一種雷電流直接效應試驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及了一種雷電流直接效應試驗裝置，該試驗裝置由雷電流首次回擊分量回路、雷電流中間電流分量回路、雷電流持續電流分量回路和雷電流繼后回擊分量回路，時序觸發電路，直接效應放電架等組成，該裝置能夠同時產生模擬自然界中一次完整的雷電流過程，可以考核當雷電電弧附著時伴隨產生的高溫、高壓沖擊波和電磁力對被測試物體所造成的燃燒、溶蝕、爆炸、結構畸變和強度降低等效應，也可分別產生雷電流每個分量用于單獨考核單一雷電流特性。該試驗裝置填補了我國關于類似裝置的空白，為雷電流直接效應試驗提供了優良的設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種直接效應試驗裝置，尤其是涉及一種雷電流直接效應試驗裝置。
技術介紹
目前國內外關于雷電流波形的標準很多，大體上雷電流波形分為首次回擊、中間電流、連續電流和后續回擊四個分量。雷電損傷既與接閃物體特性有關，也與雷電流特性有關。雷電流四方面的特性通常被考慮電流峰值、電流最大變化率、電流對時間積分、電流平方對時間積分。在雷電流電弧對金屬接閃器燒蝕危害研究方面，國內外一個重要的難題在于如何較為有效地模擬雷電電弧和雷電放電全過程，目前國內外的沖擊電流發生器都是模擬一次某一種特定波形的“雷電流”，缺乏連續完整模擬雷電的首次回擊、中間電流、連續電流和后續回擊的有效手段。雷電流對金屬燒蝕研究不僅需要考慮雷電流通道波形相同，還需要考慮雷電流各分量作用效應，特別是中間電流和連續電流的作用。雷電流直接效應試驗裝置的意義在于可以建立連續模擬雷電流放電過程直接效應試驗系統。雷電流直接效應試驗裝置對于研究和完善雷電流電弧對金屬燒蝕效應評估方法、設計開發輕型優質金屬接閃器材料和結構、加強飛機、0PGW、浮空器、近空間飛行器、油氣管線及罐體等重要設施雷電防護安全性有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的 一種雷電流直接效應試驗裝置，其特征在于，包括雷電流首次回擊分量回路、雷電流中間電流分量回路；雷電流持續電流分量回路；雷電流繼后回擊分量回路；同時與雷電流首次回擊分量回路、雷電流中間電流分量回路、雷電流持續電流分量回路以及雷電流繼后回擊分量回路連接的時序觸發電路；直接效應放電架；以及控制時序觸發電路的PLC時間控制電路；所述時序觸發電路與直接效應放電架連接。在上述的一種雷電流直接效應試驗裝置，雷電流首次分量回路包括依次串聯的調波電容Cl、調波電阻R1、調波電感LI以及第一點火放電回路，所述第一點火放電回路與時序觸發電路5連接，所述調波電容Cl 一端接地。在上述的一種雷電流直接效應試驗裝置，雷電流中間電流分量回路包括三個并聯的調波電容C21、調波電容C22以及調波電容C23 ;三個串聯的調波電感L21、調波電感L22和調波電感L23 ;以及第二點火放電回路；所述調波電容C21、調波電容C22以及調波電容C23的一端分別連接調波電感L21、調波電感L22和調波電感L23的一端，另一端接地；所述調波電感L23的另一端第二點火放電回路連接。在上述的一種雷電流直接效應試驗裝置，雷電流持續電流分量回路包括依次串聯的電池組U、限流電阻R3、保護電感L3以及放電開關組；所述放電開關組與所述時序觸發電路連接。在上述的一種雷電流直接效應試驗裝置，雷電流繼后回擊分量回路包括三個依次串聯的調波電容C4、調波電阻R4、調波電感L4以及第四點火放電回路；所述第四點火放電回路與時序觸發電路連接，所述調波電容C4 一端接地。在上述的一種雷電流直接效應試驗裝置，所述直接效應放電架由可調耐電弧引弧電極和可調引弧間隙組成。因此，本專利技術具有如下優點1、可以模擬真實閃電的作用效果包括雷電流首次回擊分量、雷電流中間電流分量、雷電流持續電流分量和雷電流繼后回擊分量。2、可以實現產生一定距離引弧電弧。用于模擬雷電電弧對被測試物體所造成的燃燒、溶蝕、爆炸、結構畸變和強度降低等效應。3、采用基于PLC控制的時序觸發電路，控制過程簡單可靠。附圖說明圖1是雷電流直接效應波形圖。圖2是雷電流直接效應試驗裝置主電路圖。圖3是雷電流直接效應試驗裝置控制時序圖。圖4是PLC時間控制電路的電路結構圖。圖5是時序觸發電路的電路結構圖。圖6是點火放電回路的電路結構圖。圖7a是實施例中的首次回擊分量`波形。圖7b是實施例中的中間電流分量波形。圖7c是實施例中的持續電流分量波形。圖7d是實施例中的繼后回擊分量波形。