多脉冲群介绍

1.时间间隔

根据 《雷电参数的工程应用》CIGRE Final Report 2013《LIGHTNI NG PARAMETERS FOR ENGINEERING APPLICATIONS 》 ----CIGRE WG C4.407

击间间隔通常是在峰值电流和电磁场脉冲之间测算的。一些击间间隔包含了相当可观的持续时间的连续电流。然而，在下一次回击到来之前这些电流总是会消失（McCann 1944； Berger 1967；Fisher et al. 1993）。在连续电流的末尾和下一次回击的开始之间的时间间隔叫无电流击间间隔。通过高速摄像机（帧间隔为1毫秒或更低）的观测只能获得不太精确的击间间隔测算。根据佛罗里达和新墨西哥州对负闪回击计数（accurate-stroke-count）的研究发现，击间间隔的几何平均数大约为60毫秒（Rakov and Uman 2003 Fig. 4.4）。若将长连续电流计算在内（详见第4章），击间间隔可以大到几百个毫秒。偶尔地，两个先导/回击会产生在同一个闪电通道中，它们之间的时间间隔短到只有 1毫秒或者更少（Rakov and Uman 1994； Ballarotti et al 2005）。在回击形成长连续电流之前的击间间隔显示出比普通击间间隔更短的倾向（Shindo and Uman 1989；Rakov and Uman 1990a；Saba et al 2006a）。表2.2小结了不同地域探测到的负闪击间间隔的几何平均数。另外，该表还给出了多回击闪电的持续时间。
表2.2：击间间隔和闪电持续时间（括号内的数值为样品数）

*仅仅是多回击闪电。Qie 等人(2002)记录了中国甘肃省的50个负闪电的击间间隔的几何平均数为47毫秒（样品数=238）

Saraiva等（2010）运用精确的雷击计数技术给出了不同地区负地闪的回击间隔。利用高速摄影机对1210次闪击的回击间隔进行了研究，回击间隔时间介于几毫秒到782毫秒之间。而两地区的平均回击间隔的几何平均基本上都在60ms左右。许多其它学者公布的平均回击间隔时间也都在 60ms左右(Shindo and Uman， 1989；Cooray and Jayaratne， 1994；Rakov et al. 1994；Sabaet al. 2006；amongo TH ers)。这个数值也和奥地利学者Schulz在10年间利用闪电定位系统探测的数据做的研究结论是一致的。图.9.3.亚利桑那州和圣保罗地区闪电回击间隔分布(引自Saraiva et al. 2010)

图. 9.3. 在亚利桑那州和圣保罗录得的回击间隔分布 引自 Saraiva etal. (2010).

 

大约超过 80%的负地闪是由两个或两个以上的回击组成。这个百分比明显高于早先Andersonand Eriksson (1980)基于不准确的记录而估计的55%。每个地闪平均回击次数为3– 5个，回击间隔时间几何平均约60ms。

根据肖稳安等人的文献《十脉冲下的ZnO压敏电阻老化分析》阐述了最有一个脉冲间隔400ms出自IEC62305-1。

2.脉冲个数

一个典型的负地闪由3 到5 个回击组成，击间间隔通常为数十毫秒。新墨西哥州发现闪电的最多回击数有26 个（Kitagawa et al 1962）。需要注意，回击数包括预先通道（由一次回击所建立的通道）中产生的回击和在地面形成新接地点的回击。地面新接地点的回击参数在预先通道中发展形成的第一次回击和继后回击之间。表2.1通过回击计数方法总结了不同地方每次闪电的平均回击数以及闪电单回击百分比。通过表2.1可以发现在以前CIGRE建议的闪电单回击百分比为45%（Andersonand Eriksson 1980），是一个过高估计了两倍甚至更多的数值。在热带地区（SriLanka and Malaysia）闪电单回击百分比基本与温带地区的数值一致。

