衛星用電纜內放電測試裝置、測試系統及測試方法
【專利摘要】本發明提供一種衛星用電纜內放電測試裝置、測試系統及測試方法，其中裝置包括：至少兩個并排設置的樣品倉，所述樣品倉包括用于容納待測試電纜的凹槽，所述凹槽上設置有信號輸出接頭，用于連接所述待測試電纜并輸出待測試電纜內放電過程中的電信號；可實現對衛星用電纜內放電情況的測試，以優選出合適的電纜用到太空環境中。
【專利說明】衛星用電纜內放電測試裝置、測試系統及測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及測試領域，尤其涉及一種衛星用電纜內放電測試裝置、測試系統及測試方法。
【背景技術】
[0002]衛星運行于中高軌道時會遭受惡劣的空間輻射環境，特別是太陽劇烈活動時，產生高通量、高能(0.1?IOMeV)的電子能夠穿透衛星的屏蔽層，進入衛星內部，沉積在衛星內部電纜材料的表面和內部，并建立強電場，當建立的強電場超過材料的承受閾值時，就會誘發放電。
[0003]電纜材料的內放電會嚴重的影響衛星安全可靠運行。一方面發生的放電會造成電纜材料損傷，導致材料強度和絕緣性能下降，影響電纜的使用壽命。另一方面放電會通過電纜的芯線耦合到衛星內部電路，造成衛星內部電子系統故障，如數據翻轉，電子器件燒毀
坐寸o
[0004]衛星使用的各種電纜在空間存在內放電風險，因此需要開展衛星用電纜的高能電子輻照內放電試驗，優選出合理的電纜材料，并判斷耦合到電纜芯線的放電電流。而現有的材料內帶電試驗裝置和裝置主要針對板型介質材料，尚無專門用于衛星電纜內放電試驗裝置。
【發明內容】
[0005]在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0006]一方面，本發明提供一種衛星用電纜內放電測試裝置，包括:
[0007]至少兩個并排設置的樣品倉，所述樣品倉包括用于容納待測試電纜的凹槽，所述凹槽上設置有信號輸出接頭，用于連接所述待測試電纜并輸出待測試電纜內放電過程中的電信號。
[0008]另一方面，本發明還提供一種衛星用電纜內放電測試系統，包括上述的衛星用電纜內放電測試裝置，還包括:
[0009]信號檢測裝置，與所述信息輸出接頭連接，用于接收所述信息輸出接頭發送的電信號，并根據所述電信號輸出顯示所述待測試電纜的內放電情況。
[0010]另一方面，本發明還提供一種衛星用電纜內放電測試方法，，采用上述的衛星用電纜內放電測試系統進行內放電測試，包括:
[0011]將待測試電纜置于樣品倉的凹槽中，并將所述待測試電纜連接至所述信號輸出接頭;
[0012]將所述樣品倉置于高能電子環境中；[0013]通過信號檢測裝置顯示待測試電纜的內放電情況。
[0014]本發明提供的衛星用電纜內放電測試裝置、測試系統及測試方法，可實現對衛星用電纜內放電情況的測試，以優選出合適的電纜用到太空環境中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖I為本發明提供的衛星用電纜內放電測試裝置一種實施例的結構示意圖。
[0017]圖2為本發明提供的衛星用電纜內放電測試裝置中樣品倉一種實施例的結構示
O
[0018]圖3為本發明提供的衛星用電纜內放電測試系統一種實施例的結構示意圖。
[0019]圖4為本發明提供的衛星用電纜內放電測試方法一種實施例的流程圖。
[0020]圖5為本發明提供的衛星用電纜內放電測試方法一種應用場景示意圖。
[0021]圖6為圖5沿A線的剖面圖。
[0022]圖7為本發明提供的衛星用電纜內放電測試方法第二種應用場景的示意圖。
[0023]圖8為圖7沿A線的 剖面圖。
[0024]圖9為圖7沿B線的剖面圖
[0025]圖10和圖11為本發明提供的第三種應用場景的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0027]實施例一
[0028]參考圖I和圖2，圖I為本實施例提供的衛星用電纜內放電測試裝置的結構示意圖，圖2為樣品倉的縱向剖面圖，本實施例提供的測試裝置包括：
[0029]至少兩個并排設置的樣品倉101，樣品倉101包括用于容納待測試電纜的凹槽102，凹槽102上設置有信號輸出接頭，用于連接待測試電纜并輸出待測試電纜內放電過程中的電信號。
