專利名稱：雷電波發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雷電波發(fā)生裝置，它可以產(chǎn)生高電壓及大沖擊電流的雷電波。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通訊網(wǎng)絡(luò)的規(guī)膜在急劇的擴(kuò)大，雷電災(zāi)害所帶來的損失也在急劇的加大，人們對(duì)雷電防護(hù)的要求越來越高。為了制造出更好的防雷電產(chǎn)品，進(jìn)一步提高防雷電產(chǎn)品對(duì)雷電(包括對(duì)直擊雷)的防護(hù)能力，需要對(duì)雷電波進(jìn)行深入的研究和對(duì)高性能的防雷電產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。
目前，有單回路的雷電波發(fā)生裝置，它具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。但在需要峰值電流增加的情況下，需要的蓄能電容量也要求增加，隨之而來的是設(shè)備的體積增加，進(jìn)一步使分散參數(shù)增加，使得整個(gè)裝置中的調(diào)波電阻、蓄能電感的數(shù)值必須減小；因此整個(gè)裝置的調(diào)整范圍減小，使用范圍減小，調(diào)試難度增加，當(dāng)這種情況達(dá)到某一界限時(shí)，采用單回路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高峰值電流雷電波將僅僅是理論上的事情。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能產(chǎn)生大的峰值電流，但不需要大的蓄能電容的雷波發(fā)生裝置。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括一單回路雷電波發(fā)生裝置，該裝置包括交流變壓器B、二極管D、充電電阻R1、調(diào)波電阻R2、蓄能電容C1、主蓄能電感L1、快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2；二極管D、充電電阻R1及蓄能電容C1互相串聯(lián)后并接在交流變壓器B的輸出端；調(diào)波電阻R2、快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2互相串聯(lián)后并接在蓄能電容C1的兩端；蓄能電感L1的一端接快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2的串聯(lián)點(diǎn)，另一端接負(fù)載FZ的端子A；其特征在于它還包括另外一個(gè)以上的單回路雷電波發(fā)生裝置，該裝置的電路結(jié)構(gòu)與上述單回路雷電波發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)一樣，它們的蓄能電感的一端接負(fù)載FZ的端子A，它們的蓄能電容通過其的充電電阻接變壓器B的輸出端，以便充電。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步的改進(jìn)為，它還包括一個(gè)單回路雷電波發(fā)生裝置，該裝置包括充電電阻R3、調(diào)波電阻R4、蓄能電容C2、主蓄能電感L2、快速同步間隙開關(guān)K4及快速換路間隙開關(guān)K3。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、輸出電流峰值高由電工學(xué)原理我們知道用RLC電路產(chǎn)生沖擊電流波時(shí)，在相同的充電電壓下，回路電流的峰值imD與回路中被充電的電容量 成正比，即 。在保持電容器電容總量不變的條件下，將電容器分成兩組相等的部分做成雙回路結(jié)構(gòu)，則每個(gè)回路的電流峰值im與 成正比，即 。把兩組回路的電流集中于同一負(fù)載，負(fù)載上所得的電流峰值為imS＝2im，顯然有imS- 。因此，用相同容量的電容器分成兩個(gè)回路所產(chǎn)生的總沖擊電流比單回路增大了 倍，即 2、輸送給試品的能量高在試驗(yàn)過程中裝置輸送到試品上的能量 ，其中R為試品中的有效電阻。為了使這個(gè)指標(biāo)更具廣泛意義，常以W/R表示，即所謂能量比，顯然在雙回路裝置中 。由以上的分析可以看出，在雙回路系統(tǒng)中能量比指標(biāo)為單回路系統(tǒng)中的兩倍。
3、輸送給試品的電荷量大在試驗(yàn)過程中裝置輸送到試品上的電荷量 ，由上述的分析可以看出，在雙回路裝置中輸送給試品的電荷量是單回路系統(tǒng)的 倍。
