一種特種車(chē)輛整車(chē)?yán)纂婇g接效應(yīng)試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特種車(chē)輛整車(chē)?yán)纂婇g接效應(yīng)試驗(yàn)方法，即一種特種車(chē)輛整車(chē)對(duì)雷電間接效應(yīng)的防護(hù)能力判定方法，屬于特種車(chē)輛的雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)，考驗(yàn)特種車(chē)輛對(duì)于雷電間接效應(yīng)的防護(hù)能力的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]特種車(chē)輛通常工作在野外環(huán)境，氣候或地理環(huán)境比較復(fù)雜，特別是處于空曠場(chǎng)地時(shí)，遭受雷電的概率比較大，需要做好相應(yīng)的防護(hù)措施。
[0003 ]雷電對(duì)特種車(chē)輛的危害分直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。雷電直接效應(yīng)是指雷電直接擊中特種車(chē)輛，可導(dǎo)致車(chē)輛被擊穿、熔融、結(jié)構(gòu)變形發(fā)等，為避免直擊雷帶來(lái)的危害，一般通過(guò)特種車(chē)輛工作區(qū)域附件安裝避雷針?lè)雷o(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，避免雷電直接擊中車(chē)輛。雷電間接效應(yīng)是指雷電擊中避雷針時(shí)，雷電大電流高電壓作用產(chǎn)生強(qiáng)大的雷電電磁脈沖場(chǎng)，導(dǎo)致特種車(chē)輛電子設(shè)備上產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓受影響或損壞。
[0004]目前，常規(guī)的雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)方法主要針對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)方法采用雷電電流直接注入飛機(jī)機(jī)殼的方式，考核飛機(jī)內(nèi)部電子設(shè)備受到的雷電間接效應(yīng)的影響。特種車(chē)輛在工作過(guò)程中雷電放電通路、耦合路徑與飛機(jī)在空中飛行狀態(tài)差異較大，飛機(jī)雷電間接效應(yīng)方法無(wú)法在特種車(chē)輛中采用。現(xiàn)有雷電電磁環(huán)境專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，雷電放電波形參數(shù)有明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，但缺乏針對(duì)特種車(chē)輛的系統(tǒng)級(jí)雷電試驗(yàn)方法。如果應(yīng)用目前常規(guī)的試驗(yàn)方法對(duì)特種車(chē)輛開(kāi)展雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)，無(wú)法有效考核由于雷電擊中避雷針這種放置于地面的設(shè)施，而對(duì)其附近的車(chē)輛所產(chǎn)生的間接效應(yīng)影響，同時(shí)無(wú)法體現(xiàn)由于大地導(dǎo)電作用對(duì)于車(chē)輛間接效應(yīng)形成及作用效果的影響。當(dāng)以野外工作的特種車(chē)輛為試驗(yàn)對(duì)象時(shí)，目前的試驗(yàn)方法不具有針對(duì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為:克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種特種車(chē)輛整車(chē)?yán)纂婇g接效應(yīng)試驗(yàn)方法，解決了特種車(chē)輛在野外作業(yè)過(guò)程中安裝避雷針?lè)雷o(hù)直接雷，避雷針被雷電擊中過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾，考核特種車(chē)輛對(duì)于雷電間接效應(yīng)的防護(hù)能力。通過(guò)本發(fā)明，明確了試驗(yàn)配置、流程、方法和波形參數(shù)，形成統(tǒng)一可執(zhí)行的方法，解決目前缺乏標(biāo)準(zhǔn)方法參考的難題，可為特種車(chē)輛(即裝有電氣設(shè)備能夠在野外作業(yè)的車(chē)輛)整車(chē)的雷電間接效應(yīng)防護(hù)能力提供技術(shù)支撐。