[0030]測試時，將容納有待測試電纜的樣品倉101置于高能電子環境中，檢測輸出的電信號即可得到該待測試電纜的放電情況，本實施例提供的測試裝置可實現多個待測試電纜同時進行測試。
[0031]作為一種優選的實施方式，凹槽102的形狀為長方形，以適應電纜的形狀，便于安裝。
[0032]作為一種可選的實施方式，信號輸出接頭為SMA (Small A Type)接頭。
[0033]樣品倉101的凹槽102的尺寸可根據實際的待測電纜的尺寸確定，作為一種可選的實施方式，凹槽102的尺寸可以為20cmX3cmX4cm。
[0034]樣品倉101的數量也可以根據實際的需求設定，作為一種可選的實施方式，樣品倉101的數量為6個，可同時實現6根待測試電纜同時進行測試，測試裝置的尺寸優選為24cmX 20cmX 7cm。
[0035]每一個樣品倉101都是獨立的，因此在對多個電纜進行測試時可消除彼此間的干擾。
[0036]優選地，本實施例提供的測試裝置還包括與凹槽102相適配的蓋板104。
[0037]蓋板104設置于凹槽102的開口端，用于在測試過程中對凹槽102進行密封，蓋板104的厚度優選為1mm。
[0038]作為一種優選的實施方式，樣品倉101和/或蓋板104采用鋁合金材料制成，優選采用2A12鋁合金。
[0039]樣品倉101和/或蓋板104采用鋁合金材料制成，可以有效的消除150keV以下的低能電子對放電的影響。
[0040]參考圖2，作為一種優選的實施方式，凹槽102底部的兩端分別設有第一通孔105和第二通孔106,信號輸出接頭包括第一信號輸出接頭107和第二信號輸出接頭108,第一信號輸出接頭107和第二信號輸出接頭108分別安裝于第一通孔105和第二通孔106內。
[0041]作為一種可選的實施方式，第一通孔105和/或第二通孔106的直徑為10mm。
[0042]作為一種可選的實施方式，凹槽102底部設有支架103，一方面用于支撐凹槽102，另一方面，使得凹槽102底部懸空，便于走線。
[0043]本實施例提供的衛星用電纜內放電測試裝置，結構簡單，抗干擾能力強，可實現多個待測試電纜同時進行測試，以優選出合適的電纜用到太空環境中。
[0044]實施例二
[0045]參考圖3，本實施例提供的衛星用電纜內放電測試系統，包括衛星用電纜內放電測試裝置201,還包括:
[0046]信號檢測裝置202，與衛星用電纜內放電測試裝置201中的信息輸出接頭203連接，用于接收信息輸出接頭發送的電信號，并根據電信號輸出顯示待測試電纜的內放電情況。
[0047]衛星用電纜內放電測試裝置201的結構請參考實施例一，在此不再贅述。
[0048]作為一種可選的實施方式，信號檢測裝置202為示波器。
[0049]信號檢測裝置202對待測試電纜的內放電情況進行輸出顯示，包括相應的電壓、電流等。
[0050]測試裝置可包括多個樣品倉，因此信號檢測裝置202與測試裝置的連接方式本發明并不限制，例如可采用多通道的信號檢測裝置，多個通道分別與各個樣品倉的信號輸出接頭連接，同時對多個電纜進行測試；也可以采用單通道的信號檢測裝置，每個樣品倉的信號輸出接頭分別連接一臺單通道的信號檢測裝置。
[0051]作為一種可選的實施方式，本實施例提供的測試系統還包括接地電阻R，接地電阻R的一端與信號檢測裝置以及信號輸出接頭連接，另一端接地，通過接地電阻R對信號檢測設備做電氣保護。
[0052]接地電阻R的阻值優選為50歐姆。
[0053]本實施例提供的衛星用電纜內放電測試系統，結構簡單，抗干擾能力強，可實現多個待測試電纜同時進行測試，直觀的顯示各個電纜的內放電情況。
[0054]實施例三
[0055]參考圖4，本實施例提供的衛星用電纜內放電測試方法，采用實施例二提供的衛星用電纜內放電測試系統進行內放電測試，包括:
[0056]步驟S301，將待測試電纜置于樣品倉的凹槽中，并將所述待測試電纜連接至所述信號輸出接頭；
[0057]步驟S302，將所述樣品倉置于高能電子環境中；
[0058]步驟S303，通過信號檢測裝置顯示待測試電纜的內放電情況。
[0059]衛星用電纜內放電測試裝置及測試系統的結構和工作原理參考實施例一和實施例二，在此不在贅述。
