雷电直接效应测试的雷电流C分量测试系统

针对目前碳纤维增强型复合材料（CFRP）雷电直接效应研究中存在的雷电多分量高精度时序控制及连续共同作用的相关测试及控制技术难题,采用大功率整流滤波回路设计了雷电流C分量发生回路,并研究了平波电抗器及负载对C波输出波形的上升时间、纹波系数等参数的影响。研究发现：随着平波电抗器的升高,雷电流C分量的上升时间增加,纹波系数降低。为保证雷电流C分量发生器的安全正常运行,设计并研究了由电感和非线性压敏元件组成的雷电流C分量的耦合/去耦网络（CDN）,探索了不同特性的脉冲电流波注入对C分量发生器工作特性的影响规律。实验结果表明：在选用170 m H的平波电抗器情况下,雷电流C分量发生回路的最大输出电压及电流分别为500 V及1 000 A。设计的耦合/去耦网络能够有效阻止雷电流A波、B波及D波对C波发生器中的分流和影响、破坏作用。研究发现,只有在脉冲电流波具备一定能量和持续时间前提下,才能有效引发雷电流C分量的后续注入。研究结果对航空航天器先进复合材料的研究、航天器结构件的设计提供了测试和评估手段。

油气管道在雷电流C分量下的损伤特征分析

雷电流C分量是造成雷击管道烧蚀穿孔的主要原因,通过实验分析了油气管道在雷电流C分量下的损伤特征。雷电流C分量对无涂层金属管道样品表面的烧蚀损伤明显,以电弧为中心损伤区呈圆形分布,靠近弧根的损伤芯部在高倍显微镜下呈现大量裂纹,芯部外围的损伤区内存在蜂窝状气孔的熔滴凝固物;雷电流C分量对附着防腐涂层的管道样品表面损伤主要集中在对防腐涂层的烧蚀,靠近烧蚀中心的防腐涂层出现碳化、分解现象,损伤严重,对涂层下金属部分的损伤较轻。雷电流C分量下,金属管道和防腐涂层管道的截面损伤明显,熔凝区、热影响区以及钢材基体区之间均存在明显的分界。

输电线路架空导线雷击断线断股试验研究

文中针对输电线路架空导线的雷电流烧蚀特性设计试验,选取较有代表性的且常用的JL/G1A-240/30、JL/G1A-300/25这两种型号导线作为实验样品,对这几种样品分别进行电荷量为50 C、100 C、150 C、200 C的雷电流模拟雷击试验,试验发现两种规格的架空输电线路导线都表现出良好的耐雷电流烧蚀能力,100C及以下雷电流作用下,2种规格导线都不会出现断线断股现象,最大200 C雷电流作用下,JL/G1A-300/25导线平均出现2股断线断股现象,JL/G1A-240/30导线没有出现断股现象,相比而言JL/G1A-240/30导线耐雷性能更好。输电线路烧蚀特性与钢芯铝绞线的单根铝绞线直径密切相关,单根铝绞线直径越大,导线越不容易发生断股现象。