專利名稱：一種浪涌保護器件保護性能測評方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及浪涌保護性能測評技術(shù)，尤其涉及一種浪涌保護器件保護性能測評方 法及裝置。
背景技術(shù)：
雷電是自然界中常見的一種天氣現(xiàn)象。設(shè)備，尤其是戶外設(shè)備、或帶戶外信 號線的設(shè)備，通常都需要在其電源端口、信號端口采取浪涌保護措施，比如在電源、信 號端口前增加浪涌保護器件(SPD，Surge Protection Device) 0目前，一般，測評浪 涌保護性能是通過試驗進行，即進行浪涌抗擾性試驗，舉個例子來說，可以依據(jù)《IEC 61000-4-5 Electromagnetic compatibility(EMC)-Part4-5 Testing and measurement techniques-Surge immunity test))標準試驗，當浪涌保護措施能通過相關(guān)標準要求時，則 認為該浪涌保護方案是有效的，否則，可認為該浪涌保護方案是無效的。然而，現(xiàn)有的浪涌保護性能測評方法是一種定性的測評方法，也就是說，對于測評 方法，只有“有效”和“無效”之分，而無一個定量的測評分析方法。換句話說，對于一個保 護器件、或電路，其對外界的干擾浪涌能起到多大的衰減，則沒有一個定量的指標來表征。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種浪涌器件保護性能測評方法及裝置， 以實現(xiàn)對浪涌保護器件保護性能的定量測評。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種浪涌保護器件保護性能測評方法，設(shè)置浪涌保護器件的衰減度
^ C0 (Area)
Dec為-.Dec = -(其中，CjArea)表示浪涌保護器件前的浪涌電流的總和，
C^Area) ’
C2(Area)表示浪涌保護器件后的浪涌電流的總和；該方法還包括當浪涌發(fā)生時，記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放；根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec。上述方案中，所述計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec之前，該方法還包括調(diào)用 示波器內(nèi)的面積函數(shù)，獲得所述Q (Area)及C2 (Area)。上述方案中，在調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)之前，該方法進一步包括調(diào)用示波器內(nèi)的絕對值函數(shù)，獲得流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流的絕對值。 及c2。本發(fā)明還提供了一種浪涌保護器件保護性能測評裝置，該裝置包括檢測模塊及 浪涌保護器件；其中，檢測模塊，用于記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，并在記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計算浪涌保護器件的衰減度Dec ；浪涌保護器件，用于對被保護設(shè)備進行浪涌保護；所述Dec為:DeC = -(其中，(Area)表示浪涌保護器件前的浪涌
電流的總和，C2(Area)表示浪涌保護器件后的浪涌電流的總和。上述方案中，所述裝置還包括被保護設(shè)備，用于被浪涌保護器件進行浪涌保護；和 /或，浪涌信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生浪涌信號。上述方案中，所述裝置進一步包括耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，用于將浪涌信號發(fā)生器產(chǎn)生的浪涌信號全部耦合到浪涌保護器 件及被保護設(shè)備上。 上述方案中，所述檢測模塊包括第一電流感應(yīng)線圈、第二電流感應(yīng)線圈、示波器、 以及計算模塊；其中，第一電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護器件前的浪涌電流；第二電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護器件后的浪涌電流；示波器，用于探測第一電流感應(yīng)線圈與第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流，并將探測 到的電流發(fā)送給計算模塊；計算模塊，用于接收示波器發(fā)送的電流，并在接收后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計算 浪涌保護器件的衰減度Dec。