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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410679577.X (22)申请日 2014.11.24 G01R 31/24(2006.01) (71)申请人 南京信息工程大学 地址 215101 江苏省苏州市吴中区木渎镇中 山东路 70 号吴中科技创业园 2 号楼 2310 室 (72)发明人 李祥超 陈璞阳 周中山 陈则煌 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 朱小兵 (54) 发明名称 一种三极气体放电管横向电压测试仪 (57) 摘要 本发明公开了一种三极气体放电管横向电压 测试仪， 包括控制电路以及依次连接的高压形成 电路、 RC。
2、 回路、 高压开关、 1000V/s 高压形成电 路、 测量模块 ； 所述测量模块包括被测试品和测 量电路 ； 所述控制电路分别与高压形成电路、 RC 回路、 高压开关连接。 控制电路控制高压形成电路 输出高压信号， 同时控制其 RC 回路开始充电 ； 充 电完成后， 控制电路控制高压开关闭合， RC 回路 通过 1000V/s 高压形成电路放电， 形成 1000V/ s 的高压信号， 加至被测试品 ； 测量电路采集并 存储被测试品两端的电压波形。本发明的结构及 性能参数均符合气体放电管规范的要求， 同时应 用广泛， 适用不同类型结构的信号电涌保护器。 (51)Int.Cl. (19)中华人民。
3、共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104391236 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104391236 A 1/1 页 2 1. 一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 包括控制电路以及依次连接的 高压形成电路、 RC 回路、 高压开关、 1000V/s 高压形成电路、 测量模块 ； 其中， 所述测量模 块包括被测试品和测量电路 ； 所述控制电路分别与高压形成电路、 RC 回路、 高压开关连接 ； 控制电路控制高压形成电路输出高压信号， 同时控制其 RC 回路开始充电 ； 充电完成 后， 。
4、控制电路控制高压开关闭合， RC 回路通过 1000V/s 高压形成电路放电， 形成 1000V/ s 的高压信号， 加至被测试品 ； 测量电路采集并存储被测试品两端的电压波形。 2. 根据权利要求 1 所述的一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述控 制电路为继电器自锁结构。 3. 根据权利要求 1 所述的一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述高 压形成电路包括相连的 02kV 高压源、 电位器。 4. 根据权利要求 3 所述的一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述 02kV 高压源为自激振荡限压整流电路结构。 5. 根据权利要求 1 所述的一种。
5、三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述 RC 回路包括第一电阻、 第一电容 ； 第一电阻的一端连接高压形成电路的输出端， 另一端连接第 一电容的一端 ； 第一电容的另一端接地。 6. 根据权利要求 5 所述的一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述第 一电容为高压脉冲电容。 7. 根据权利要求 1 所述的一种三极放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述高压开 关为高压真空开关。 8. 根据权利要求 1 所述的一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述 1000V/s 高压形成电路包括第二至第五电阻、 第二至第三电容 ； 其中， 第二电阻的一端连 接高压开。
