一种电缆静电放电模拟器的制作方法

本发明属于电力设备技术领域，涉及一种电缆静电放电模拟器。

背景技术：

电缆是各类装置仪器模块间电气连接、信号传输不可或缺的部件。在生产、运输、组装和使用等环节中，电缆经摩擦、拖动、抻拽、感应带上大量静电电荷，造成电缆与地电位、设备电位之间较高的电位差。在电缆靠近、接触和连接设备端口时将造成静电放电，即电缆静电放电事件。所产生的脉冲电流将注入连接设备，对流经的电子器件造成静电冲击，进而可能导致设备功能性异常、器件损伤甚至损坏。

相关的静电敏感器件在生产出场环节需要利用静电模拟器对其静电敏感度进行检测，为需要采取的静电防护措施及其等级提供依据。如果不经检测或检测结果不够准确，就可能会在使用过程中因防护措施不当而导致静电损坏，造成严重后果。然而目前市场上的静电模拟器是基于人体静电模型、带电器件静电模型或是机器静电模型，并没有针对电缆静电放电特性的电缆放电模拟器。然而这些静电放电模型并不能很好地描述电缆静电放电事件的相关特性：这三种模型均存在高阻值电阻成分，而电缆自身阻值非常低，这将导致电缆放电过程中将有更高的电流溃入到连接器件当中；电缆对地等效电容正比于线缆长度，因此实际使用的长电缆具有较大的容值；电缆放电波形一般具有快速的脉冲上升沿，并伴随极性反转的震荡现象。极快的脉冲时间，将导致电缆静电放电可以瞬时释放非常高的功率，从而对负载器件产生巨大威胁。市场上缺少针对性的电缆静电放电模拟器，使得电缆组件的静电敏感度检测存在一定不足。

技术实现要素：

发明所要解决的课题是，解决现有技术上缺少针对性的电缆静电放电模拟器，使得电缆组件的静电敏感度检测存在不足的问题。

用于解决课题的技术手段是，本发明提出一种电缆静电放电模拟器，可以输出模拟电缆静电放电的波形，用于对电缆组件进行静电敏感度检测，电缆静电放电模拟器可以替代充电电缆输出电缆静电放电波形。

本发明提出一种电缆静电放电模拟器，包括：

高压继电器，用于控制将模拟器的高压输入接口连接的外部直流高压电源输入电缆等效电路；

电缆等效电路单元，用于根据输入的外部直流高压电源进行充电，及充电完成后进行静电放电并将模拟波形输出；

射频继电器，用于控制将电缆等效电路单元输出的模拟波形输出至模拟器的输出端口；

控制电路单元，用于分别对高压继电器、射频继电器的连通或中断进行控制。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述电缆等效电路单元由若干个电缆模拟微元电路串联构成。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述每个电缆模拟微元电路包括电感和电容，其中电容并联于电感的一端。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述电缆模拟微元电路的数量为100个。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述控制电路单元包括两个输入端口和两个按键开关，其中两个输入端口分别连接不同电压的外部直流电源，及两个按键开关分别连接高压继电器、射频继电器。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述控制电路单元还包括分别连接两个按键开关的两个指示工作灯。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述模拟器的输出端口采用bnc接头。

发明效果为：

本发明的电缆静电放电模拟器，填补了电缆静电模拟器的空白。利用电缆微元电路组建电缆等效电路，利用高压继电器控制外部直流高压电源对电缆等效电路充电，之后用射频继电器控制已充电的电缆等效电路进行静电放电并将波形输出。

本发明的电缆静电放电模拟器可以替代充电电缆输出电缆静电放电波形，简化操作过程的同时，也实现了装置的小型化。

本发明的电缆静电放电模拟器应用的场合为将不同充电电压下的放电电流导入待测电缆组件，根据待测电缆组件是否出现异常或损伤，检测判断该组件的静电敏感度。

附图说明

图1为本发明电缆静电放电模拟器的结构示意图。

图2为本发明中电缆等效电路单元结构示意图。

具体实施方式

以下，基于附图针对本发明进行详细地说明。

如图1所示，本发明设计了一种电缆静电放电模拟器，具体包括：高压继电器，电缆等效电路单元，射频继电器和控制电路单元。其中，模拟器的高压输入接口连接至高压继电器的一端，高压继电器的另一端连接电缆等效电路单元的输入端；所述电缆等效电路单元的输出端连接至射频继电器的一端，射频继电器的另一端连接模拟器的输出端口；并且，控制电路单元分别连接高压继电器和射频继电器。