上述方案中，一個所述示波器的兩個通道同時分別探測所述第一電流感應(yīng)線圈與 所述第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流。上述方案中，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)與浪涌信號發(fā)生器集成在一起。上述方案中，所述裝置還包括檢驗設(shè)備，用于檢驗被保護設(shè)備是否正常。本發(fā)明提供的浪涌保護器件性能測評的方法及裝置，預(yù)先設(shè)置浪涌保護器件的衰 減度Dec，在浪涌發(fā)生時，記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放，根據(jù)設(shè)置 的衰減度Dec，計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec，衰減度Dec越小，對被保護設(shè)備的保護 性能就越好，如此，能實現(xiàn)對浪涌保護器件保護性能的定量測評，進而能更好的測評各個浪 涌保護器件。


圖1為本發(fā)明浪涌保護器件保護性能測評的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明浪涌保護器件保護性能測評的具體的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明浪涌保護器件保護性能測評的方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明實施例浪涌保護器件保護性能測評的測試電路框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。本發(fā)明浪涌保護器件保護性能測評的裝置如圖1所示，包括檢測模塊11及浪涌
5保護器件12;其中，檢測模塊11，用于記錄流經(jīng)浪涌保護器件12前后的浪涌電流，并在記錄流經(jīng)浪涌保護器件12前后的浪涌電流后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計算浪涌保護器件12的衰減度 Dec ；浪涌保護器件12，用于對被保護設(shè)備進行浪涌保護；這里，浪涌保護器件12是本發(fā)明被測評保護性能的對象；
^ C9 (Area)所述Dec為:DeC = -(.其中，C1 (Area)表示浪涌保護器件前的浪涌
C1(Area)，
電流的總和，C2(Area)表示浪涌保護器件后的浪涌電流的總和。其中，如圖2所示，所述裝置還可以包括被保護設(shè)備13，用于被浪涌保護器件12進行浪涌保護。浪涌信號發(fā)生器14，用于產(chǎn)生浪涌信號；這里，所述浪涌信號發(fā)生器14可以產(chǎn)生1. 2/50 μ s+8/20 μ s組合波、或 10/700 μ s電壓波形等。耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)15，用于將浪涌信號發(fā)生器14產(chǎn)生的浪涌信號全部耦合到浪涌保 護器件12及被保護設(shè)備13之上，以便對被保護設(shè)備13連接的其它設(shè)備進行保護；這里，一般，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)15與浪涌信號發(fā)生器14可以集成在一起。所述檢測模塊11，可以包括第一電流感應(yīng)線圈111、第二電流感應(yīng)線圈112、示波 器113、以及計算模塊114;其中，第一電流感應(yīng)線圈111，用于感應(yīng)浪涌保護器件12前的浪涌電流；這里，第一電流感應(yīng)線圈111放置在浪涌信號發(fā)生器15、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)16與浪 涌保護器件12之間。第二電流感應(yīng)線圈112，用于感應(yīng)浪涌保護器件12后的浪涌電流；這里，第二電流感應(yīng)線圈112，放置在浪涌保護器件12與被保護設(shè)備13之間。示波器113，用于探測第一電流感應(yīng)線圈111與第二電流感應(yīng)線圈112感應(yīng)的電 流，并將探測到的電流發(fā)送給計算模塊114 ；這里，一般，示波器113為高帶寬示波器，示波器113的響應(yīng)頻率高于浪涌信號的 頻率；可采用一個示波器的兩個通道同時分別探測第一電流感應(yīng)線圈111與第二電流感應(yīng) 線圈112感應(yīng)的電流。計算模塊114，用于接收示波器113發(fā)送的電流，并在接收后，根據(jù)設(shè)置的衰減度 Dec計算浪涌保護器件12的衰減度Dec。所述裝置還可以包括檢驗設(shè)備，用于檢驗被保護設(shè)備是否正常?；谏鲜鲅b置，本發(fā)明還提供了一種浪涌保護器件保護性能測評的方法，如圖3 所示，包括以下步驟步驟301 設(shè)置浪涌保護器件的衰減度Dec為^ CA Area)Dec = —-(之后執(zhí)行步驟 302 ；