具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例圖1為雷電流直接效應波形圖，雷電流直接效應試驗應該由雷電流A分量首次回擊、雷電流中間電流分量、雷電流連續電流分量和雷電流后續回擊分量四個分量共同作用試驗。圖2是雷電流直接效應試驗裝置主電路圖，雷電流直接效應試驗裝置由雷電流直接效應試驗裝置由雷電流首次回擊分量回路1、雷電流中間電流分量回路2、雷電流持續電流分量回路3、雷電流繼后回擊分量回路4，時序觸發回路5，直接效應接閃放電架6組成，該裝置能夠同時產生模擬自然界中一次完整的雷電流過程，可以考核當雷電電弧附著時伴隨產生的高溫、高壓沖擊波和電磁力對被測試物體所造成的燃燒、溶蝕、爆炸、結構畸變和強度降低等效應，也可分別產生雷電流每個分量用于單獨考核單一雷電流特性。雷電流首次分量回路I由調波電容、調波電感、調波電阻和點火放電回路組組成，用于模擬雷電流首次回擊電流，可產生峰值為10-200kA，持續時間為100-900μ S，作用積分為O. 2-20X IO6A2. s首次回擊雷電流波形。雷電流中間電流分量回路2由調波電容、調波電感、調波電阻和點火放電回路組組成，用于產生雷電流中間電流，幅值為O. 5-2kA、持續時間Ι-lOms、電荷傳遞量為O. 5-20C的雷電流波形。雷電流持續電流分量回路3由電池組、保護電感、限流電阻和放電開關組組成，用于產生幅值為100-400A，持續時間為O. 25s Is、傳遞的電荷量為25-400C的雷電流持續電流波形。雷電流繼后回擊分量回路4由調波電容、調波電感、調波電阻和點火放電回路組組成，用于產生峰值為5-100kA，持續時間為100-500 μ S，作用積分為O. 1-0. 5 X IO6A2. s雷電流繼后回擊波形。圖3是雷電流直接效應試驗裝置控制時序圖，圖4是時序觸發回路5原理圖，當每個回路都充好點火，首先給雷電流首次分量回路點火開關點火放電，幾百微秒后給雷電流中間電流分量回路點火開關點火放電，幾毫秒后給雷電流持續電流分量回路放電開關信號進行放電，幾百毫秒后給雷電流繼后回擊分量回路點火開關點火放電。完成整個放電過程。雷電流直接效應放電通過直接效應接閃放電架6輸出，它由由可調耐電弧含石墨、鎢棒，銅鎢合金等引弧電極和可調引弧間隙組成，可以實現產生I cm -15cm引弧電弧。用于模擬雷電電弧對被測試物體所造成的燃燒、溶蝕、爆炸、結構畸變和強度降低等效應。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本專利技術精神作舉例說明。本專利技術所屬
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本專利技術的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雷電流直接效應試驗裝置，其特征在于，包括雷電流首次回擊分量回路（1）、雷電流中間電流分量回路（2）；雷電流持續電流分量回路（3）；雷電流繼后回擊分量回路（4）；同時與雷電流首次回擊分量回路（1）、雷電流中間電流分量回路（2）、雷電流持續電流分量回路（3）以及雷電流繼后回擊分量回路（4）連接的時序觸發電路（5）；直接效應放電架（6）；以及控制時序觸發電路（5）的PLC時間控制電路；所述時序觸發電路（5）與直接效應放電架（6）連接。

【技術特征摘要】
1.一種雷電流直接效應試驗裝置，其特征在于，包括雷電流首次回擊分量回路(I)、雷電流中間電流分量回路(2);雷電流持續電流分量回路(3);雷電流繼后回擊分量回路(4)； 同時與雷電流首次回擊分量回路(I)、雷電流中間電流分量回路(2)、雷電流持續電流分量回路(3)以及雷電流繼后回擊分量回路(4)連接的時序觸發電路(5);直接效應放電架(6); 以及控制時序觸發電路(5)的PLC時間控制電路；所述時序觸發電路(5)與直接效應放電架(6)連接。2.根據權利要求1所述的一種雷電流直接效應試驗裝置，其特征在于，雷電流首次分量回路(I)包括依次串聯的調波電容Cl、調波電阻R1、調波電感LI以及第一點火放電回路， 所述第一點火放電回路與時序觸發電路(5)連接，所述調波電容Cl 一端接地。3.根據權利要求1所述的一種雷電流直接效應試驗裝置，其特征在于，雷電流中間電流分量回路(2 )包括三個并聯的調波電容C 21、調波電容C 2 2以及調波電容C 2 ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王建國，蔡力，周蜜，薛健，李顯強，樊亞東，代盛熙，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：