[實用新型]消除積分拖尾的采集電路

有效

• 申請號: 201120184048.4
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN202068177U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 張瑞;林海鷹
• 申請（專利權）人: 上海思源弘瑞自動化有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H9/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理

技術領域

本實用新型涉及的是一種變電站防雷技術領域的裝置，具體是一種受雷擊浪涌干擾時能夠消除積分拖尾的采集電路。

背景技術

變電站的電磁環境是極其復雜的，基于Rogowski線圈的獨立式有源電子式電流互感器包含模擬積分器的采集單元在變電站一次高壓環境下運行。在變電站強的電磁環境下，雷電浪涌騷擾會影響屬于弱電系統的采集單元的工作，甚至燒毀元器件。

現有的Rogowski線圈電子式互感器通過電子保護端子抑制和吸收騷擾信號，雖然降低了雷電浪涌騷擾對采集單元的影響，在一定程度上實現了輸入信號的電磁防護，但是不能解決積分拖尾的問題，而出現積分拖尾，直接影響到互感器輸出及后端的計量、測控、保護裝置的穩定運行。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提供一種消除積分拖尾的采集電路，在輸入信號端口增加兩級防雷電浪涌保護電路，從而消除雷電浪涌騷擾導致積分拖尾的現象。

本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括：限流電阻、積分電阻、兩個晶閘管浪涌抑制器和運算放大單元，其中：限流電阻、積分電阻和運算放大單元的第一輸入端依次串聯，運算放大單元的第二輸入端接地且輸出端反饋連接置第一輸入端，第一晶閘管浪涌抑制器的一端分別與限流電阻和積分電阻相連，另一端接地，第二晶閘管浪涌抑制器的一端分別與積分電阻和運算放大單元的第一輸入端相連，另一端接地。

所述的反饋連接通過設置于運算放大單元的第一輸入端和輸出端之間且并聯的反饋電阻和電容實現。

所述的限流電阻的輸入端接收Rogowski線圈感應過電壓。

當雷擊發生時，Rogowski線圈感應過電壓由采集單元信號輸入端口引入，限流電阻與第一晶閘管浪涌抑制器構成的第一級防護限壓且將浪涌電流泄放至大地，再經過積分電阻的限流與第二晶閘管浪涌抑制器第二次限壓后，到運算放大器的電壓被鉗制在4V左右，實現對信號輸入端口的保護。

本裝置輸入信號端口的兩級防雷電浪涌保護電路可以吸收浪涌電流、鉗制感應過電壓，實現對信號輸入端口保護的同時，且消除了雷電浪涌騷擾導致積分拖尾的現象；占用印制板面積較小且成本低。

附圖說明

圖1為輸入信號端口的兩級防護電路圖。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例

如圖1所示，本實施例包括：限流電阻R、積分電阻Rs、兩個晶閘管浪涌抑制器TSS1、TSS2和運算放大單元Q，其中：限流電阻R、積分電阻Rs和運算放大單元Q的第一輸入端依次串聯，運算放大單元Q的第二輸入端接地且輸出端反饋連接置第一輸入端，第一晶閘管浪涌抑制器TSS1的一端分別與限流電阻R和積分電阻Rs相連，另一端接地，第二晶閘管浪涌抑制器TSS2的一端分別與積分電阻Rs和運算放大單元Q的第一輸入端相連，另一端接地。

所述的反饋連接通過設置于運算放大單元Q的第一輸入端和輸出端之間且并聯的反饋電阻Rf和電容C實現。

所述的限流電阻R的輸入端接收Rogowski線圈感應過電壓。

所述的限流電阻R與晶閘管浪涌抑制器TSS1構成第一級防護；積分電阻Rs的阻值與晶閘管浪涌抑制器TSS2構成第二級防護。為了降低對電流測量精度影響，限流電阻阻值R小于積分電阻Rs的阻值，優選小于積分電阻Rs的阻值的兩個數量級以上，且溫漂小于等于50ppm/℃；為了保證互感器在長期運行過程中限流電阻R不因多次雷電浪涌騷擾而損壞或性能降低，限流電阻R的工作電壓大于等于250V，額定功率大于等于1W，選擇對浪涌騷擾耐受性較強的厚膜材質或繞線型電阻。晶閘管浪涌抑制器TSS的動作電壓(Breakdown?Voltage)高于運算放大器的最高工作電壓或電子式電流互感器額定電壓與最大過流倍數的乘積中的較高值；動作保持電壓(On-state?Voltage)小于等于4V；為了降低對電流測量精度影響，漏電流參數為μA級別；忽略對相位偏移的影響，結電容參數為pF級別；在印制板面積允許的情況下，選擇同等規格較大封裝的TSS，可以降低TSS短路失效的風險。

所述的兩級防雷電浪涌保護電路實現了對信號輸入端口的保護，可有效防護IEC61000-4-5?150A(8/20μs)浪涌沖擊；感應過電壓被鉗制在4V左右，不會損壞元器件；吸收抑制了絕大部分的浪涌電流、過電壓，消除了雷電浪涌騷擾導致的積分拖尾現象，不會影響互感器后端保護裝置的穩定運行。本基于Rogowski線圈的獨立式有源電子式電流互感器通過了武高所動模試驗與電磁兼容實驗檢測，滿足IEC61000-4-5(GB/T17626.5)浪涌4級抗擾度試驗的要求。