4、由于雙回路的結(jié)構(gòu)，蓄能電容的體積減小，有利于減小設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸，從而降低分散參數(shù)，使得回路中寄生電感等對(duì)雷電波形的影響降低了一半，有助于穩(wěn)定地產(chǎn)生雷電波。


圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖2為本實(shí)用新型的電流變化曲線圖。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述如圖1所示，它是一種雷電波發(fā)生裝置，包括兩單回路雷電波發(fā)生裝置，該裝置包括交流變壓器B、二極管D、充電電阻R1、R3、調(diào)波電阻R2、R4、蓄能電容C1、C2、主蓄能電感L1、L2、快速同步間隙開關(guān)K1、K4、及快速換路間隙開關(guān)K2、K3。其中，二極管D、充電電阻R1及蓄能電容C1互相串聯(lián)后并接在交流變壓器B的輸出端；充電電阻R1及蓄能電容C1互相串聯(lián)后再與二極管D串聯(lián)。調(diào)波電阻R2、快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2互相串聯(lián)后并接在蓄能電容C1的兩端；調(diào)波電阻R4、快速同步間隙開關(guān)K4及快速換路間隙開關(guān)K3互相串聯(lián)后并接在蓄能電容C2的兩端。蓄能電感L1的一端接快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2的串聯(lián)點(diǎn)，另一端接負(fù)載FZ端子A；蓄能電感L2的一端接快速同步間隙開關(guān)K4及快速換路間隙開關(guān)K3的串聯(lián)點(diǎn)，另一端接負(fù)載FZ的端子A。
現(xiàn)在我們來分析整個(gè)裝置的工作原理，在圖1中的快速同步間隙開關(guān)K1、K4短接后。電容C1、C2中貯存的電荷開始對(duì)電感元件L、L’(L＝蓄能電感L1+分布參數(shù)電感L0，L’＝蓄能電感L2+分布參數(shù)電感L0’)、電阻元件R、R’(R＝調(diào)波電阻R2+分布參數(shù)電阻R0，R’＝調(diào)波電阻R4+分布參數(shù)電阻R0’)釋放，電路中的電流迅速增加，如果電路結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，將產(chǎn)生一個(gè)衰減振蕩放電過程。其中放電電流 其中 第一個(gè)電流峰值曲線參見圖2，在這里電路中的能量不斷的從儲(chǔ)能電容C1、C2儲(chǔ)存的電場能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾钅茈姼蠰1、L2中的磁場能量，又從磁場能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰?。由于裝置中存在電阻元件會(huì)不斷的消耗能量，因此這種振蕩為衰減振蕩。顯然這樣的振蕩波形只有開始的一個(gè)上升階段才符合我們的要求，這就是波頭部分。為了得到余下的波尾部分，我們?cè)诜烹婋娏鬟_(dá)到第一個(gè)峰值的時(shí)刻t1，短接快速換路間隙開關(guān)K2、K3(圖1)。在這個(gè)時(shí)刻，蓄能電感L1、L2中存儲(chǔ)的磁場能量達(dá)到了最大值，快速換路間隙開關(guān)K2、K3短接后，儲(chǔ)存在蓄能電感L1、L2內(nèi)的磁能逐漸釋放到試驗(yàn)樣品上，電流的下降速率明顯較慢，為圖2中的虛線部分。放電電流 通過上面的分析可以看到正確設(shè)計(jì)串聯(lián)電路中的電容、電感、電阻元件的參數(shù)，我們便可以得到需要的、符合標(biāo)準(zhǔn)要求的10/350μS雷電波形，t1以前的電流波形稱為波頭。
雙回路雷電波發(fā)生電路是將兩組結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同的單回路雷電波發(fā)生器的輸出端并接在負(fù)載FZ兩端。雙回路雷電波發(fā)生電路結(jié)構(gòu)比單回路雷電波發(fā)生電路有著明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