[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)方案為:一種特種車(chē)輛整車(chē)?yán)纂婇g接效應(yīng)試驗(yàn)方法，步驟如下:
[0007](I)將避雷針垂直地面放置，避雷針的一端接地，避雷針的另一端為尖端，即自由端;然后將車(chē)內(nèi)裝有電氣設(shè)備的待測(cè)車(chē)輛停放于與避雷針?biāo)骄嚯x為L(zhǎng)處；
[0008](2)將雷電電流沖擊發(fā)生器設(shè)置于與避雷針有一定距離的地面上，并且雷電電流沖擊發(fā)生器的地線接地，雷電電流沖擊發(fā)生器的輸出端通過(guò)金屬引線連接避雷針的自由端；
[0009](3)在避雷針正上方設(shè)置一個(gè)懸掛的放電端子，放電端子的放電端指向避雷針的尖端，放電端子的放電端與避雷針的尖端有一定距離，放電端子通過(guò)絕緣材料制成的掛件固定，且通過(guò)調(diào)整掛件的長(zhǎng)度，能夠調(diào)節(jié)放電端子的放電端與避雷針的尖端之間的距離；
[0010](4)雷電電壓沖擊發(fā)生器，設(shè)置于與放電端子有一定距離的地面上，并且雷電電壓沖擊發(fā)生器的地線接地，雷電電壓沖擊發(fā)生器的輸出端通過(guò)金屬引線連接放電端子；
[0011](5)打開(kāi)待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備，電氣設(shè)備正常工作后，雷電電流沖擊發(fā)生器產(chǎn)生電流注入量級(jí)為初始的雷電電流；
[0012](6)將步驟(5)的雷電電流通過(guò)金屬引線送至避雷針，雷電電流通過(guò)避雷針產(chǎn)生的電磁效應(yīng)耦合至待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備上，此時(shí)判斷待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備是否能夠正常工作，重復(fù)N次，如果每次能夠正常工作，則判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備通過(guò)此電流注入量級(jí)的雷電電流驗(yàn)證，進(jìn)行步驟(7);如果電氣設(shè)備有一次以上不能夠正常工作，則判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備不能通過(guò)此電流注入量級(jí)的雷電電流驗(yàn)證，即判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備能夠通過(guò)比此電流注入量級(jí)低一個(gè)量級(jí)的雷電電流產(chǎn)生的干擾，進(jìn)行步驟(8);
[0013](7)調(diào)整雷電電流(即沖擊電流)注入量級(jí)，將步驟(6)中最后施加的雷電電流注入量級(jí)每次提升最高電壓注入量級(jí)的1/10，重復(fù)步驟(6)，直至電流注入量級(jí)為設(shè)定的最高電流注入量級(jí)，判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備通過(guò)最高電流注入量級(jí)的雷電電流驗(yàn)證，即判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備能夠通過(guò)此電流注入量級(jí)的雷電電流產(chǎn)生的干擾，進(jìn)行步驟(8);
[0014](8)打開(kāi)待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備，電氣設(shè)備正常工作后，雷電電壓沖擊發(fā)生器產(chǎn)生電壓注入量級(jí)為初始的雷電電壓，
[0015](9)將步驟(8)的雷電電壓通過(guò)金屬引線送至放電端子，放電端子與避雷針的尖端之間的距離預(yù)先設(shè)置在安全距離，即不發(fā)生放電的距離，然后通過(guò)調(diào)整掛件的長(zhǎng)度，緩慢減小放電端子與避雷針的尖端之間的距離，直至放電端子與避雷針的尖端間隙放電，產(chǎn)生的電磁效應(yīng)耦合至待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備上，此時(shí)判斷待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備是否能夠正常工作，重復(fù)N次，如果每次能夠正常工作，則判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備通過(guò)此電壓注入量級(jí)的雷電電壓驗(yàn)證，進(jìn)行步驟(10);如果電氣設(shè)備有一次以上不能夠正常工作，則判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備不能通過(guò)此電壓注入量級(jí)的雷電電壓驗(yàn)證，即判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備能夠通過(guò)比此電壓注入量級(jí)低一個(gè)量級(jí)的雷電電壓驗(yàn)證，進(jìn)行步驟(11);