含有连续电流的地闪回击正地闪远高于负地闪。正地闪回击后连续电流的持续时间和强度也要大于负地闪。正地闪能够产生高的峰值电流和长连续电流，这个特征在任何一个负地闪中都没有发现。在自然地闪中出现的连续电流表现出多种波形，大致可以分为六类。由于极性的不同，每个连续电流的M分量存在较大差异。负地闪的连续电流平均含有5.5个M分量，而正地闪的连续电流则平均含有9个。对于负地闪，长连续电流峰值通常较小，而连续电流之前的回击具有较大的峰值电流且回击时间间隔也相对较小。幅值相对较低的长连续电流转移的电荷量比高幅值的回击脉冲大。

3.脉冲强度

约有1/3到1/2的地闪，在相隔几公里出现两个或两个以上的接地点。但每个地闪只有一个位置记录 ，地闪密度测量值的校正因子大约是1.5- 1.7，明显高于安德森和埃里克森(1980)先前估计的1.1。首次回击电流峰值通常比随后的继后回击电流峰值大2到3倍。然而，大约三分之一的地闪包含至少一个具有大电场峰值的继后回击。理论上，其电流峰值也应大于首次回击。大于首次回击的继后回击可能对供电线路和其它系统构成了额外的威胁。

更多文献尚未摘录。

实验简介：

  我们研究的目标是线缆上传输的雷电感应部分分量，按T2试验的8/20us这种标准化波形，同时施加Uc=255V，短路电流100A作为每个脉冲间的持续电流。

实验样品为MOV芯片、GDT放电管以及SPD模块。

实验形式：

非典型多脉冲多样化测试:

即可以改变脉冲间隔、峰值、脉冲个数来研究试品的耐受能力。

典型多脉冲波形测试:

即采用开篇的标准波形，固定间隔时间、个数与峰值比来测试试品通过实验的能力
文献来源：杨少杰组织编译《雷电参数的工程应用》
 

（二）——同时序不同脉冲数对MOV芯片的影响

1 不同脉冲数实验

图1 多脉冲冲击平台上的预置的5脉冲波形

通过对雷电多脉冲的观测，发现雷电多脉冲的时间间隔多为40ms左右，单片氧化锌压敏电阻的In为20kA，所以本文首先设定多脉冲时间间隔为40ms，冲击电流为20kA，工频电压为250V进行试验，改变脉冲的个数，观察在此设定下单片氧化锌压敏电阻能够承受的脉冲个数，并得出数据，见表2。

表2 不同脉冲个数情况下氧化锌压敏电阻的状态

从表1中可以看出，当脉冲数为5时，氧化锌压敏电阻发生起火现象，由此得出单片氧化锌压敏电阻不能承受时间间隔为40ms，脉冲数为5及以上的雷电多脉冲。

单片压敏电阻表面温度最高值随脉冲个数增加的变化，如图2所示

图2 单片氧化锌压敏电阻表面最高温度随脉冲个数变化规律(200度以上为击穿烧毁)

 由图2中我们可以看出：（1）单片氧化锌压敏电阻在5脉冲之前表面温度随脉冲个数呈现线性的变化趋势，脉冲个数越多，压敏电阻越无法恢快速复至高阻状态，施加的工频Uc使其泄漏电流攀升，直至其瞬间短路起火，由此得出多脉冲破坏了压敏电阻通流后保持热稳定的能力，这是引起起火的原因之一。

针对压敏电阻热稳定的破坏性，首要研究其经过多脉冲后的劣化程度。
图4只研究小于5个脉冲数的漏电流变化。由上两图可以看出，随着脉冲数的变化，在5脉冲前单片氧化锌压敏电阻的压敏电压呈现线性递减，漏电流呈现线性递增的趋势，并且氧化锌压敏电阻在2脉冲时就呈现老化现象，而在5脉冲后，由于温度升高导致通过电流增大，电流增大又导致温度升高，使压敏电阻片陷入一种恶性循环中，最终导致压敏电阻快速损坏。
本文转载自： 孙涌的优测实验室
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