[0060]對于衛星用電纜內放電測試方法，本實施例以三個應用場景做進一步說明。
[0061]應用場景一
[0062]在該應用場景中，待測試電纜為單根芯線的結構，參考圖5和圖6，圖6為圖5沿A線的剖視圖，待測試電纜305包括外皮301和第一芯線302，外皮301包覆于第一芯線302外。
[0063]測試裝置300中的信號輸出接頭包括第一信號輸出接頭304。
[0064]本應用場景的具體測試方法包括:首先將待測試電纜305置于樣品倉的凹槽中，第一芯線302連接至第一信號輸出接頭304，并將外皮懸空，即外皮不接地；其次，將第一信號輸出接頭304連接信號檢測裝置306和接地電阻R ;最后將測試裝置置于高能電子環境中；這樣通過信號檢測裝置顯示待測試電纜的第一芯線302內放電情況。
[0065]本應用場景主要測試電纜在外皮不接地的情況下內部單一芯線的內放電情況。
[0066]應用場景二
[0067]在該應用場景中，待測試電纜為單根芯線的結構，參考圖7、圖8和圖9，圖8為圖7沿A線的剖視圖，圖9為圖7沿B線的剖視圖，待測試電纜305包括外皮301和第一芯線302，外皮301包覆于第一芯線302外。
[0068]測試裝置300中的信號輸出接頭包括第一信號輸出接頭304和第二信號輸出接頭307。
[0069]本應用場景的具體測試方法包括:首先將待測試電纜305置于樣品倉的凹槽中，第一芯線302連接至第一信號輸出接頭304，并將外皮301通過鋁箔308包覆，將鋁箔308通過第二信號輸出接頭307接地；其次，將第一信號輸出接頭304連接信號檢測裝置306和接地電阻R ;最后將測試裝置置于高能電子環境中；這樣通過信號檢測裝置顯示待測試電纜的第一芯線302在外皮接地情況下的內放電情況。
[0070]由于外皮301的絕緣性較高，因此需要用鋁箔308進行包覆，將外皮的電子引入鋁箔，再引入地下；鋁箔308的厚度優選為0.5mm。
[0071]本應用場景主要測試電纜在外皮接地的情況下內部單一芯線的內放電情況。[0072]應用場景三
[0073]在該應用場景中，待測試電纜為單根芯線的結構，參考圖10和圖11，待測試電纜305包括外皮301和第一芯線302和第二芯線309，外皮301包覆于第一芯線302和第二芯線309外。
[0074]測試裝置300中的信號輸出接頭包括第一信號輸出接頭304和第二信號輸出接頭307。
[0075]本應用場景的具體測試方法包括:首先將待測試電纜305置于樣品倉的凹槽中，第一芯線302連接至第一信號輸出接頭304，第二芯線309懸空或接地，并將外皮301通過鋁箔308包覆，將鋁箔308通過第二信號輸出接頭307接地；其次，將第一信號輸出接頭304連接信號檢測裝置306和接地電阻R ;最后將測試裝置置于高能電子環境中；這樣通過信號檢測裝置顯示待測試電纜的第一芯線302的內放電情況。
[0076]本應用場景主要測試電纜的第一芯線302在第二芯線309影響下的內放電情況。
[0077]本實施例提供的衛星用電纜內放電測試方法，提供了在多種應用場景下對電纜進行測試的方法，檢測方法簡單易操作，有助于優選出合適的電纜用到太空環境中。
[0078]在本發明上述各實施例中，實施例的序號僅僅便于描述，不代表實施例的優劣。對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。
[0079]本領域普通技術人員可以理解:實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括:只讀存儲器(Read-Only Memory,簡稱 ROM)、隨機存取存儲器(Random Access Memory,簡稱 RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0080]在本發明的裝置和方法等實施例中，顯然，各部件或各步驟是可以分解、組合和/或分解后重新組合的。這些分解和/或重新組合應視為本發明的等效方案。同時，在上面對本發明具體實施例的描述中，針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0081]應該強調，術語“包括/包含”在本文使用時指特征、要素、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、要素、步驟或組件的存在或附加。