其中，所述高压继电器，用于控制将模拟器的高压输入接口连接的外部直流高压电源输入电缆等效电路；所述电缆等效电路单元，用于根据输入的外部直流高压电源进行充电，及充电完成后进行静电放电并将模拟波形输出；所述射频继电器，用于控制将电缆等效电路单元输出的模拟波形输出至模拟器的输出端口；所述控制电路单元，用于分别对高压继电器、射频继电器的连通或中断进行控制。

优选地，所述电缆等效电路单元由若干个电缆模拟微元电路串联构成，使得各电缆模拟微元电路之间串联连接；进一步地，所述电缆模拟微元电路的数量为100个，体现1米长单芯电缆的静电电学特性，可以储存电能再加以释放。其中，每个电缆模拟微元电路包括电感和电容，电容并联于电感的一端。

所述模拟器的输出端口，用于电缆静电放电模拟器对外输出静电放电波形，优选地，模拟器的输出端口采用bnc接头。

优选地，所述控制电路单元包括两个输入端口和两个按键开关，其中两个输入端口分别连接不同电压的外部直流电源，及两个按键开关分别连接高压继电器、射频继电器。本实施例中采用12v输入端口、24v输入端口，但不限于该电压大小；及采用2个轻触式按键开关，分别控制高压继电器与射频继电器的连通与中断。进一步地，所述控制电路单元还包括分别连接两个按键开关的两个指示工作灯，利用指示工作灯显示按键开关的连通状态，即分别对应高压继电器与射频继电器的工作情况，灯亮为接通，灯灭为断开。

本发明电缆静电放电模拟器的工作原理如下：

参见图1，本发明模拟器的高压输入端口连接外部高压电源，控制电路单元的12v输入端口、24v输入端口分别对应连接外部直流电源。首先将待测电缆组件与本发明模拟器的输出端口连接；然后，打开外部高压电源，调整电压；按下控制电路单元上对应高压继电器的轻触按键开关，控制电路单元将外部24v的直流电压传输至高压继电器，使高压继电器工作，高压继电器接通高压输入端口与电缆等效电路单元，同时控制电路单元中的高压继电器指示工作灯点亮；电缆等效电路单元中每个电缆模拟微元电路的电容将被充电至与外部高压电源输出电压相同的数值；再次按下对应高压继电器的轻触按键开关，控制电路单元断开24v直流电压的输入，高压继电器断开，高压继电器工作指示灯熄灭；

然后，控制电路单元按下对应射频继电器的轻触按键开关，控制电路单元将外部12v的直流电压传输至射频继电器，使射频继电器工作，射频继电器接通电缆等效电路单元与输出端口，射频电器指示工作灯点亮，此时由于电缆等效电路单元的设计符合真实电缆的电学特性，内部处于充电状态的电容经过整个等效电路对待测组件进行静电放电，从输出端口向待测组件输出模拟电缆静电放电的模拟波形信号；再次按下对应射频继电器的轻触按键开关，控制电路单元断开12v直流电压输入，射频继电器停止工作，电缆等效电路单元与输出端口断开，射频继电器工作指示灯熄灭；至此电缆静电放电模拟器一次工作流程完成。

上述过程，可通过调节外部高压电源的电压值，实现对不同静电电压状态下的电缆静电放电波形的模拟与输出。

综上，本发明的电缆静电放电模拟器，可以输出模拟电缆静电放电的波形，用于对电缆组件进行静电敏感度检测，可以替代充电电缆输出电缆静电放电波形，简化操作过程的同时，也实现了装置的小型化。

需要说明的是，以上说明仅是本发明的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本发明的保护范围内。