6、关， 另一端分别连接第三电阻的一端、 第二电容的一端 ； 第三电阻的另一端连接第 四电阻的一端， 第二电容的另一端连接第三电容的一端 ； 第四电阻的另一端分别连接第三 电容的另一端、 第五电阻的一端 ； 第五电阻的另一端连接第二电阻和高压开关的公共端 ； 第二电阻和高压开关的公共端、 第三电阻和第四电阻的公共端、 第二电容和第三电容的公 共端分别接地 ； 第二电阻和第二电容的公共端、 第二电容和第三电容的公共端、 第三电容和 第五电阻的公共端分别为 1000V/s 高压形成电路的三个输出端口。 9. 根据权利要求 8 所述的一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其特征在于， 所述测 量电路包括第。
7、六、 第七电阻、 数字示波器 ； 其中， 第六电阻的一端连接第二电阻和第二电容 的公共端， 另一端分别连接数字示波器的输入端和被测试品的一个端电极 ； 第七电阻的一 端连接第三电容和第五电阻的公共端， 另一端分别连接数字示波器的输入端和被测试品的 另一个端电极 ； 被测试品的中央电极连接第二电容和第三电容的公共端。 权 利 要 求 书 CN 104391236 A 2 1/4 页 3 一种三极气体放电管横向电压测试仪 技术领域 0001 本发明涉及一种三极气体放电管横向电压测试仪， 属于雷电科学与技术领域。 背景技术 0002 三极气体放电管是一种间隙型的雷电保护元件， 它在通信系统的雷电防护。
8、中取得 了广泛应用。气体放电管常用于信号线路多级保护中的第一级， 起泄放雷电暂态过电流和 限制过电压的作用。 放电管的级间绝缘电阻很大， 寄生电容很小， 对微波高频信号线路的雷 电防护有显著的优点。三极气体放电管的两个对称电极间的性能一致性是非常重要的。如 果性能不一致， 可以将线路中的雷电共模过电压转换为雷电的差模过电压， 造成设备端口 线间绝缘性能的破坏， 严重时会导致设备绝缘的损坏。 因此， 三极气体放电管的横向电压的 测试是非常重要的。 0003 根据中国人民共和国国家标准低压电涌保护器 （SPD） 第 3 部分 ： 气体放电管规范， 三极气体放电管横向电压的测试要求， 同时给一个三极。
9、气体放电管的两个放电间隙施加冲 击波前陡度为 1000V/s 的冲击电压， 测量允许放电管的横向电压的幅值和持续时间， 要 求第一个和第二个间隙火花放电的时间间隔不超过200ns。 然而， 目前信号电涌保护器的性 能检测中， 还没有此项性能的测试， 这项参数指标也是衡量信号电涌保护器的保护性能的 一项重要指标。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种三极放电管横向电压测试仪， 用于检测信 号电涌保护器中三极气体放电管两电极间隙对地放电的一致性， 同时根据放电一致性的特 点判断信号电涌保护的保护性能。根据对称性放电的特点分析， 将雷电共模电压转换为雷 电差模过电压的情况。本发明的。
10、结构及性能参数均符合气体放电管规范的要求， 同时应用 广泛， 适用不同类型结构的信号电涌保护器。 0005 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案 ： 本发明提供一种三极气体放电管横向电压测试仪， 包括控制电路以及依次连接的高压 形成电路、 RC 回路、 高压开关、 1000V/s 高压形成电路、 测量模块 ； 所述测量模块包括被测 试品和测量电路 ； 所述控制电路分别与高压形成电路、 RC 回路、 高压开关连接。 0006 控制电路控制高压形成电路输出高压信号， 同时控制其 RC 回路开始充电 ； 充电完 成后， 控制电路控制高压开关闭合， RC回路通过1000V/s高压形成电路放电， 形。
