专利名称：一种浪涌保护器件保护性能测评方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及浪涌保护性能测评技术，尤其涉及一种浪涌保护器件保护性能测评方 法及装置。
背景技术：
雷电是自然界中常见的一种天气现象。设备，尤其是户外设备、或带户外信 号线的设备，通常都需要在其电源端口、信号端口采取浪涌保护措施，比如在电源、信 号端口前增加浪涌保护器件(SPD，Surge Protection Device) 0目前，一般，测评浪 涌保护性能是通过试验进行，即进行浪涌抗扰性试验，举个例子来说，可以依据《IEC 61000-4-5 Electromagnetic compatibility(EMC)-Part4-5 Testing and measurement techniques-Surge immunity test))标准试验，当浪涌保护措施能通过相关标准要求时，则 认为该浪涌保护方案是有效的，否则，可认为该浪涌保护方案是无效的。然而，现有的浪涌保护性能测评方法是一种定性的测评方法，也就是说，对于测评 方法，只有“有效”和“无效”之分，而无一个定量的测评分析方法。换句话说，对于一个保 护器件、或电路，其对外界的干扰浪涌能起到多大的衰减，则没有一个定量的指标来表征。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种浪涌器件保护性能测评方法及装置， 以实现对浪涌保护器件保护性能的定量测评。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种浪涌保护器件保护性能测评方法，设置浪涌保护器件的衰减度
^ C0 (Area)
Dec为-.Dec = -(其中，CjArea)表示浪涌保护器件前的浪涌电流的总和，
C^Area) ’
C2(Area)表示浪涌保护器件后的浪涌电流的总和；该方法还包括当浪涌发生时，记录流经浪涌保护器件前后的浪涌电流，直至浪涌泄放；根据设置的衰减度Dec，计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec。上述方案中，所述计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec之前，该方法还包括调用 示波器内的面积函数，获得所述Q (Area)及C2 (Area)。上述方案中，在调用示波器内的面积函数之前，该方法进一步包括调用示波器内的绝对值函数，获得流经浪涌保护器件前后的浪涌电流的绝对值。 及c2。本发明还提供了一种浪涌保护器件保护性能测评装置，该装置包括检测�？榧� 浪涌保护器件；其中，检测�？椋糜诩锹剂骶擞勘；て骷昂蟮睦擞康缌鳎⒃诩锹剂骶擞勘；て骷昂蟮睦擞康缌骱螅萆柚玫乃ゼ醵菵ec计算浪涌保护器件的衰减度Dec ；浪涌保护器件，用于对被保护设备进行浪涌保护；所述Dec为:DeC = -(其中，(Area)表示浪涌保护器件前的浪涌
电流的总和，C2(Area)表示浪涌保护器件后的浪涌电流的总和。上述方案中，所述装置还包括被保护设备，用于被浪涌保护器件进行浪涌保护；和 /或，浪涌信号发生器，用于产生浪涌信号。上述方案中，所述装置进一步包括耦合/去耦网络，用于将浪涌信号发生器产生的浪涌信号全部耦合到浪涌保护器 件及被保护设备上。 上述方案中，所述检测�？榘ǖ谝坏缌鞲杏ο呷Α⒌诙缌鞲杏ο呷Α⑹静ㄆ�、 以及计算�？椋黄渲校谝坏缌鞲杏ο呷Γ糜诟杏擞勘；て骷暗睦擞康缌鳎坏诙缌鞲杏ο呷Γ糜诟杏擞勘；て骷蟮睦擞康缌鳎皇静ㄆ鳎糜谔讲獾谝坏缌鞲杏ο呷τ氲诙缌鞲杏ο呷Ω杏Φ牡缌鳎⒔讲� 到的电流发送给计算�？椋患扑隳？椋糜诮邮帐静ㄆ鞣⑺偷牡缌鳎⒃诮邮蘸螅萆柚玫乃ゼ醵菵ec计算 浪涌保护器件的衰减度Dec。上述方案中，一个所述示波器的两个通道同时分别探测所述第一电流感应线圈与 所述第二电流感应线圈感应的电流。