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2023105842274气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征方法及系统.pdf

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(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN116859138A
(43)申请公布日2023.10.10
(21)申请号202310584227.4
(22)申请日2023.05.23
(71)申请人西北核技术研究所
地址710024陕西省西安市灞桥区平峪路
28号
(72)发明人王锦锦崔志同秦锋董亚运
聂鑫吴伟杜传报
(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限
公司61211
专利代理师倪金荣
(51)Int.Cl.
G01R31/00(2006.01)
G01R31/26(2020.01)
G01R19/00(2006.01)


权利要求书3页说明书7页附图4页
(54)发明名称
气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征
方法及系统
(57)摘要
本发明涉及气体放电管的高空电磁脉冲防
护性能表征方法及系统;解决现行单一采用启动
电压难以全面表征气体放电管的HEMP防护性能
的问题;方法包括步骤1在待测气体放电管的两
端并联负载;步骤2向待测气体放电管施加脉冲

电压为B0的双指数脉冲波,获得待测气体放电管
的残余电压,分别计算残余电流的峰值范数、前
沿上升率范数和积分能量范数;步骤3调整脉冲
电压逐步升高Q次,并分别采用相同的方法计算
对应电压等级下的峰值范数、前沿上升率范数和
积分能量范数;步骤4:选取步骤2与步骤3中,残
余电流峰值范数、残余电流前沿上升率范数和残
余电流积分能量范数的最大值,作为待测气体放
电管的HEMP防护性能表征;本发明还提出另外一
种方法及实现系统。
CN116859138A
CN116859138A权利要求书1/3页

1.一种气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在待测气体放电管(1)的两端并联负载(2),定义负载(2)两端的电压为待测气
体放电管(1)的残余电压;

步骤2:向待测气体放电管(1)施加脉冲电压为B0的双指数脉冲波,获得待测气体放电管
(1)的残余电压,并基于残余电压,分别计算并记录残余电流峰值范数、残余电流前沿上升

率范数和残余电流积分能量范数,其中B0<待测气体放电管(1)的最低动作电压;
步骤3:调整脉冲电压逐步升高Q次,直到最大的脉冲输出电压,并在Q个电压等级下,分
别采用与步骤2相同的方法计算并记录对应电压等级下的残余电流峰值范数、残余电流前
沿上升率范数和残余电流积分能量范数;
步骤4:选取步骤2与步骤3中,残余电流峰值范数的最大值、残余电流前沿上升率范数
的最大值和残余电流积分能量范数的最大值,作为待测气体放电管(1)的HEMP防护性能表
征。
2.根据权利要求1所述的气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征方法,其特征在于:
所述步骤2具体包括以下步骤:

2.1向待测气体放电管(1)施加脉冲电压为B0的双指数脉冲波,获得待测气体放电管(1)
的残余电压;
2.2基于残余电压及负载(2)的阻值,计算并记录残余电流;
2.3基于残余电流,计算并记录残余电流峰值范数、残余电流前沿上升率范数和残余电
流积分能量范数。
3.根据权利要求2所述的气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征方法,其特征在于:

所述步骤2.3中,通过公式计算并记录残余电流峰值范数Ipeak‑,通


过公式计算并记录残余电流前沿上升率范数Rri‑,通过公式


计算并记录残余电流积分能量范数Eri‑;其中ts和te为选取的积分时间段

的初始时刻和终止时刻,根据残余电流波形持续时间进行选取,I(ti)为残余电流中i时刻
的电流值。
4.根据权利要求1‑3任一所述的气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征方法,其特
征在于:
所述双指数脉冲波的前沿≤2ns,脉宽≥500ns,最高输出电压≥10kV;
所述负载(2)的阻值为50Ω。
5.一种气体放电管的高空电磁脉冲防护性能表征方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:在待测气体放电管(1)的两端并联负载(2),定义负载(2)两端的电压为待测气
体放电管(1)的残余电压;

步骤2:向待测气体放电管(1)施加脉冲电压为B0的双指数脉冲波n次,获得待测气体放
电管(1)的n组残余电压,并基于n组残余电压,分别获得对应残余电压的n组残余电流峰值

范数、残余电流前沿上升率范数和残余电流积分能量范数,其中B0<待测气体放电管(1)的
最低动作电压,n>1;

2
CN116859138A权利要求书2/3页
步骤3:分别求取n组残余电流峰值范数的平均值、残余电流前沿上升率范数的平均值

和残余电流积分能量范数的平均值,并将其作为待测气体放电管(1)在输出脉冲电压为B0
下的残余电流峰值范数、残余电流前沿上升率范数和残余电流积分能量范数;
步骤4:调整脉冲电压逐步升高Q次,直到最大的脉冲输出电压
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