一种双路20kV组合波放电球装置制造方法
【专利摘要】一种双路20kV组合波放电球装置，包括铜球放电装置、电动推杆、接近开关、位移传感器、放电球装置降噪音结构和面板；铜球放电装置：间隙球由钨合金加触发用火花塞点火制成；电动推杆：铜球放电装置距离自动调节调，采用电动推杆；触发传动机构包括加减速齿条减速机构，传动结构固定装置由铝合金材料表面氧化本色处理制成；位移传感器：用于小量程0-100mm高精密位移检测，绝缘体物理特性材质，模拟信号输出。本实用新型可输出双回路冲击电流，观测雷击产生的热效应、力效应、电磁效应等效应，探寻雷电传播和作用机理，研究雷电防护技术，对现有雷电防护装置进行检验，记录完善试验数据，为研究雷电灾害，开发防雷新技术提供可靠的数据和资料。
【专利说明】-种双路20kV组合波放电球装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及低压配电系统的电涌保护器试验【技术领域】，尤其是涉及一种双路 20kV组合波放电球装置。
【背景技术】
[0002] 随着科技创新的日新月异的发展，近年来雷电灾害事故比例分布有所变化，其主 要特点是信号系统和电子设备受到影响趋于严重，雷电灾害涉及的范围更加广泛，雷电造 成的生命危害和经济损失都在不断增加，对目前雷电防护技术提出了新的考验和挑战。
[0003] 目前市场上的组合波发生器的放电部分大多为单路组合波发生器放电球装置，此 种单路组合波发生器放电球装置有安装简单，结构美观等优点。但是只适用于单路检测，可 在静态试验下进行产品测试。
[0004] 在防雷检测通过双路20kV组合波放电球装置的建立，为防雷新技术开发和测试 提供高水平的综合测试平台，能够促进防雷行业技术研究水平，为各类新材料、新结构和新 装置的研发提供试验支撑。
[0005] 为了是雷电冲击电流试验在方法上和试验条件上更接近于真实环境，研究雷电防 护技术，对现有雷电防护装置进行检验，记录完善试验数据，为研究雷电灾害，开发防雷新 技术提供可靠的数据和资料。研究雷电的发生和作用机理，提高防雷技术水平是雷电测试 和研究领域追求的目标之一。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于设计一种新型的双路20kV组合波放电球装置，解决上述 问题。
[0007] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0008] -种双路20kV组合波放电球装置，包括铜球放电装置、电动推杆、接近开关、位移 传感器、放电球装置降噪音结构和面板；
[0009] 所述铜球放电装置：间隙球由钨合金加触发用火花塞点火制成；
[0010] 所述电动推杆：所述铜球放电装置距离自动调节调，采用电动推杆；触发传动机 构包括加减速齿条减速机构，传动结构固定装置由铝合金材料表面氧化本色处理制成； [0011] 所述接近开关：当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加 任何压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令；
[0012] 所述位移传感器：用于小量程0-100_高精密位移检测，绝缘体物理特性材质，模 拟信号输出；
[0013] 所述放电装置降噪音结构：隔离消音装置采用有机玻璃罩作为高压绝缘，上下密 封，上下有吸音材料。
[0014] 所述铜球放电装置的间隙球由钨铜合金，采用传动机构触发点火；触发能够采用 同步或异步触发；
[0015] 所述铜球放电装置的球隙距离由所述电动推杆控制调节，所述位移传感器连接在 所述电动推杆上用来测量所述放电球隙距离；所述接近开关不需要机械接触及施加任何压 力即可使开关动作，而驱动计算机装置提供控制指令，用来控制球隙的最大和最小距离；所 述放电装置降噪音结构采用有机玻璃罩，能够起到使放电噪音降到最低的作用；所述面板 采用机柜式安装结构。
[0016] 所述铜球放电装置的触发间隔时间为1微秒到999毫秒。