上述方案中，耦合/去耦网络与浪涌信号发生器集成在一起。上述方案中，所述装置还包括检验设备，用于检验被保护设备是否正常。本发明提供的浪涌保护器件性能测评的方法及装置，预先设置浪涌保护器件的衰 减度Dec，在浪涌发生时，记录流经浪涌保护器件前后的浪涌电流，直至浪涌泄放，根据设置 的衰减度Dec，计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec，衰减度Dec越小，对被保护设备的保护 性能就越好，如此，能实现对浪涌保护器件保护性能的定量测评，进而能更好的测评各个浪 涌保护器件。
图1为本发明浪涌保护器件保护性能测评的装置结构示意图；图2为本发明浪涌保护器件保护性能测评的具体的装置结构示意图；图3为本发明浪涌保护器件保护性能测评的方法流程示意图；图4为本发明实施例浪涌保护器件保护性能测评的测试电路框图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。本发明浪涌保护器件保护性能测评的装置如图1所示，包括检测�？�11及浪涌
5保护器件12;其中，检测模块11，用于记录流经浪涌保护器件12前后的浪涌电流，并在记录流经浪涌保护器件12前后的浪涌电流后，根据设置的衰减度Dec计算浪涌保护器件12的衰减度 Dec ；浪涌保护器件12，用于对被保护设备进行浪涌保护；这里，浪涌保护器件12是本发明被测评保护性能的对象；
^ C9 (Area)所述Dec为:DeC = -(.其中，C1 (Area)表示浪涌保护器件前的浪涌
C1(Area)，
电流的总和，C2(Area)表示浪涌保护器件后的浪涌电流的总和。其中，如图2所示，所述装置还可以包括被保护设备13，用于被浪涌保护器件12进行浪涌保护。浪涌信号发生器14，用于产生浪涌信号；这里，所述浪涌信号发生器14可以产生1. 2/50 μ s+8/20 μ s组合波、或 10/700 μ s电压波形等。耦合/去耦网络15，用于将浪涌信号发生器14产生的浪涌信号全部耦合到浪涌保 护器件12及被保护设备13之上，以便对被保护设备13连接的其它设备进行保护；这里，一般，耦合/去耦网络15与浪涌信号发生器14可以集成在一起。所述检测�？�11，可以包括第一电流感应线圈111、第二电流感应线圈112、示波 器113、以及计算�？�114;其中，第一电流感应线圈111，用于感应浪涌保护器件12前的浪涌电流；这里，第一电流感应线圈111放置在浪涌信号发生器15、耦合/去耦网络16与浪 涌保护器件12之间。第二电流感应线圈112，用于感应浪涌保护器件12后的浪涌电流；这里，第二电流感应线圈112，放置在浪涌保护器件12与被保护设备13之间。示波器113，用于探测第一电流感应线圈111与第二电流感应线圈112感应的电 流，并将探测到的电流发送给计算�？�114 ；这里，一般，示波器113为高带宽示波器，示波器113的响应频率高于浪涌信号的 频率；可采用一个示波器的两个通道同时分别探测第一电流感应线圈111与第二电流感应 线圈112感应的电流。计算�？�114，用于接收示波器113发送的电流，并在接收后，根据设置的衰减度 Dec计算浪涌保护器件12的衰减度Dec。所述装置还可以包括检验设备，用于检验被保护设备是否正常。基于上述装置，本发明还提供了一种浪涌保护器件保护性能测评的方法，如图3 所示，包括以下步骤步骤301 设置浪涌保护器件的衰减度Dec为^ CA Area)Dec = —-(之后执行步骤 302 ；
