一种特种车辆整车雷电间接效应试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种特种车辆整车雷电间接效应试验方法，即一种特种车辆整车对雷电间接效应的防护能力判定方法，属于特种车辆的雷电间接效应试验，考验特种车辆对于雷电间接效应的防护能力的技术领域。
【背景技术】
[0002]特种车辆通常工作在野外环境，气候或地理环境比较复杂，特别是处于空旷场地时，遭受雷电的概率比较大，需要做好相应的防护措施。
[0003 ]雷电对特种车辆的危害分直接效应和间接效应。雷电直接效应是指雷电直接击中特种车辆，可导致车辆被击穿、熔融、结构变形发等，为避免直击雷带来的危害，一般通过特种车辆工作区域附件安装避雷针防护来实现，避免雷电直接击中车辆。雷电间接效应是指雷电击中避雷针时，雷电大电流高电压作用产生强大的雷电电磁脉冲场，导致特种车辆电子设备上产生感应电流和感应电压受影响或损坏。
[0004]目前，常规的雷电间接效应试验方法主要针对飞机设计，试验方法采用雷电电流直接注入飞机机壳的方式，考核飞机内部电子设备受到的雷电间接效应的影响。特种车辆在工作过程中雷电放电通路、耦合路径与飞机在空中飞行状态差异较大，飞机雷电间接效应方法无法在特种车辆中采用。现有雷电电磁环境专业领域，雷电放电波形参数有明确的标准规范要求，但缺乏针对特种车辆的系统级雷电试验方法。如果应用目前常规的试验方法对特种车辆开展雷电间接效应试验，无法有效考核由于雷电击中避雷针这种放置于地面的设施，而对其附近的车辆所产生的间接效应影响，同时无法体现由于大地导电作用对于车辆间接效应形成及作用效果的影响。当以野外工作的特种车辆为试验对象时，目前的试验方法不具有针对性。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题为:克服现有技术不足，提供一种特种车辆整车雷电间接效应试验方法，解决了特种车辆在野外作业过程中安装避雷针防护直接雷，避雷针被雷电击中过程中会产生的强电磁干扰，考核特种车辆对于雷电间接效应的防护能力。通过本发明，明确了试验配置、流程、方法和波形参数，形成统一可执行的方法，解决目前缺乏标准方法参考的难题，可为特种车辆(即装有电气设备能够在野外作业的车辆)整车的雷电间接效应防护能力提供技术支撑。
[0006]本发明解决的技术方案为:一种特种车辆整车雷电间接效应试验方法，步骤如下:
[0007](I)将避雷针垂直地面放置，避雷针的一端接地，避雷针的另一端为尖端，即自由端;然后将车内装有电气设备的待测车辆停放于与避雷针水平距离为L处；
[0008](2)将雷电电流冲击发生器设置于与避雷针有一定距离的地面上，并且雷电电流冲击发生器的地线接地，雷电电流冲击发生器的输出端通过金属引线连接避雷针的自由端；
[0009](3)在避雷针正上方设置一个悬挂的放电端子，放电端子的放电端指向避雷针的尖端，放电端子的放电端与避雷针的尖端有一定距离，放电端子通过绝缘材料制成的挂件固定，且通过调整挂件的长度，能够调节放电端子的放电端与避雷针的尖端之间的距离；
[0010](4)雷电电压冲击发生器，设置于与放电端子有一定距离的地面上，并且雷电电压冲击发生器的地线接地，雷电电压冲击发生器的输出端通过金属引线连接放电端子；
[0011](5)打开待测车辆上的电气设备，电气设备正常工作后，雷电电流冲击发生器产生电流注入量级为初始的雷电电流；
[0012](6)将步骤(5)的雷电电流通过金属引线送至避雷针，雷电电流通过避雷针产生的电磁效应耦合至待测车辆上的电气设备上，此时判断待测车辆上的电气设备是否能够正常工作，重复N次，如果每次能够正常工作，则判定待测车辆上的电气设备通过此电流注入量级的雷电电流验证，进行步骤(7);如果电气设备有一次以上不能够正常工作，则判定待测车辆上的电气设备不能通过此电流注入量级的雷电电流验证，即判定待测车辆上的电气设备能够通过比此电流注入量级低一个量级的雷电电流产生的干扰，进行步骤(8);