[0017] 双路20kV组合波放电球装置，是两对直径相同的球型电极，当其与高压试验变压 器、脉冲电容储能装置、控制台等组成成套测试设备后，可在长线传输中进行防雷元件和防 雷器件试验，也可做整机动态试验。主要针对低压配电系统sro的III级产品组合波测试试 验要求，可产生指数雷电冲击电压（1. 2/50 μ S)和指数雷电冲击电流（8/20 μ S)，用于SPD 以及元器件的三级试验和限制电压试验，也可对MOV阀片、单元和浪涌保护器（SPD)等进行 冲击电流试验及残压值的检定，或者用于其他科学研究试验。
[0018] 双路20kV组合波放电球装置采用小型模块化结构，集双路铜球放电装置和自动 控制直线电机设备于一体，具有安装调试方便、可靠性高、自动化控制强、易维护等特点。
[0019] 产品采用间隙可调的Wu-Cu合金放电球面配球型电极的放电方式，与惯用的单路 组合波发生器放电球的放电方式相比，放电电压准确率更高、分散性更小、特性更稳定，且 热容量大，不易烧毁。提高了保护的安全性、可靠性和保护效果。
[0020] 使用条件：海拔高度：彡1000m ;相对湿度：< 85% (20°C )，无凝露
[0021] 考虑到在实际工作中信号设备一般采用双线和多线传输，且要遵循"室内试验越 细越完整，现场应用越安全，越少出故障"的原则，针对雷电对信号设备侵入的途径，速度和 能量，模拟试验做越接近于环境的真实，现场使用就可以少出甚至不出故障。
[0022] 因此，本实用新型集双路铜球放电装置和自动控制电动推杆于一体，应用于长线 传输防雷系统，实现双路同时输出雷电波形，还可以进行三极放电管等防雷元器件试验，填 补国内外双路组合波发生器放电球装置的空白。
[0023] 本实用新型的目的在于设计一种新型的双路20kV组合波放电装置，解决上述问 题。
[0024] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0025] 双路20kV组合波放电球装置组成部件：
[0026] 双路20kV组合波放电球装置是一套集双路铜球放电装置和自动控制电动推杆为 一体的放电球装置，主要包括铜球放电装置、配套电动推杆、接近开关、位移传感器、放电球 装置降噪音结构和面板。
[0027] 组成部件详细说明：
[0028] 铜球放电装置：铜球放电装置的间隙球由钨合金加触发用火花塞点火制成其触发 性能稳定可靠，提高了保护的安全性、可靠性和保护效果。
[0029] 电动推杆：铜球放电装置距离自动调节调采用电动推杆，所述的触发传动机构由 加减速齿条减速机构组成，传动结构固定装置由铝合金材料表面氧化本色处理制成，此传 动机构精度高，性能稳定
[0030] 接近开关：当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何 压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令。具有传感 性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防 震、耐腐蚀等特点。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、 迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位 精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行 程开关所不能相比的；
[0031] 位移传感器：小量程〇-1〇〇_高精密位移检测,绝缘体物理特性材质，模拟信号输 出；
[0032] 放电装置降噪音结构：隔离消音装置采用有机玻璃罩作为高压绝缘，上下密封，上 下有吸音材料，可达到降低噪音的效果；
[0033] 面板：稳定性强，结构美观；
[0034] 工作原理：
[0035] 整机的静态试验（单回路冲击试验）：
[0036] 横向冲击：当传输设备的A端冲高压时，B端需接地；当B端冲高压时，A接地；如 下图3
[0037] 纵向冲击：当传输设备的A、B两端短接后冲高压，对地冲高压（高压发生器在做冲 击试验时必须有一头接地）；如下图4
[0038] 整机的动态试验（双回路冲击试验）：
[0039] 当被试设备的A、B两端加入防雷措施后且开机正常工作下同时施以高压冲击考 核防雷效果更为接近真实。如图5:
[0040] 长线传输设备整机动态试验：