C^Area)‘其中，C^Area)表示浪涌保護器件前的浪涌電流的總和，C2 (Area)表示浪涌保護 器件后的浪涌電流的總和。二者的物理意義為采用時間內(nèi)的電流絕對值的總和，即為能 量；這里，設(shè)置衰減度Dec的依據(jù)為浪涌保護器件后的浪涌電流會直接進入被保護 設(shè)備，進而影響被保護設(shè)備，浪涌保護器件后的浪涌電流值越小，對被保護設(shè)備的影響也就 越小，而且，浪涌的發(fā)生是一個過程，因此可以通過浪涌保護器件后的浪涌電流的總和與浪 涌保護器件前的浪涌電流的總和的比值來判斷浪涌保護器件的保護性能。步驟302 當浪涌發(fā)生時，記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄 放；這里，所述流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流為整個浪涌產(chǎn)生、及泄放過程的電 流總和，即示波器中電流曲線與時間軸圍成的面積，具體地，可通過調(diào)用示波器中的Area 函數(shù)，計算獲得；在調(diào)用Area函數(shù)計算面積時，由于電流隨時間的衰減非?？?，通常統(tǒng)計時 間取浪涌半波峰時間的5倍左右。步驟303 根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec ；本步驟中，Dec越小，說明浪涌衰減得越多，對被保護設(shè)備的保護性能就越好，反之 則差，一般，認為當衰減度Dec小于等于0. 3時，認為該浪涌保護器件保護性能有效。圖4為實施例浪涌保護器件保護性能測評的測試電路框圖，本實施例主要針對單 相交流電源端口，如AC220V，進行浪涌測試，根據(jù)IEC61000-4-5標準要求，交流電源端口 浪涌信號發(fā)生器波形為1. 2/50 u s+8/20 u s組合波，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)中的耦合電容選取 9 P F (共模)、或者18 y F (差模)，電源去耦電感選取1. 5mH。浪涌保護器件為待評估的對 象，如選取YD40K320EH單相交流電源防雷器作為待評估的對象，該防雷器的各個標準參數(shù) 包括電壓Un = 220V，放電電流In = 20kA@8/20ii s，最大通流容量Imax = 40kAi8/20u s, 響應(yīng)時間t彡25ns。需要監(jiān)測兩路電流信號，分別是浪涌保護器件之前的浪涌電流和浪涌保護器件 之后的浪涌電流，分別記為“和“。由于浪涌泄放為PF級脈沖信號，因此可采用帶寬在 10MHz以上的示波器，如LeCroy的WaveSurfer 64Xs_A，其帶寬為600MHz。采用示波器的 目的是為了采樣一段時間內(nèi)的電流絕對值總和，而不是某一時刻的瞬態(tài)電流值。由于浪涌 信號發(fā)生器電壓波形為1. 2/50 y s，50 y s為電壓半峰值時間，考慮到信號的衰減幾乎是按 照指數(shù)衰減，電流迅速衰減并在OA附近振蕩，并最終趨于0，因此，電流的采樣時間可選用
200 u So本實施例中，浪涌信號發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)在相關(guān)標準中都有具體規(guī)定，應(yīng) 按照標準嚴格執(zhí)行。在具體操作過程中，都有相應(yīng)的儀器設(shè)備來完成其相應(yīng)的功能，只需要 將相關(guān)設(shè)備、線纜、端口按要求連接好即可。在浪涌保護器件連接時，應(yīng)注意其輸入端和輸出端連接是否正確，避免出現(xiàn)反接 的情況。輸入端是沒有保護之前的端口，與浪涌信號發(fā)生器、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)相連。輸出端 是保護之后的端口，與被保護設(shè)備相連。
浪涌保護器件中保護地PE與浪涌信號發(fā)生器的保護地ΡΕ、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的保護 地PE相連，并都連接至大地。浪涌保護器件輸入端側(cè)線纜與輸出端側(cè)線纜需要自然擺放，不要將其堆放、或捆 扎在一起，以免造成相互之間的耦合。在電源端口進行浪涌試驗的過程中，可使用一個示波器的兩個通道同時分別探測 兩個感應(yīng)線圈感應(yīng)的I1和12，通過示波器動態(tài)監(jiān)測整個浪涌泄放過程。通過調(diào)用示波器內(nèi) 的絕對值函數(shù)，從而獲取I1U2的對應(yīng)的絕對值CpC2,再通過調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)獲取 C1, C2在采樣時間內(nèi)的總和C1 (Area)、C2 (Area)，即能量。浪涌泄放后，采用預(yù)先設(shè)置的衰減度Dec，即