為了保證單個(gè)發(fā)生器回路工作穩(wěn)定、一致，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重整體結(jié)構(gòu)布置，盡量減少由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理所產(chǎn)生的分散參數(shù)(圖1中的L0、R0、L0’、R0’)。分散參數(shù)由設(shè)備的結(jié)構(gòu)件或電氣元件帶來的，分散參數(shù)會(huì)零散的摻雜在整個(gè)電路中，并對(duì)波形產(chǎn)生不良的影響，使設(shè)備的性能降低，甚至無法完成需要的工作。分散參數(shù)不可能完全消除，但是通過減小設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸，精心設(shè)計(jì)各電氣元件的安裝位置，能有效的減少分散參數(shù)。大幅度的加大電氣元件電參數(shù)的設(shè)計(jì)富裕度也能減少分散參數(shù)，如大量提高連接導(dǎo)線的通流能力必然使得系統(tǒng)的線路電阻降低。
為了使兩個(gè)發(fā)生回路產(chǎn)生的波形參數(shù)一致，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)主要的電路元件采用了電參數(shù)可單獨(dú)調(diào)整的結(jié)構(gòu)，如調(diào)波電阻采用了多組可拆卸的模塊設(shè)計(jì)，主蓄能電容則采用了塔形分段式結(jié)構(gòu)。使得雙回路系統(tǒng)在調(diào)試和長期的使用中能方便的將兩個(gè)回路所產(chǎn)生的雷電波形調(diào)整到需要的水平。
通過以上方面的措施，使兩個(gè)發(fā)生回路的動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，產(chǎn)生的波形穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種雷電波發(fā)生裝置，包括一單回路雷電波發(fā)生裝置，該裝置包括交流變壓器B、二極管D、充電電阻R1、調(diào)波電阻R2、蓄能電容C1、主蓄能電感L1、快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2；二極管D、充電電阻R1及蓄能電容C1互相串聯(lián)后并接在交流變壓器B的輸出端；調(diào)波電阻R2、快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2互相串聯(lián)后并接在蓄能電容C1的兩端；蓄能電感L1的一端接快速同步間隙開關(guān)K1及快速換路間隙開關(guān)K2的串聯(lián)點(diǎn)，另一端接負(fù)載FZ的端子A；其特征在于它還包括另外一個(gè)以上的單回路雷電波發(fā)生裝置，該裝置的電路結(jié)構(gòu)與上述單回路雷電波發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)一樣，它們的蓄能電感的一端接負(fù)載FZ的端子A，它們的蓄能電容通過充電電阻接變壓器B的輸出端，以便充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷電波發(fā)生裝置，其特征在于它還包括一個(gè)單回路雷電波發(fā)生裝置；該裝置包括充電電阻R3、調(diào)波電阻R4、蓄能電容C2、主蓄能電感L2、快速同步間隙開關(guān)K3及快速換路間隙開關(guān)K4。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雷電波發(fā)生裝置,包括一單回路雷電波發(fā)生裝置,該裝置包括交流變壓器、二極管、充電電阻、調(diào)波電阻、蓄能電容、主蓄能電感、快速同步間隙開關(guān)及快速換路間隙開關(guān);二極管、充電電阻及蓄能電容互相串聯(lián)后并接在交流變壓器的輸出端;調(diào)波電阻、快速同步間隙開關(guān)及快速換路間隙開關(guān)互相串聯(lián)后并接在蓄能電容的兩端;蓄能電感的一端接快速同步間隙開關(guān)及快速換路間隙開關(guān)的串聯(lián)點(diǎn),另一端接負(fù)載;特點(diǎn)是:它還包括另外一個(gè)以上的單回路雷電波發(fā)生裝置,該裝置的電路結(jié)構(gòu)與上述雷電波發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)一樣,它們的蓄能電感的一端接負(fù)載。它具有輸出電流峰值高,輸送給試品的能量高及電荷量大等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K3/00GK2520066SQ0124254
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月7日
發(fā)明者曾楚英, 張錦旸, 姚茂秋 申請(qǐng)人:廣東天樂通信設(shè)備有限公司, 曾楚英