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

(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