C^Area)‘其中，C^Area)表示浪涌保护器件前的浪涌电流的总和，C2 (Area)表示浪涌保护 器件后的浪涌电流的总和。二者的物理意义为采用时间内的电流绝对值的总和，即为能 量；这里，设置衰减度Dec的依据为浪涌保护器件后的浪涌电流会直接进入被保护 设备，进而影响被保护设备，浪涌保护器件后的浪涌电流值越�。员槐；ど璞傅挠跋煲簿� 越�。遥擞康姆⑸且桓龉蹋虼丝梢酝ü擞勘；て骷蟮睦擞康缌鞯淖芎陀肜� 涌保护器件前的浪涌电流的总和的比值来判断浪涌保护器件的保护性能。步骤302 当浪涌发生时，记录流经浪涌保护器件前后的浪涌电流，直至浪涌泄 放；这里，所述流经浪涌保护器件前后的浪涌电流为整个浪涌产生、及泄放过程的电 流总和，即示波器中电流曲线与时间轴围成的面积，具体地，可通过调用示波器中的Area 函数，计算获得；在调用Area函数计算面积时，由于电流随时间的衰减非�？欤ǔＭ臣剖� 间取浪涌半波峰时间的5倍左右。步骤303 根据设置的衰减度Dec，计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec ；本步骤中，Dec越�。得骼擞克ゼ醯迷蕉啵员槐；ど璞傅谋；ば阅芫驮胶茫粗� 则差，一般，认为当衰减度Dec小于等于0. 3时，认为该浪涌保护器件保护性能有效。图4为实施例浪涌保护器件保护性能测评的测试电路框图，本实施例主要针对单 相交流电源端口，如AC220V，进行浪涌测试，根据IEC61000-4-5标准要求，交流电源端口 浪涌信号发生器波形为1. 2/50 u s+8/20 u s组合波，耦合/去耦网络中的耦合电容选取 9 P F (共模)、或者18 y F (差模)，电源去耦电感选取1. 5mH。浪涌保护器件为待评估的对 象，如选取YD40K320EH单相交流电源防雷器作为待评估的对象，该防雷器的各个标准参数 包括电压Un = 220V，放电电流In = [email protected]/20ii s，最大通流容量Imax = 40kAi8/20u s, 响应时间t彡25ns。需要监测两路电流信号，分别是浪涌保护器件之前的浪涌电流和浪涌保护器件 之后的浪涌电流，分别记为“和“。由于浪涌泄放为PF级脉冲信号，因此可采用带宽在 10MHz以上的示波器，如LeCroy的WaveSurfer 64Xs_A，其带宽为600MHz。采用示波器的 目的是为了采样一段时间内的电流绝对值总和，而不是某一时刻的瞬态电流值。由于浪涌 信号发生器电压波形为1. 2/50 y s，50 y s为电压半峰值时间，考虑到信号的衰减几乎是按 照指数衰减，电流迅速衰减并在OA附近振荡，并最终趋于0，因此，电流的采样时间可选用
200 u So本实施例中，浪涌信号发生器和耦合/去耦网络在相关标准中都有具体规定，应 按照标准严格执行。在具体操作过程中，都有相应的仪器设备来完成其相应的功能，只需要 将相关设备、线缆、端口按要求连接好即可。在浪涌保护器件连接时，应注意其输入端和输出端连接是否正确，避免出现反接 的情况。输入端是没有保护之前的端口，与浪涌信号发生器、耦合/去耦网络相连。输出端 是保护之后的端口，与被保护设备相连。
浪涌保护器件中保护地PE与浪涌信号发生器的保护地ΡΕ、耦合/去耦网络的保护 地PE相连，并都连接至大地。浪涌保护器件输入端侧线缆与输出端侧线缆需要自然摆放，不要将其堆放、或捆 扎在一起，以免造成相互之间的耦合。在电源端口进行浪涌试验的过程中，可使用一个示波器的两个通道同时分别探测 两个感应线圈感应的I1和12，通过示波器动态监测整个浪涌泄放过程。通过调用示波器内 的绝对值函数，从而获取I1U2的对应的绝对值CpC2,再通过调用示波器内的面积函数获取 C1, C2在采样时间内的总和C1 (Area)、C2 (Area)，即能量。浪涌泄放后，采用预先设置的衰减度Dec，即
计算该浪涌保护器件的衰减度Dec，Dec越�。得骼擞克ゼ醯迷蕉啵员槐；ど� 备的保护性能就越好，反之则差，一般，认为当Dec小于等于0. 3时，认为该浪涌保护器件保 护性能有效。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
