專利名稱：建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型實(shí)用屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置。
背景技術(shù)：
GB50057-2000《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》在第六章防雷擊電磁脈沖中給出了建筑物屏蔽效能的計算公式，建筑物屏蔽效能測試時評價建筑物防雷設(shè)計的一個重要參數(shù)，實(shí)際過程中因缺乏建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測量裝置，目前很少實(shí)地測量建筑物的屏蔽效能，一般都是通過相關(guān)公式估算，而實(shí)地測量不同建構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)對雷電屏蔽效能的影響具有重要的價值，對建筑物防雷設(shè)計的提高也具有很大的推動作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對上述背景技術(shù)的不足，提供一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置，其特征在于包括雷電流發(fā)生器、磁場天線、磁場測量系統(tǒng)；其中所述的雷電流發(fā)生器單片機(jī)控制模塊(控制系統(tǒng))、高壓直流電源(充電電源)和主回路(發(fā)生器主回路)所構(gòu)成，單片機(jī)控制模塊通過控制電纜分別與高壓直流電源和主回路相連接，高壓直流電源和主回路相連；所述的磁場測量系統(tǒng)由磁場傳感器、雷電流傳感器、示波器和具有基于Labview 編程的測量控制軟件的計算機(jī)所構(gòu)成，磁場傳感器和雷電流傳感器分別通過同軸電纜與示波器相連接，示波器則通過USB電纜與計算機(jī)相連接；所述的雷電流發(fā)生器主回路的輸出端直接與磁場天線相連，磁場測量系統(tǒng)中的雷電流傳感器與主回路非接觸相連。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式有1、所述的雷電流發(fā)生器其單片機(jī)控制模塊包括觸摸式人機(jī)界面操作模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其高壓直流電源包括中頻變壓器升壓整流模塊，最高輸出直流電壓值為20kV ； 其主回路包括高壓水銀開關(guān)、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻，主電容器為高儲能密度脈沖
ο2、所述的雷電流發(fā)生器其輸出的雷電沖擊電壓波形為20kV 1. 2/50 μ s ；其輸出的雷電沖擊電流波形為40kA 8/20 μ S03、所述的磁場測量系統(tǒng)中其磁場傳感器采用磁場線圈；其雷電流傳感器采用電流線圈；其示波器采用數(shù)字示波器。本實(shí)用新型在實(shí)際使用中由雷電流發(fā)生器產(chǎn)生雷電沖擊電壓和雷電電流，通過磁場天線對待測建構(gòu)筑物內(nèi)發(fā)射雷電脈沖磁場，磁場測量系統(tǒng)通過其磁場線圈測量相同距離建筑物內(nèi)外的磁場強(qiáng)度并由其計算機(jī)將所測磁場波形、電流波形自動采集并存儲到計算機(jī)中，自動計算出建筑物屏蔽效能。雷電流發(fā)生器包括單片機(jī)控制模塊、高壓直流電源、主回路。其單片機(jī)控制模塊 采用單片機(jī)編程控制，控制高壓水銀開關(guān)、接觸器等的準(zhǔn)確動作；采用觸摸屏人機(jī)界面進(jìn)行可視化操作，操作簡單，操作界面友好；采用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把顯示量(電壓、電流等)送回單片機(jī)中供觸摸屏顯示以及保護(hù)動作判斷(如過壓保護(hù)、過流保護(hù)等)；整個控制系統(tǒng)放在一個密閉的金屬盒中，屏蔽效能好，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。其高壓直流電源采用中頻變壓器進(jìn)行升壓整流；具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)；最高可輸出20kV直流高壓，電壓極性可以調(diào)節(jié)。 其主回路包括高壓水銀開關(guān)、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻；高壓水銀開關(guān)具有速度快、 體積小和無噪聲等優(yōu)點(diǎn)；主電容器采用高儲能密度脈沖電容器，以金屬化聚丙烯膜作介質(zhì)， 高壓絕緣材料密封，具有電性能優(yōu)良、可靠性好、耐高溫、體積小、容量大和良好自愈性能。磁場測量系統(tǒng)包括磁場傳感器、雷電流傳感器、示波器和計算機(jī)。磁場傳感器和雷電流傳感器分別測量雷電流發(fā)生器產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度信號和雷電流信號，兩路傳感器通過同軸電纜接到示波器中進(jìn)行采集，計算機(jī)通過USB電纜與示波器連接，將示波器中數(shù)據(jù)同步采集到計算機(jī)中進(jìn)行分析和保存。計算機(jī)具有基于Labview編程的測量控制軟件，它具有數(shù)據(jù)采集、存儲和分析等功能，智能化、自動化程度高。本實(shí)用新型具有體積小、重量輕、便于攜帶、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，為建構(gòu)筑物防雷設(shè)計、防雷性能現(xiàn)場檢測提供了優(yōu)良的測試裝置。