11、成1000V/ s 的高压信号， 加至被测试品 ； 测量电路采集并存储被测试品两端的电压波形。 0007 作为本发明的进一步优化方案， 所述控制电路为继电器自锁结构。 0008 作为本发明的进一步优化方案， 所述高压形成电路包括相连的 02kV 高压源、 电 位器。 0009 作为本发明的进一步优化方案， 所述 02kV 高压源为自激振荡限压整流电路结 构。 说 明 书 CN 104391236 A 3 2/4 页 4 0010 作为本发明的进一步优化方案， 所述 RC 回路包括第一电阻、 第一电容 ； 第一电阻 一端连接高压形成电路的输出， 另一端连接第一电容的一端 ； 第一电容的另一端接地。
12、。 0011 作为本发明的进一步优化方案， 所述第一电容为高压脉冲电容。 0012 作为本发明的进一步优化方案， 所述高压开关为高压真空开关。 0013 作为本发明的进一步优化方案， 所述 1000V/s 高压形成电路包括第二至第五电 阻、 第二至第三电容 ； 第二电阻一端连接高压开关， 另一端分别连接第三电阻一端、 第二电 容一端 ； 第三电阻另一端连接第四电阻一端， 第二电容另一端连接第三电容一端 ； 第四电 阻另一端分别连接第三电容另一端、 第五电阻一端 ； 第五电阻另一端连接第二电阻和高压 开关的公共端 ； 第二电阻和高压开关的公共端、 第三电阻和第四电阻的公共端、 第二电容和 第三电。
13、容的公共端分别接地 ； 第二电阻和第二电容的公共端、 第二电容和第三电容的公共 端、 第三电容和第五电阻的公共端分别为 1000V/s 高压形成电路的三个输出端口。 0014 作为本发明的进一步优化方案， 所述测量电路包括第六、 第七电阻、 数字示波器 ； 第六电阻一端连接第二电阻和第二电容的公共端， 另一端分别连接数字示波器的输入端和 被测试品的一个端电极 ； 第七电阻一端连接第三电容和第五电阻的公共端， 另一端分别连 接数字示波器的输入端和被测试品的另一个端电极 ； 被测试品的中央电极连接第二电容和 第三电容的公共端。 0015 本发明采用以上技术方案与现有技术相比， 具有以下技术效果 ：。
14、 1） 本发明电路结构简单， 性能稳定， 操作方便 ； 2） 本发明中采用继电器自锁结构， 工作稳定可靠 ； 3） 本发明中采用高压脉冲电容作为储能电容， 放电性能稳定， 放电后参与电荷少， 操作 安全 ； 4） 本发明中高压形成电路的输出采用电位器调整， 操作方便， 输出精度高， 范围大 ； 5） 本发明应用广泛， 适用不同类型结构的信号电涌保护器。 附图说明 0016 图 1 是本发明的结构框图。 0017 图 2 是高压形成电路及 RC 回路的电路图。 0018 图 3 是 1000V/s 高压形成电路与测量模块的电路图。 0019 图 4 是控制电路的电路图。 具体实施方式 0020 。
15、下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明 ： 本发明设计一种三极气体放电管横向电压测试仪， 如图 1 所示， 包括控制电路以及依 次连接的高压形成电路、 RC 回路、 高压开关、 1000V/s 高压形成电路、 测量模块 ； 所述测量 模块包括被测试品和测量电路 ； 所述控制电路分别与高压形成电路、 RC 回路、 高压开关连 接。 控制电路控制高压形成电路输出高压信号， 同时控制其RC回路开始充电 ； 充电完成后， 控制电路控制高压开关闭合， RC回路通过1000V/s高压形成电路放电， 形成1000V/s的 高压信号， 加至被测试品 ； 测量电路采集并存储被测试品两端的电压波形。 0。
16、021 高压形成电路及 RC 回路， 如图 2 所示。高压形成电路包括相连的 02kV 高压源、 说 明 书 CN 104391236 A 4 3/4 页 5 电位器， 02kV高压源输出的高压幅值由电位器W控制， 输出电压范围为02kV， 其内部电路 结构采用自激振荡限压整流电路结构 ； 通过电位器 W 改变中心抽头的位置来改变振荡器脉 冲的占空比， 从而改变 02kV 高压源的输出电压的幅值大小。 0022 RC 回路包括第一电阻 R1、 第一电容 C1 ； 第一电阻 R1 一端连接高压形成电路的输 出， 另一端连接第一电容 C1 的一端 ； 第一电容 C1 的另一端接地。其中， 第一电容。