[0013](7)调整雷电电流(即冲击电流)注入量级，将步骤(6)中最后施加的雷电电流注入量级每次提升最高电压注入量级的1/10，重复步骤(6)，直至电流注入量级为设定的最高电流注入量级，判定待测车辆上的电气设备通过最高电流注入量级的雷电电流验证，即判定待测车辆上的电气设备能够通过此电流注入量级的雷电电流产生的干扰，进行步骤(8);
[0014](8)打开待测车辆上的电气设备，电气设备正常工作后，雷电电压冲击发生器产生电压注入量级为初始的雷电电压，
[0015](9)将步骤(8)的雷电电压通过金属引线送至放电端子，放电端子与避雷针的尖端之间的距离预先设置在安全距离，即不发生放电的距离，然后通过调整挂件的长度，缓慢减小放电端子与避雷针的尖端之间的距离，直至放电端子与避雷针的尖端间隙放电，产生的电磁效应耦合至待测车辆上的电气设备上，此时判断待测车辆上的电气设备是否能够正常工作，重复N次，如果每次能够正常工作，则判定待测车辆上的电气设备通过此电压注入量级的雷电电压验证，进行步骤(10);如果电气设备有一次以上不能够正常工作，则判定待测车辆上的电气设备不能通过此电压注入量级的雷电电压验证，即判定待测车辆上的电气设备能够通过比此电压注入量级低一个量级的雷电电压验证，进行步骤(11);
[0016](10)调整雷电电压(即冲击电压)注入量级，将步骤(9)中的雷电电压冲击发生器产生的雷电电压注入量级每次提升最高电压注入量级的1/6，重复步骤(9)，直至电压注入量级为设定的最高电压注入量级，判定待测车辆上的电气设备通过最高电压注入量级的雷电电压产生的干扰，即判定待测车辆上的电气设备能够通过此电压注入量级的雷电电压产生的干扰，进行步骤(11);
[0017](11)当步骤(6)或(7)判定待测车辆上的电气设备能通过的电流注入量级大于等于待测车辆要求的电流防护量级，且步骤(9)或步骤(10)判定待测车辆上的电气设备能通过的电压注入量级大于等于待测车辆要求的电压防护量级，则判定待测车辆具备雷电间接效应的防护能力；否则，判定待测车辆不具备雷电间接效应的防护能力。
[0018]所述引线的材质为铜制扁平编织带。
[0019]所述放电端子的放电端与避雷针的尖端之间的安全距离D与放电电压量级U的关系，如下公式:
[0020]D = U/3000+l
[0021]所述初始的雷电电流的电流注入量级为最高电流注入量级的1/10?1/5。
[0022]所述初始的雷电电压的电压注入量级为最高电压注入量级的1/6?1/3。
[0023]所述待测车辆停与避雷针水平距离L为3?20米。
[0024]所述最高电流注入量级为200kA，最高电压注入量级为6000kV。
[0025]所述避雷针高度为6?20米。
[0026]所述的雷电电流冲击发生器产生的电流的波形包括ABCD四个分段波形，其中A波形持续时间小于等于500微秒，B波形时间小于等于5毫秒，C波形持续时间在为0.25秒至I秒之间，0波形持续时间小于等于500微秒。
[0027]所述的雷电电压冲击发生器产生的电压的波形为初始O伏至击穿电压的时间为1.2微秒(± 20 % )，击穿点至电压下降一半的时间为50微秒(± 20 % )。
[0028]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0029](I)本发明提出了整车雷电间接试验配置，可在实验室通过大电流、大电流模拟雷电放电进行试验研究，解决目前车辆缺乏整车雷电试验配置的难题。
[0030](2)本发明明确了雷电间接效应试验的试验方法、流程、测量量级和步进等内容，统一试验方法，解决目前缺乏试验方法的问题。
[0031](3)本发明明确了车辆雷电间接效应雷电防护能力的试验判定方法，解决目前缺乏车辆系统雷电防护能力试验考核判定依据的问题。
[0032](4)本发明明确了雷电间接效应试验过程中引线材料为铜制扁平编织带，可有效降低引线阻抗。
[0033](5)本发明定义了放电端与避雷针的尖端之间的安全距离D的计算公式，可快速确定放电端子放置的安全位置，避免提前放电导致试验失败或其他安全隐患。
[0034](6)本发明定义了整车雷电间接效应中电流、电压初始注入