計算該浪涌保護器件的衰減度Dec，Dec越小，說明浪涌衰減得越多，對被保護設(shè) 備的保護性能就越好，反之則差，一般，認為當Dec小于等于0. 3時，認為該浪涌保護器件保 護性能有效。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種浪涌保護器件保護性能測評方法，其特征在于，設(shè)置浪涌保護器件的衰減度Dec為其中，C1(Area)表示浪涌保護器件前的浪涌電流的總和，C2(Area)表示浪涌保護器件后的浪涌電流的總和；該方法還包括當浪涌發(fā)生時，記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放；根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec。FSA00000112001100011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec 之前，該方法還包括調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)，獲得所述CjArea)及C2 (Area)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在調(diào)用示波器內(nèi)的面積函數(shù)之前，該方法 進一步包括調(diào)用示波器內(nèi)的絕對值函數(shù)，獲得流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流的絕對值(^及C2o
4.一種浪涌保護器件保護性能測評裝置，其特征在于，該裝置包括檢測模塊及浪涌 保護器件；其中，檢測模塊，用于記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，并在記錄流經(jīng)浪涌保護器件 前后的浪涌電流后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計算浪涌保護器件的衰減度Dec ； 浪涌保護器件，用于對被保護設(shè)備進行浪涌保護；^ C, (Area)所述Dec為:DeC = -{ 其中，Q (Area)表示浪涌保護器件前的浪涌電流C^yArea),的總和，C2(Area)表示浪涌保護器件后的浪涌電流的總和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括被保護設(shè)備，用于被浪涌 保護器件進行浪涌保護；和/或，浪涌信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生浪涌信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，用于將浪涌信號發(fā)生器產(chǎn)生的浪涌信號全部耦合到浪涌保護器件及 被保護設(shè)備上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括第一電流感應(yīng) 線圈、第二電流感應(yīng)線圈、示波器、以及計算模塊；其中，第一電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護器件前的浪涌電流； 第二電流感應(yīng)線圈，用于感應(yīng)浪涌保護器件后的浪涌電流；示波器，用于探測第一電流感應(yīng)線圈與第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流，并將探測到的 電流發(fā)送給計算模塊；計算模塊，用于接收示波器發(fā)送的電流，并在接收后，根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec計算浪涌 保護器件的衰減度Dec。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，一個所述示波器的兩個通道同時分別探測所述第一電流感應(yīng)線圈與所述第二電流感應(yīng)線圈感應(yīng)的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)與浪涌信號發(fā)生器集成在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括檢驗設(shè)備，用于檢驗 被保護設(shè)備是否正常。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種浪涌保護器件保護性能測評方法，包括設(shè)置浪涌保護器件的衰減度Dec為當浪涌發(fā)生時，記錄流經(jīng)浪涌保護器件前后的浪涌電流，直至浪涌泄放；根據(jù)設(shè)置的衰減度Dec，計算所述浪涌保護器件的衰減度Dec。本發(fā)明同時公開了一種浪涌器件保護性能測評裝置，采用本發(fā)明的方法及裝置，能實現(xiàn)對浪涌保護器件保護性能的定量測評，進而能更好的測評各個浪涌保護器件。
文檔編號G01R19/00GK101876680SQ201010179889
公開日2010年11月3日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者倪冬兵, 肖勇軍, 許李園 申請人:中興通訊股份有限公司