圖1是試驗(yàn)裝置的整體回路圖；圖2是雷電流發(fā)生器的電路圖；圖3是磁場測量系統(tǒng)示意圖；圖4是計算機(jī)測量程序界面；圖中1-雷電流發(fā)生器1. 1-單片機(jī)控制模塊，1. 2-高壓直流電源，1. 3-主回路；2-磁場天線；3-磁場測量系統(tǒng)3. 1-磁場傳感器，3. 2-雷電流傳感器，3. 3_示波器，3. 4_計算機(jī)；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明雷電流發(fā)生器(1)產(chǎn)生雷電沖擊電壓和雷電電流，通過磁場天線( 對待測建、構(gòu)筑物內(nèi)發(fā)射雷電脈沖磁場，磁場測量系統(tǒng)⑶通過磁場線圈(3. 1)測量相同距離建筑物內(nèi)外的磁場強(qiáng)度，計算機(jī)將所測磁場波形、電流波形自動采集并存儲到計算機(jī)中，自動計算出建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能。雷電流發(fā)生器(1)主要由單片機(jī)控制模塊(1.1)，高壓直流電源(1.2)，主回路 (1.3)組成，單片機(jī)控制模塊(1. 1)采用單片機(jī)編程控制，控制高壓水銀開關(guān)、接觸器等的準(zhǔn)確動作，人機(jī)界面采用觸摸屏進(jìn)行可視化操作，操作簡單，操作界面友好。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把顯示量(電壓、電流等)送回單片機(jī)中供觸摸屏顯示以及保護(hù)動作判斷(如過壓保護(hù)、過流保護(hù)等)，整個控制系統(tǒng)放在一個密閉的金屬盒中，屏蔽效能好，控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。高壓直流電源(1. 采用中頻變壓器進(jìn)行升壓整流，它具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，最高可輸出20kV直流高壓，電壓極性可以調(diào)。主回路(1.3)由高壓水銀開關(guān)、主電容器、調(diào)波電感、 和調(diào)波電阻組成，高壓水銀開關(guān)具有速度快、體積小和無噪聲等優(yōu)點(diǎn)，主電容器采用高儲能密度脈沖電容器，它采用金屬化聚丙烯膜作介質(zhì)，高壓絕緣材料密封具有電性能優(yōu)良、可靠性好、耐高溫、體積小、容量大和良好自愈性能。磁場測量系統(tǒng)(3)由磁場傳感器(3. 1)、雷電流傳感器(3. 2)、示波器(3. 3)和計算機(jī)測量程序(3. 4)組成，磁場傳感器和雷電流傳感器分別測量雷電流發(fā)生器(1)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度信號和雷電流信號，兩路傳感器通過同軸電纜接到示波器(3. 3)中進(jìn)行采集，計算機(jī)(3. 4)通過USB電纜與示波器(3. 3)連接，將示波器中數(shù)據(jù)同步采集到計算機(jī)中進(jìn)行分析和保存。計算機(jī)(3.4)具有包含Labview編程的測量控制軟件，它具有數(shù)據(jù)采集、存儲和分析等功能，智能化、自動化程度高。
權(quán)利要求1.一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置，其特征在于包括雷電流發(fā)生器(1)、磁場天線O)、磁場測量系統(tǒng)⑶；其中所述的雷電流發(fā)生器由單片機(jī)控制模塊(1. 1)、高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)所構(gòu)成，單片機(jī)控制模塊(1. 1)通過控制電纜分別與高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)相連接，高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)相連；所述的磁場測量系統(tǒng)(3)由磁場傳感器(3. 1)、雷電流傳感器(3. 2)、示波器(3.3)和具有基于Labview編程的測量控制軟件的計算機(jī)(3. 4)所構(gòu)成，磁場傳感器(3. 1)和雷電流傳感器(3. 2)分別通過同軸電纜與示波器(3. 3)相連接，示波器(3. 3)則通過USB電纜與計算機(jī)(3. 4)相連接；所述的雷電流發(fā)生器主回路(1.3)的輸出端直接與磁場天線(2)相連，磁場測量系統(tǒng) (3)中的雷電流傳感器(3.2)與主回路(1.3)非接觸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置，其特征在于 所述的雷電流發(fā)生器(1)其單片機(jī)控制模塊(1. 1)包括觸摸式人機(jī)界面操作模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其高壓直流電源(1. 包括中頻變壓器升壓整流模塊，最高輸出直流電壓值為20kV;其主回路(1. 包括高壓水銀開關(guān)、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻，主電容器為高儲能密度脈沖器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置，其特征在于 所述的雷電流發(fā)生器(1)其輸出的雷電沖擊電壓波形為20kV 1.2/50yS;其輸出的雷電沖擊電流波形為40kA 8/20 μ S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置，其特征在于所述的磁場測量系統(tǒng)中( 其磁場傳感器(3. 1)采用磁場線圈；其雷電流傳感器 (3. 2)采用電流線圈；其示波器(3. 3)采用數(shù)字存儲示波器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能測試裝置。本裝置主要由雷電流發(fā)生器、磁場天線、磁場測量系統(tǒng)組成。雷電流發(fā)生器能夠模擬產(chǎn)生20kV1.2/50μs&40kA8/20μs雷電沖擊波形，通過磁場天線對待測建構(gòu)筑物內(nèi)發(fā)射雷電脈沖磁場，磁場測量系統(tǒng)通過定距離測量建\構(gòu)筑物內(nèi)外的磁場強(qiáng)度，自動采集波形并計算得到建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能，所有數(shù)據(jù)和波形自動采集并存儲到計算機(jī)中，該測試裝置中具有體積小，重量輕、便于攜帶和移動到現(xiàn)場試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，可以解決建構(gòu)筑物雷電屏蔽效能的定量測試問題。
文檔編號G01R29/08GK202093099SQ20112007209
公開日2011年12月28日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者姜輝, 張義, 方春華, 王建國, 胡聰, 蔡力, 薛健 申請人:武漢大學(xué)