一种浪涌保护器件保护性能测评方法，其特征在于，设置浪涌保护器件的衰减度Dec为其中，C1(Area)表示浪涌保护器件前的浪涌电流的总和，C2(Area)表示浪涌保护器件后的浪涌电流的总和；该方法还包括当浪涌发生时，记录流经浪涌保护器件前后的浪涌电流，直至浪涌泄放；根据设置的衰减度Dec，计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec。FSA00000112001100011.tif
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec 之前，该方法还包括调用示波器内的面积函数，获得所述CjArea)及C2 (Area)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在调用示波器内的面积函数之前，该方法 进一步包括调用示波器内的绝对值函数，获得流经浪涌保护器件前后的浪涌电流的绝对值(^及C2o
4.一种浪涌保护器件保护性能测评装置，其特征在于，该装置包括检测模块及浪涌 保护器件；其中，检测�？椋糜诩锹剂骶擞勘；て骷昂蟮睦擞康缌鳎⒃诩锹剂骶擞勘；て骷� 前后的浪涌电流后，根据设置的衰减度Dec计算浪涌保护器件的衰减度Dec ； 浪涌保护器件，用于对被保护设备进行浪涌保护；^ C, (Area)所述Dec为:DeC = -{ 其中，Q (Area)表示浪涌保护器件前的浪涌电流C^yArea),的总和，C2(Area)表示浪涌保护器件后的浪涌电流的总和。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括被保护设备，用于被浪涌 保护器件进行浪涌保护；和/或，浪涌信号发生器，用于产生浪涌信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括耦合/去耦网络，用于将浪涌信号发生器产生的浪涌信号全部耦合到浪涌保护器件及 被保护设备上。
7.根据权利要求4、5或6所述的装置，其特征在于，所述检测�？榘ǖ谝坏缌鞲杏� 线圈、第二电流感应线圈、示波器、以及计算�？椋黄渲校谝坏缌鞲杏ο呷Γ糜诟杏擞勘；て骷暗睦擞康缌鳎� 第二电流感应线圈，用于感应浪涌保护器件后的浪涌电流；示波器，用于探测第一电流感应线圈与第二电流感应线圈感应的电流，并将探测到的 电流发送给计算�？椋患扑隳？椋糜诮邮帐静ㄆ鞣⑺偷牡缌鳎⒃诮邮蘸螅萆柚玫乃ゼ醵菵ec计算浪涌 保护器件的衰减度Dec。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，一个所述示波器的两个通道同时分别探测所述第一电流感应线圈与所述第二电流感应线圈感应的电流。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，耦合/去耦网络与浪涌信号发生器集成在一起。
10.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括检验设备，用于检验 被保护设备是否正常。
全文摘要
本发明公开了一种浪涌保护器件保护性能测评方法，包括设置浪涌保护器件的衰减度Dec为当浪涌发生时，记录流经浪涌保护器件前后的浪涌电流，直至浪涌泄放；根据设置的衰减度Dec，计算所述浪涌保护器件的衰减度Dec。本发明同时公开了一种浪涌器件保护性能测评装置，采用本发明的方法及装置，能实现对浪涌保护器件保护性能的定量测评，进而能更好的测评各个浪涌保护器件。
文档编号G01R19/00GK101876680SQ201010179889
公开日2010年11月3日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者倪冬兵, 肖勇军, 许李园 申请人:中兴通讯股份有限公司
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