1  雷電知識介紹

直擊雷： “打雷”是帶電云層與建筑物、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象。

感應(yīng)雷：由于雷電而引起的靜電感應(yīng)和電磁場感應(yīng)所產(chǎn)生的雷擊統(tǒng)稱為感應(yīng)雷，又稱二次雷。入侵途徑：1）通過避雷針引入地感應(yīng)到傳輸線；

2）通過電源線、信號線或天饋線引入感應(yīng)雷擊（通過電感性耦合（磁感應(yīng)））；

3）地點位反擊引入感應(yīng)雷擊（通過阻性耦合方式）

開關(guān)作用的操作過電壓：因變壓器的空載、電機的啟動或開關(guān)的開啟等引起的瞬時過電壓。

閃電：閃電的的平均電流是：30,000A。90%以上的閃電是云層對云層放電過程。 

特點：作用時間極短，但電壓幅度高、瞬態(tài)能量大。

2  浪涌發(fā)生器

2.1 電源線路試驗的綜合波發(fā)生器

綜合波發(fā)生器：短路電流和開路電壓的電路在一個發(fā)生器。提供兩個波形：發(fā)生器輸出開路時提供電壓波；發(fā)生器短路時提供電流波。電源線路試驗的綜合波發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖 1  電源線路試驗的綜合波發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖

U—高壓源；Rc—充電電阻；Cc—儲能電容；Rs—脈沖持續(xù)時間形成電阻；Rm—阻抗匹配電阻；Lr—上升時間形成電感

綜合波發(fā)生器的基本要求：

開路輸出電壓（10%）0.5kVP~4kVP；短路輸出電流（10%）0.25kAP~4kAP

發(fā)生器內(nèi)阻：2Ω,可附加10Ω或40Ω ，以形成12Ω或42Ω的內(nèi)阻

輸出極性：正/負(fù)；移相范圍：0度~360度；最大重復(fù)頻率：至少每分鐘1次。

2.1.1 綜合波波形

2.1.1.1  按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電壓波形如圖2。電壓波的上升時間為T1=1.67×T=1.2μs±30%，半峰值T2= 50μs±20%：

 圖2 綜合波電壓波形

2.1.1.2  按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電流波形如圖3。電流波的上升時間T1=1.25×T=8μs±20%，半峰值T2= 20μs±20% 

圖3 綜合波電流波形

差模：通常把線與線之間形成的電流叫差模電流。組合波差模耦合工作模式原理示意圖見圖4。

圖4  組合波差模耦合工作模式原理圖

耦合裝置：電容或氣體放電管。耦合電容C：9μF（共模）或18μF（差模）。去耦裝置/保護裝置：去耦電感L：1.5mH

共模：通常把線與地之間形成的電流叫共模電流。組合波共模耦合工作模式原理示意圖。

圖5  組合波共模耦合工作模式原理圖

2.2  通信線路試驗的10/700 μs浪涌發(fā)生器

用于通信線路的10/700 μs浪涌波發(fā)生器又稱為CCITT波發(fā)生器，這是符合聯(lián)合國下屬國際電報和電話咨詢委員會（簡稱CCITT）要求的一種浪涌電壓試驗波形。發(fā)生器的電路原理圖如圖6所示。

圖6  10/700 μs浪涌發(fā)生器電路原理圖

U—高壓源，Rc—充電電阻，Cc—儲能電容（20μF）；Rs—脈沖持續(xù)時間形成電阻（50Ω），Rm—阻抗匹配電阻（Rm1 =15Ω,Rm2 =25Ω），Cs—上升時間形成0.2μF），S1—使用外部匹配電阻時，開關(guān)合上。發(fā)生器只提供電壓波，波形圖見圖7，其波前時間T1=1.67×T= 10μs±30%，半峰值時間T2=700μs±20%。

圖7 10/700 μs浪涌發(fā)生器產(chǎn)生的電壓波

2.3  振鈴波發(fā)生器

振鈴波：可發(fā)生在電源線、通信線、天線。見GB 17626.12-1998。單次沖擊的振蕩瞬態(tài)波稱為振鈴波，是由電源和控制線開關(guān)切換或雷擊引起，并出現(xiàn)在設(shè)備等端子。產(chǎn)生的波形圖見圖8。

       圖８　振鈴波發(fā)生器產(chǎn)生的波形圖

電壓上升時間（第一峰值）：0.5μs±20%（開路）， 電流上升時間（第一峰值）： ≤1μs（短路），        頻率：100kHz±10%

        衰減：前一峰值的60%

T1為上升時間開路電壓為0.5μs ，短路電流為1μs ，T振蕩周期10μs。