專利名稱：建構筑物雷電屏蔽效能測試裝置的制作方法
技術領域：
本新型實用屬于電氣工程技術領域，特別涉及一種建構筑物雷電屏蔽效能測試裝置。
背景技術：
GB50057-2000《建筑物防雷設計規(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計的一個重要參數(shù)，實際過程中因缺乏建構筑物雷電屏蔽效能測量裝置，目前很少實地測量建筑物的屏蔽效能，一般都是通過相關公式估算，而實地測量不同建構筑物結構對雷電屏蔽效能的影響具有重要的價值，對建筑物防雷設計的提高也具有很大的推動作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是針對上述背景技術的不足，提供一種建構筑物雷電屏蔽效能測試裝置。本實用新型的技術方案是一種建構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)所構成，單片機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所構成，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)生器其單片機控制模塊包括觸摸式人機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、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。本實用新型在實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)外的磁場強度并由其計算機將所測磁場波形、電流波形自動采集并存儲到計算機中，自動計算出建筑物屏蔽效能。雷電流發(fā)生器包括單片機控制模塊、高壓直流電源、主回路。其單片機控制模塊 采用單片機編程控制，控制高壓水銀開關、接觸器等的準確動作；采用觸摸屏人機界面進行可視化操作，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)送回單片機中供觸摸屏顯示以及保護動作判斷(如過壓保護、過流保護等)；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行升壓整流；具有體積小、重量輕等優(yōu)點；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、主電容器、調(diào)波電感和調(diào)波電阻；高壓水銀開關具有速度快、 體積小和無噪聲等優(yōu)點；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。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行采集，計算機通過USB電纜與示波器連接，將示波器中數(shù)據(jù)同步采集到計算機中進行分析和保存。計算機具有基于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，為建構筑物防雷設計、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是計算機測量程序界面；圖中1-雷電流發(fā)生器1. 1-單片機控制模塊，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；具體實施方式
以下結合附圖所示實施例對本實用新型作進一步說明雷電流發(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)外的磁場強度，計算機將所測磁場波形、電流波形自動采集并存儲到計算機中，自動計算出建構筑物雷電屏蔽效能。雷電流發(fā)生器(1)主要由單片機控制模塊(1.1)，高壓直流電源(1.2)，主回路 (1.3)組成，單片機控制模塊(1. 1)采用單片機編程控制，控制高壓水銀開關、接觸器等的準確動作，人機界面采用觸摸屏進行可視化操作，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)送回單片機中供觸摸屏顯示以及保護動作判斷(如過壓保護、過流保護等)，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. 采用中頻變壓器進行升壓整流，它具有體積小、重量輕等優(yōu)點，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、主電容器、調(diào)波電感、 和調(diào)波電阻組成，高壓水銀開關具有速度快、體積小和無噪聲等優(yōu)點，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)中進行采集，計算機(3. 4)通過USB電纜與示波器(3. 3)連接，將示波器中數(shù)據(jù)同步采集到計算機中進行分析和保存。計算機(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。
權利要求1.一種建構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)生器由單片機控制模塊(1. 1)、高壓直流電源(1. 2)和主回路(1. 3)所構成，單片機控制模塊(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(3. 4)所構成，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(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)權利要求1所述的一種建構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)其單片機控制模塊(1. 1)包括觸摸式人機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、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)權利要求1或2所述的一種建構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)權利要求1或2所述的一種建構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。
專利摘要本實用新型公開了一種建構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\構筑物內(nèi)外的磁場強度，自動采集波形并計算得到建構筑物雷電屏蔽效能，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)場試驗等優(yōu)點，可以解決建構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