[0041] 长线传输设备在加防雷措施后且正常运行情况下做整机动态冲击试验。如图6 :
[0042] 技术效果：
[0043] 模拟雷击条件下传输设备在正常运行测得各级防护的钳位电压制定开发产品标 准，因此首先可以选择以下试验波形进行试验。
[0044] >输出组合波：
[0045] (1)短路电流输出 8±10% μ s/20±10% μ s，（0· 25kA ?10kA) ±10% ;
[0046] 开路电压输出 1· 2±30% μ s/50±20% μ s，（0· 5kV ?20kV) ±3%冲击电压波； (2) 短路电流输出 5±20% μ s/300±20% μ s，（12. 5A ?125A) ±10% ;
[0047] 开路电压输出 10±30% μ s/700±20% μ s，（0· 5kV ?5kV) ±3%冲击电压波； (3) 双回路放电电流可延时控制1?100 μ s，按照处方装置同时发出两路脉冲；
[0048] 优势特色：
[0049] 1.双路20kV组合波放电球装置可以在传输设备正常运行下进行模拟各种不同幅 值的雷电波的纵向和横向冲击试验，改进了单路冲击电流测试放电球装置的不足；
[0050] 2.双路20kV组合波放电球装置触发方式：可同步放电，也可异步放电（双回路型 式试验时，可同步触发后放电，也可一路延时做异步触发放电）；可在交流相位上移相360 度延时触发；
[0051] 3.双路20kV组合波放电球装置，两路可单独放电，也可并联放电；
[0052] 4.双路20kV组合波放电球装置自动极性转换：方便对每个试品做正负极性试验， 安全便捷；
[0053] 5.传动结构固定装置由铝合金材料表面氧化本色处理制成，体积小、性能稳定，提 高铜球触发性能及机械强度及电气性能。
[0054] 6.双路20kV组合波放电球装置配有四轮移动和固定支撑；双回路可同时放电测 试2个产品，钨铜合金放电间隙，距离自动跟踪调整；
[0055] 7.双路20kV组合波放电球装置体积小、可任意安装在机柜合理的位置。整体结构 性能可靠，布置合理。
[0056] 本实用新型的有益效果可以总结如下：
[0057] 1.本实用新型是集双路铜球放电球装置和自动控制电动推杆为一体的双路20kV 组合波放电球装置；
[0058] 2.本实用新型针对信号系统和电子设备防雷独特设计的双路20kV组合波放电球 装置，模块化结构，这对防雷技术发展具有重要意义；
[0059] 3.通过双路20kV组合波放电球装置的建立，为防雷新技术开发和测试提供高水 平的综合测试平台，能够促进防雷行业技术研究水平，为各类新材料、新结构和新装置的研 发提供科技支撑；
[0060] 4.通过在实验室环境中产生与自然界雷电更接近的雷击过程，可输出双回路冲击 电流（可同步或异步触发），观测雷击产生的热效应、力效应、电磁效应等效应，探寻雷电传 播和作用机理，研究雷电防护技术，对现有雷电防护装置进行检验，记录完善试验数据，为 研究雷电灾害，开发防雷新技术提供可靠的数据和资料。
[0061] 5.研究雷电发生和作用机理，提高防雷技术水平是雷电测试和研究领域追求的目 标之一。
【专利附图】
【附图说明】
[0062] 图1双路20kV组合波放电球装置正视图。
[0063] 图1中，1铜球放电装置、2电动推杆、3接近开关、4位移传感器、5放电装置降噪音 装置、6面板。
[0064] 图2双路20kV组合波放电球装置原理框框图。
[0065] 图3整机的动态试验横向冲击。
[0066] 图4整机的动态试验纵向冲击。
[0067] 图5整机的动态试验（双回路冲击试验）。
[0068] 图6长线传输设备整机动态试验。
【具体实施方式】
[0069] 为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0070] 如图1和图2所示的一种双路20kV组合波放电球装置，包括铜球放电装置1、电动 推杆2、接近开关3、位移传感器4、放电球装置降噪音结构5和面板6 ;所述铜球放电装置1 : 间隙球由钨合金加触发用火花塞点火制成；所述电动推杆2 :所述铜球放电装置1距离自动 调节调，采用电动推杆2 ;触发传动机构包括加减速齿条减速机构，传动结构固定装置由铝 合金材料表面氧化本色处理制成；所述接近开关3 :当物体接近开关3的感应面到动作距离 时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算 机装置提供控制指令；所述位移传感器4 :用于小量程0-100_高精密位移检测，绝缘体物 理特性材质，模拟信号输出；所述放电装置降噪音结构：隔离消音装置采用有机玻璃罩作 为高压绝缘，上下密封，上下有吸音材料。