[0016](10)調(diào)整雷電電壓(即沖擊電壓)注入量級(jí)，將步驟(9)中的雷電電壓沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的雷電電壓注入量級(jí)每次提升最高電壓注入量級(jí)的1/6，重復(fù)步驟(9)，直至電壓注入量級(jí)為設(shè)定的最高電壓注入量級(jí)，判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備通過(guò)最高電壓注入量級(jí)的雷電電壓產(chǎn)生的干擾，即判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備能夠通過(guò)此電壓注入量級(jí)的雷電電壓產(chǎn)生的干擾，進(jìn)行步驟(11);
[0017](11)當(dāng)步驟(6)或(7)判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備能通過(guò)的電流注入量級(jí)大于等于待測(cè)車(chē)輛要求的電流防護(hù)量級(jí)，且步驟(9)或步驟(10)判定待測(cè)車(chē)輛上的電氣設(shè)備能通過(guò)的電壓注入量級(jí)大于等于待測(cè)車(chē)輛要求的電壓防護(hù)量級(jí)，則判定待測(cè)車(chē)輛具備雷電間接效應(yīng)的防護(hù)能力；否則，判定待測(cè)車(chē)輛不具備雷電間接效應(yīng)的防護(hù)能力。
[0018]所述引線的材質(zhì)為銅制扁平編織帶。
[0019]所述放電端子的放電端與避雷針的尖端之間的安全距離D與放電電壓量級(jí)U的關(guān)系，如下公式:
[0020]D = U/3000+l
[0021]所述初始的雷電電流的電流注入量級(jí)為最高電流注入量級(jí)的1/10?1/5。
[0022]所述初始的雷電電壓的電壓注入量級(jí)為最高電壓注入量級(jí)的1/6?1/3。
[0023]所述待測(cè)車(chē)輛停與避雷針?biāo)骄嚯xL為3?20米。
[0024]所述最高電流注入量級(jí)為200kA，最高電壓注入量級(jí)為6000kV。
[0025]所述避雷針高度為6?20米。
[0026]所述的雷電電流沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的電流的波形包括ABCD四個(gè)分段波形，其中A波形持續(xù)時(shí)間小于等于500微秒，B波形時(shí)間小于等于5毫秒，C波形持續(xù)時(shí)間在為0.25秒至I秒之間，0波形持續(xù)時(shí)間小于等于500微秒。
[0027]所述的雷電電壓沖擊發(fā)生器產(chǎn)生的電壓的波形為初始O伏至擊穿電壓的時(shí)間為1.2微秒(± 20 % )，擊穿點(diǎn)至電壓下降一半的時(shí)間為50微秒(± 20 % )。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0029](I)本發(fā)明提出了整車(chē)?yán)纂婇g接試驗(yàn)配置，可在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)大電流、大電流模擬雷電放電進(jìn)行試驗(yàn)研究，解決目前車(chē)輛缺乏整車(chē)?yán)纂娫囼?yàn)配置的難題。
[0030](2)本發(fā)明明確了雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法、流程、測(cè)量量級(jí)和步進(jìn)等內(nèi)容，統(tǒng)一試驗(yàn)方法，解決目前缺乏試驗(yàn)方法的問(wèn)題。
[0031](3)本發(fā)明明確了車(chē)輛雷電間接效應(yīng)雷電防護(hù)能力的試驗(yàn)判定方法，解決目前缺乏車(chē)輛系統(tǒng)雷電防護(hù)能力試驗(yàn)考核判定依據(jù)的問(wèn)題。
[0032](4)本發(fā)明明確了雷電間接效應(yīng)試驗(yàn)過(guò)程中引線材料為銅制扁平編織帶，可有效降低引線阻抗。
[0033](5)本發(fā)明定義了放電端與避雷針的尖端之間的安全距離D的計(jì)算公式，可快速確定放電端子放置的安全位置，避免提前放電導(dǎo)致試驗(yàn)失敗或其他安全隱患。
[0034](6)本發(fā)明定義了整車(chē)?yán)纂婇g接效應(yīng)中電流、電壓初始注入