感应雷电流测试系统的设计

发布时间：2023-05-13 03:32

　　雷电灾害是人类无法避免和阻挡的重大灾害之一,雷电分为直击雷和感应雷,虽然直击雷的杀伤性巨大,但占雷电灾害中的比例远不及感应雷,据统计90%以上的雷电灾害是由感应雷引起的。随着信息化的快速发展,办公自动化、智能化已经普遍,集成电子设备越来越多,致使雷电灾害对各种系统的危害也呈日益上升状态。雷电流参数是进行雷电研究和雷电防护的基础,其中雷电流波形包含的参数是最丰富的,所以对雷电流波形参数的探讨,已经成了雷电科研工作者们的热点话题,也是雷电防护的基本依据。本文结合目前的研究动态,对感应电流波形做了一些研究,具体的研究内容分为四个部分:第一,通过分析对比目前国内外感应雷电流测量的方法,结合实验室设备条件,确定了本文感应电流测量的方法,采用的是PCB型罗氏线圈做传感器,利用电容放电来模拟闪电放电,这也是本文的一个创新点。第二,对电路进行分模块研究,确定每一个模块的元器件型号,通过Protel 99 SE进行电路图的绘制和印制电路板的制作,最后得到整个系统的硬件测试电路。第三,对搭建的硬件系统进行实际测量,在信号采集过程中,普通的数字示波器无法捕捉到波形,本文选用了虚拟示波器PicoScope 6...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文结构安排
第2章 雷电参数及雷电电磁场分析
    2.1 我国雷电分布情况
    2.2 雷电参数介绍
        2.2.1 雷电流幅值
        2.2.2 雷电流陡度
        2.2.3 雷电流波头和波长
        2.2.4 电荷量
    2.3 电磁场研究
        2.3.1 空间电磁场研究意义
        2.3.2 雷电通道模型及电磁场推导
    2.4 雷电的种类及危害
        2.4.1 直击雷
        2.4.2 感应雷
        2.4.3 直击雷和感应雷的电流波形规范
    2.5 本章小结
第3章 模拟测试系统的设计
    3.1 系统设计的目的
    3.2 系统模块的设计思路
        3.2.1 整体构思及模块需要实现的功能
        3.2.2 放电结束的电路处理
    3.3 电路设计原理及相关器件的选取
        3.3.1 冲击电流发生器与感应雷电流测试系统
        3.3.2 升压模块
        3.3.3 稳压模块
        3.3.4 积分模块
        3.3.5 感应模块
        3.3.6 采集存储模块
    3.4 完整的电路搭建
        3.4.1 电路模块实物图及搭建电路
        3.4.2 搭建注意事项
    3.5 本章小结
第4章 实验测试与数据分析
    4.1 测试平台
        4.1.1 Pico Scope介绍
        4.1.2 界面展示介绍
    4.2 测试条件和参数设定
        4.2.1 测试条件
        4.2.2 极限法设定参数
    4.3 测试波形比较分析
        4.3.1 实验测试所得波形（线圈中央）
        4.3.2 实验测试所得波形（线圈边缘）
    4.4 实验结果及数据分析
        4.4.1 波形参数分析
        4.4.2 感应波形极性分析
        4.4.3 感应电流幅值和最大陡度分析
        4.4.4 数据拟合及函数模型的提出
        4.4.5 测试结果说明
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 本文展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文和研究成果
致谢



本文编号：3815213