[0071] 在更加优选的实施例中，所述铜球放电装置1的间隙球由钨铜合金，采用传动机 构触发点火；触发能够采用同步或异步触发；所述铜球放电装置1的球隙距离由所述电动 推杆2控制调节，所述位移传感器4连接在所述电动推杆2上用来测量所述放电球隙距离； 所述接近开关3不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，而驱动计算机装置提供 控制指令，用来控制球隙的最大和最小距离；所述放电装置降噪音结构采用有机玻璃罩，能 够起到使放电噪音降到最低的作用；所述面板6采用机柜式安装结构。
[0072] 在更加优选的实施例中，所述铜球放电装置1的触发间隔时间为1微秒到999毫 秒。
[0073] 辑关系：双路20kV组合波放电球装置在试验中，铜球放电装置1的间隙球由钨铜 合金，采用传动机构触发点火，触发可采用同步或异步触发，设置间隔时间：1微秒到999毫 秒可调，触发性能稳定可靠。触发成功后，通往试品箱可进行下一步的测试。铜球放电装置 1球隙距离由电动推杆2控制调节，位移传感器4连接在电动推杆2上用来测量放电球隙距 离；接近开关3不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动计算机装置提 供控制指令，用来控制球隙的最大和最小距离，放电装置降噪音结构采用有机玻璃罩，可起 到使放电噪音降到最低的作用。面板6 :采用机柜式安装结构，增加整个双路组合波放电球 装置的稳定性。
[0074] 以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应 该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作 的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种双路20kV组合波放电球装置，其特征在于：包括铜球放电装置、电动推杆、接近 开关、位移传感器、放电球装置降噪音结构和面板； 所述铜球放电装置：间隙球由钨合金加触发用火花塞点火制成； 所述电动推杆：所述铜球放电装置距离自动调节调，采用电动推杆；触发传动机构包 括加减速齿条减速机构，传动结构固定装置由铝合金材料表面氧化本色处理制成； 所述接近开关：当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何 压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给计算机装置提供控制指令； 所述位移传感器：用于小量程0-100_高精密位移检测，绝缘体物理特性材质，模拟信 号输出； 所述放电装置降噪音结构：隔离消音装置采用有机玻璃罩作为高压绝缘，上下密封，上 下有吸音材料。
2. 根据权利要求1所述的双路20kV组合波放电球装置，其特征在于：所述铜球放电装 置的间隙球由钨铜合金，采用传动机构触发点火；触发能够采用同步或异步触发； 所述铜球放电装置的球隙距离由所述电动推杆控制调节，所述位移传感器连接在所述 电动推杆上用来测量所述放电球隙距离；所述接近开关不需要机械接触及施加任何压力即 可使开关动作，而驱动计算机装置提供控制指令，用来控制球隙的最大和最小距离；所述放 电装置降噪音结构采用有机玻璃罩，能够起到使放电噪音降到最低的作用；所述面板采用 机柜式安装结构。
3. 根据权利要求1所述的双路20kV组合波放电球装置，其特征在于：所述铜球放电装 置的触发间隔时间为1微秒到999晕秒。
【文档编号】G01R31/00GK204088881SQ201420426007
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】王俊飞, 朱之锵, 王亚春, 卢耀华, 崔勇, 郭丽梅, 李洋, 李鹍, 李博, 臧绪运 申请人:中国铁道科学研究院