[0082]最后應說明的是:雖然以上已經詳細說明了本發明及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本發明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本發明的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本發明的公開內容將容易理解，根據本發明可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在在它們的范圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。
【權利要求】
1.一種衛星用電纜內放電測試裝置，其特征在于，包括： 至少兩個并排設置的樣品倉，所述樣品倉包括用于容納待測試電纜的凹槽，所述凹槽上設置有信號輸出接頭，用于連接所述待測試電纜并輸出待測試電纜內放電過程中的電信號。
2.根據權利要求1所述的衛星用電纜內放電測試裝置，其特征在于，所述測試裝置還包括與所述凹槽相適配的蓋板。
3.根據權利要求2所述的衛星用電纜內放電測試裝置，其特征在于，所述樣品倉和/或所述蓋板采用鋁合金材料制成。
4.根據權利要求1所述的衛星用電纜內放電測試裝置，其特征在于，所述凹槽底部的兩端分別設有第一通孔和第二通孔，所述信號輸出接頭包括第一信號輸出接頭和第二信號輸出接頭，所述第一信號輸出接頭和第二信號輸出接頭分別設置在所述第一通孔和第二通孔內。
5.一種衛星用電纜內放電測試系統，其特征在于，包括如權利要求1-4任一所述的衛星用電纜內放電測試裝置，還包括： 信號檢測裝置，與所述信息輸出接頭連接，用于接收所述信息輸出接頭發送的電信號，并根據所述電信號輸出顯示所述待測試電纜的內放電情況。
6.根據權利要求5所述的衛星用電纜內放電測試系統，其特征在于，所述測試系統還包括接地電阻，所述接地電阻的一端分別與所述信號檢測裝置以及信號輸出接頭連接，另一端接地。
7.—種衛星用電纜內放電測試方法，其特征在于，采用如權利要求5或6任一所述的衛星用電纜內放電測試系統進行內放電測試，包括： 將待測試電纜置于樣品倉的凹槽中，并將所述待測試電纜連接至所述信號輸出接頭； 將所述樣品倉置于高能電子環境中，所述高能電子的能量為O. I~IOMeV ； 通過信號檢測裝置顯示待測試電纜的內放電情況。
8.根據權利要求7所述的衛星用電纜內放電測試方法，其特征在于，所述待測試電纜包括外皮和第一芯線，所述信號輸出接頭包括第一信號輸出接頭； 將所述待測試電纜連接至所述信號輸出接頭，包括： 將所述第一芯線連接至第一信號輸出接頭，并將所述外皮懸空； 將所述第一信號輸出接頭連接信號檢測裝置和接地電阻； 通過所述信號檢測裝置顯示待測試電纜的第一芯線的內放電情況。
9.根據權利要求8所述的衛星用電纜內放電測試方法，其特征在于，所述信號輸出接頭還包括第二信號輸出接頭； 將所述待測試電纜連接至所述信號輸出接頭，包括： 將所述第一芯線連接至第一信號輸出接頭； 將所述外皮通過鋁箔進行包覆，并將所述鋁箔通過第二信號輸出接頭接地； 將所述第一信號輸出接頭連接信號檢測裝置和接地電阻； 通過所述信號檢測裝置顯示待測試電纜的第一芯線在外皮接地情況下的內放電情況。
10.根據權利要求9所述的衛星用電纜內放電測試方法，其特征在于，所述待測試電纜還包括第二芯線；將所述待測試電纜連接至所述信號輸出接頭，包括：將所述第一芯線連接至第一信號輸出接頭，第二芯線懸空或接地；將所述外皮通過鋁箔進行包覆，并將所述鋁箔通過第二信號輸出接頭接地；將所述第一信號輸出接頭連接信號檢測裝置和接地電阻；通過所述信號 檢測裝置顯示待測試電纜的第一芯線在第二芯線影響下的內放電情況。
【文檔編號】G01R31/12GK103760476SQ201310721961
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】湯道坦, 楊生勝, 李得天, 秦曉剛, 柳青, 史亮, 陳益峰 申請人:蘭州空間技術物理研究所