17、 C1 采用高 压脉冲电容， 主要有放电性能稳定、 放电后参与电荷少、 操作安全等优点。 0023 1000V/s 高压形成电路与测量模块， 如图 3 所示。1000V/s 高压形成电路包括 第二至第五电阻、 第二至第三电容。 第二电阻R2一端连接高压开关K， 另一端分别连接第三 电阻 R3 一端、 第二电容 C2 一端 ； 第三电阻 R3 另一端连接第四电阻 R4 一端， 第二电容 C2 另 一端连接第三电容 C3 一端 ； 第四电阻 R4 另一端分别连接第三电容 C3 另一端、 第五电阻 R5 一端 ； 第五电阻 R5 另一端连接第二电阻 R2 和高压开关 K 的公共端 ； 第二电阻 R2。
18、 和高压开 关 K 的公共端、 第三电阻 R3 和第四电阻 R4 的公共端、 第二电容 C2 和第三电容 C3 的公共端 分别接地 ； 第二电阻 R2 和第二电容 C2 的公共端、 第二电容 C2 和第三电容 C3 的公共端、 第 三电容 C3 和第五电阻 R5 的公共端分别为 1000V/s 高压形成电路的三个输出端口。 0024 测量电路包括第六、 第七电阻、 数字示波器 ； 第六电阻 R6 一端连接第二电阻 R2 和 第二电容 C2 的公共端， 另一端分别连接数字示波器的输入端和被测试品的一个端电极 ； 第 七电阻 R7 一端连接第三电容 C3 和第五电阻 R5 的公共端， 另一端分别连。
19、接数字示波器的输 入端和被测试品的另一个端电极 ； 被测试品的中央电极连接第二电容 C2 和第三电容 C3 的 公共端。 0025 1000V/s 高压形成电路中， 第二电阻 R2 的阻值与第五电阻 R5 的阻值相等， 第 三电阻 R3 的阻值与第四电阻 R4 的阻值相等， 第二电容 C2 的容值与第三电容的容值相等。 1000V/s 高压形成电路加至被测试品两端的部分是对称的。测量电路中， 第六电阻 R6 的 阻值与第七电阻 R7 的阻值相等。 0026 控制电路如图 4 所示。按键 AN1 为充电按键， 按键 AN2 为测试按键， J1、 J2 为两个 控制继电器线圈， J 为高压真空开关。
20、的线圈， J1-1、 J1-2 为 J1 的常开触点， J2-1 为 J2 的常 闭触点， J2-2 为 J2 的常开触点。其工作过程是 ： 按下 AN1， J1 通电， J1-1 触点自锁， J1-2 闭合， 给高压形成电路供电， 给储能电容上充电 ； 当充电完成后， 按下 AN2， J2 通电， J2-1 断 开， J1 供电， J1-1 断开， 同时 J1-2 断开， 充电停止， 这时 J2-2 闭合， J 通过高压真空开关闭 合， 进行三极气体放电管的测试。 0027 本实施例中， 电位器 W 的阻值为 010k， 第一电阻 R1 的阻值为 10k、 第一电容 C1 的容值为 0.2F。
21、。 0028 本发明一种三极气体放电管横向电压测试仪， 其工作过程是 ： 首先由控制电路发 出信号使得高压形成电路输出一直流高压 （通常设置输出的直流高压的幅值为三极气体放 电管直流放电电压的 2 倍） ， 通过第一电阻给第一电容进行充电 ； 当充电完成后由控制电路 发出控制信号， 使第一电容停止充电， 并且同时控制高压放电开关使其闭合， 第一电容开始 放电， 通过 1000V/s 高压形成电路形成 1000V/s 的高压， 加到被测试品 ； 数字示波器采 集并存储被测试品三极气体放电管两端的波形， 并将波形进行分析， 通过波形分析三极气 体放电管的放电一致性的性能， 从而判断信号电涌保护器的对称性能及保护效果。 0029 以上所述， 仅为本发明中的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任 说 明 书 CN 104391236 A 5 4/4 页 6 何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内， 可理解想到的变换或替换， 都应涵盖在 本发明的包含范围之内， 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 说 明 书 CN 104391236 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104391236 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104391236 A 8 。