[发明专利]一种碳纤维复合材料的人工雷击损伤测试装置和测试方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：包括绝缘支架和引雷针，在绝缘支架的顶部设有上绝缘防护板、底部设有下绝缘防护板，在下绝缘防护板的上表面上设有导流板，所述的导流板接地，所述的引雷针的一端穿过上绝缘防护板，伸入到导流板的上方，所述的引雷针的另一端与人工雷电发生设备相连，且连接的电路上设有电流测量仪，所述的导流板与人工雷电发生设备相连，且连接的电路上设有电压测量仪。

2.如权利要求1所述的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：所述的绝缘支架上设有可视窗口，可视窗口对应的位置设有CCD摄像机，且所述的CCD摄像机设于绝缘支架的外面。

3.如权利要求1所述的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：所述的引雷针穿过上绝缘防护板的部分套有胶管。

4.如权利要求3所述的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：所述的胶管采用的是聚氨酯弹性体。

5.如权利要求1所述的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：所述的上绝缘防护板的中心加工有通孔。

6.如权利要求1所述的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：所述的导流板和引雷针均采用导电和导热性好的纯铜材料。

7.如权利要求1所述的人工雷击损伤测试装置，其特征在于：所述的上绝缘防护板、下绝缘防护板、绝缘支架，均采用高强度环氧树脂或酚醛树脂材料。

8.利用权利要求1所述的装置进行人工雷击损伤测试的方法，包括如下步骤：

（1）准备试验装置

（1-1）将下绝缘防护板放置在实验台上，依次在下绝缘防护板上放置导流板和绝缘支架；

（1-2）将待测的复合材料试样放置在导流板的上表面中心，然后固定，并在复合材料试样中心按照设计间距放置好定距块；

（1-3）将胶管插入上绝缘防护板的中心通孔内，使两者紧密接触并可靠固定；

（1-4）将上绝缘防护板放置在绝缘支架上，调节上绝缘防护板的位置使胶管位于定距块的正上方；

（1-5）在胶管内自上而下插入引雷针，直到引雷针的尖端与定距块的上表面接触，固定引雷针，防止下滑或偏斜；

（1-6）连接导流板、引雷针、电流测量仪、电压测量仪和人工雷电发生设备之间的导线/接地线，放置好CCD摄像机；

（1-7）抽去定距块，打开CCD摄像机，进行雷击测试；

（2）测量试验数据，计算雷击放电能量

（2-1）用电压测量仪测量雷击过程中的总电压变化，用电流测量仪测量雷击过程中的总电流变化；

（2-2）雷击过程中的总能量用电压测量仪、电流测量仪的数据计算得到，E=∫uidt，式中u表示某一时刻的瞬态电压，i表示某一时刻的瞬态电流，t表示雷击放电时间。