究发现原本通过标准实验的避雷器在35ms时间间隔的6脉冲电流激励下出现劣化，其耐受脉冲数更少、温升更高。随着多脉冲电流发生器和相关检测手段的提升，各国研究者发现在多重雷激励下氧化锌电阻片的劣化主要来源于热量积累和热
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力复合作用带来的次生伤害，包括闪络、穿孔及开裂，并从晶格、晶界在多重雷激励下的变化这一微观角度解释氧化锌电阻片整体性能的下降。显然采用单脉冲模式检验合格的避雷器，可能因不具有或不完全具有耐受多重雷的能力，而发生损坏甚至起火燃烧。同时目前相关研究中脉冲时间间隔多为三四十毫秒到百毫秒水平，脉冲间隔时间、脉冲幅值以及脉冲数对氧化锌电阻片性能的影响仍需探索。
[0004]放电开关是多重雷设备脉冲电流形成中的关键部件，其工作特性直接决定了设备能否为试品提供合适的脉冲电流波形和整个设备工作的可靠性。本方案的多重雷设备具有工作电压高(百千伏)和脉冲间隔短(1ms)的特点，其中工作电压高决定了开关主间隙距离较大，脉冲间隔短决定了开关触发控制精度高以及需要考虑绝缘恢复时间的配合问题，否则会因为频繁重击穿而导致装置无法稳定运行。
[0005]讨论开关工作特性时常用工作系数表征，即开关工作电压占主间隙自击穿电压的百分比。显然对于传统触发方式，希望开关工作在较高工作系数下，然而高工作系数会使得开关在工作时的自击穿概率大大提高，降低实验成功率的同时也会给设备带来损害。但是传统触发方式又无法使得开关在低工作系数下可靠触发。此外为了保证触发将间隙设计为距离可调，这同时也给实际使用中带来不便，且工作电压越高，间隙越难调节。
[0006]基于上述现状，迫切需要解决气体开关及回路设计难点，研制一种多重雷电流发生装置进行试验研究，能够依照一定时序连续泵浦多重发次标准雷电流脉冲加载至氧化锌电阻片试品。
技术实现思路
[0007]本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多重雷电流发生回路及其装置，以解决多重雷电流发生装置回路设计、重数扩展以及放电时序
控制的问题。
[0008]本技术采用以下技术方案：
[0009]一种发生回路，包括多重雷电流发生回路，每一重雷电流发生回路在以放电开关低压电极为圆心的扇形区域内径向布置，每一重雷电流发生回路包括电容器组，电容器组的高压端依次经放电开关高压电极、放电开关低压电极、试品腔、调波组件和波形切换开关与电容器组的低压端连接，多重雷电流发生回路共用放电开关低压电极，放电开关低压电极内设置有多个等离子体喷射器，每个等离子体喷射器连接对应的等离子体喷射器驱动源。
[0010]具体的，放电开关高压电极由扁铜球构成，扁铜球的球冠部分为圆形结构的金属钨电极。
[0011]进一步的，多重雷电流发生回路共用放电开关低压电极，放电开关低压电极由铜鼓构成，且铜鼓一周与放电开关高压电极的球冠对应位置处均安装有相同结构的金属钨电极。
[0012]更进一步的，圆形金属钨电极的中心开有圆孔，等离子体喷射器对应圆形金属钨电极布置。
[0013]具体的，放电开关高压电极与电容器组并联连接。
[0014]具体的，电容器组固定在绝缘支架上，由定位钢架固定每一重雷电流发生回路之间的位置。
[0015]具体的，调波组件包括调波电感L1，调波电阻R1和调波电阻R2，调波电感L1与调波电阻R1串联连接组成一路调波电路，调波电阻R2组成另一路调波电路，两路调波电路分别与波形切换开关连接；调波电阻R1和调波电阻R2采用低感金属带绕制，且调波电阻R1和调波电阻R2设置有多抽头。
[0016]具体的，放电开关低压电极与试品腔在同一中心位置处。
[0017]具体的，多重雷电流发生回路至少包括两重。
[0018]本技术的另一个技术方案是，一种多重雷电流发生装置，包括：
[0019]多路延时触发单元，驱动等离子体喷射器驱动源输出信号；
[0020]等离子体喷射器驱动源，产生触发信号控制多重雷电流发生回路依次导通；
[0021]多重雷电流发生回路，用于对被试品形成多重雷电流；
[0022]测量与数采单元，用于测量被试品的电流，电压和温度数据；
[0023]计算机控制单元，用于接收测量与数采装置得到的被试品的电流，电压和温度数据，控制多路延时触发单元驱动等离子体喷射器驱动源和多重雷电流发生回路。
[0024]与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：
[0025]本技术一种发生回路，每一重雷电流发生回路均匀分布在扇形区域内；充电电源分别对每一重雷电流发生回路的电容器组同时充电；由触发信号控制等离子体喷射器驱动源，进而控制多重雷电流发生回路依次导通，对试品加载多重雷电流；每一重雷电流发生回路均匀分布在扇形区域内径向布置，以电容器组高压端为起点、经过试品、调波电感、调波电阻、回到电容器组低压端；试品腔位于放电开关低压电极同一中心位置的下方；每一重雷电流发生回路的路径距离一致；调波电感及调波电阻根据回路电流大小可实现每重雷电流发生回路共用或独立使用的设计，且作为汇流走线的一部分实现装置紧凑化设计；该
拓扑结构的发生回路便于进行重数的扩展。
[0026]进一步地，每一重雷电流发生回路共用放电开关的低压电极；放电开关的高压电极数量与多重雷发生装置的重数一致，且与每一重雷电流发生回路的电容器组紧凑连接；等离子体喷射器驱动源数量与多重雷发生装置的重数一致，通过等离子体喷射的触发方法实现多重雷电流发生装置放电开关的可控导通。
[0027]综上所述，本技术能够实现多重雷电流发生装置的紧凑化设计，且便于进行重数的扩展，同时具备雷电流波形参数可调以及每重雷电流间隔时间的高精度调节功能。
[0028]下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多重雷电流发生回路，其特征在于，每一重雷电流发生回路在以放电开关低压电极为圆心的扇形区域内径向布置，每一重雷电流发生回路包括电容器组(1)，电容器组(1)的高压端依次经放电开关高压电极(2)、放电开关低压电极(3)、试品腔(6)、调波组件(7)和波形切换开关(8)与电容器组(1)的低压端连接，多重雷电流发生回路共用放电开关低压电极(3)，放电开关低压电极(3)内设置有多个等离子体喷射器(5)，每个等离子体喷射器(5)连接对应的等离子体喷射器驱动源(4)。2.根据权利要求1所述的多重雷电流发生回路，其特征在于，放电开关高压电极(2)由扁铜球构成，扁铜球的球冠部分为圆形结构的金属钨电极。3.根据权利要求2所述的多重雷电流发生回路，其特征在于，多重雷电流发生回路共用放电开关低压电极(3)，放电开关低压电极(3)由铜鼓构成，且铜鼓一周与放电开关高压电极(2)的球冠对应位置处均安装有相同结构的金属钨电极。4.根据权利要求3所述的多重雷电流发生回路，其特征在于，金属钨电极的中心开有圆孔，等离子体喷射器(5)对应圆形金属钨电极布置。5.根据权利要求1所述的多重雷电流发生回路，其特征在于，放电开关高压电极(2)与电容器组(1)并联连接。6.根据权利要求1所述的多重雷电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兰均，林天煜，黄易之，张双金，李宝辉，
申请(专利权)人：西安西交瑞力电气研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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