[發明專利]一種基于氧化鋅壓敏電阻的過電壓采集裝置

有效

• 申請號: 201410146762.2
• 申請日: 2014-04-12
• 公開（公告）號: CN104076193B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 張榆;李建明;張浩;徐聞;秦大海
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網四川省電力公司電力科學研究院;成都奧力斯電子科技有限公司
• 主分類號: G01R19/17
• 分類號: G01R19/17
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及電壓信號采集技術領域，具體是一種基于氧化鋅壓敏電阻的過電壓采集裝置。

背景技術

目前過電壓現場測試主要在電壓互感器二次側采集電壓信號，由于二次設備對外界電磁干擾的敏感度遠高于傳統的保護控制設備，微機保護和自動化裝置中的信號電纜和電源極線極易耦合空間輻射和電磁場。雷擊、系統短路故障、開關操作等會產生瞬變的電磁場對二次側信息的采集造成強烈電磁干擾。傳統電壓互感器和電容式電壓互感器存在鐵磁諧振和磁飽和現象，高頻相應差，基于高頻暫態分量的快速保護難以實現。新型電子式互感器進行信號采集時由于分布電容的存在以及濾波電路的影響導致采集信號失真甚至丟失。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于氧化鋅壓敏電阻的過電壓采集裝置，通過在一次側避雷器下方設置氧化鋅壓敏電阻閥片，從氧化鋅壓敏電阻閥片采集電壓信號后根據氧化鋅壓敏電阻的伏安特性曲線、閥片的分壓關系以及一定的運放比例推算出被測線路實際過電壓。

實現本發明的目的的技術方案如下：一種基于氧化鋅壓敏電阻的過電壓采集裝置，氧化鋅避雷器Z1的輸入端連接到待測線路，輸出端連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸入端，第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸出端接地；隔離采樣電路的輸入端連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸入端。

進一步地，所述隔離采樣電路：電壓跟隨器A1的輸入端構成隔離采樣電路的輸入端，電壓跟隨器A1的輸出端連接到運算放大器A2的同相輸入端，運算放大器A2的反相輸入端通過電阻R5接地，運算放大器A2的反相輸入端和輸出端之間還連接有電容C2；第一光耦合器的高電平輸入端連接到運算放大器A2的輸出端，第一光耦合器的低電平輸入端連接到第二光耦合器的高電平輸入端，第二光耦合器的低電平輸入端接地；第一光耦合器的輸出端連接到電壓跟隨器A3的輸入端，第二光耦合器的輸出端連接到運算放大器A2的反相輸入端；電壓跟隨器A3的輸入端通過電阻R6接地，輸出端構成隔離采樣電路的輸出端。

進一步地，還包括過壓保護電路：由一個以上二極管同向串聯構成，正極連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸入端，負極連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸出端。

更進一步地，還包括第一氧化鋅壓敏電阻閥片Z2和放電計數電路；第一氧化鋅壓敏電阻閥片Z2的輸入端連接到氧化鋅避雷器Z1的輸出端，第一氧化鋅壓敏電阻閥片Z2的輸出端連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸入端；放電計數電路：橋式整流電路的輸入端分別連接到第一氧化鋅壓敏電阻閥片Z2的輸入端和輸出端；限流電阻R4依次串聯電磁計數器線圈L和電流計A后，再與電容C1并聯后構成橋式整流電路的負載。

本發明的技術效果在于，一種基于氧化鋅壓敏電阻的過電壓采集裝置，現場實測時抗干擾信號能力強，能夠準確采集到被測線路的工頻過電壓、操作過電壓以及雷電過壓信號，最高可以采集到頻率為40MHz的信號。

附圖說明

圖1是本發明的系統結構圖。

圖2是本發明第一實施例的電路原理圖。

圖3是本發明第二實施例的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種基于氧化鋅壓敏電阻的過電壓采集裝置，氧化鋅避雷器Z1的輸入端連接到待測線路，輸出端連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸入端，第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸出端接地；隔離采樣電路的輸入端連接到第二氧化鋅壓敏電阻閥片Z3的輸入端，隔離采樣電路的輸出端連接到測量儀器。

避雷器選用具有良好非線性伏安特性的無間隙的氧化鋅避雷器，根據被測線路電壓等級選擇適當的型號。避雷器下設置閥片，閥片由一定數量的氧化鋅壓敏電阻片制成，閥片材料與所選避雷器內部非線性材料特性完全相同，避免非線性曲線不一致而給測量分析帶來干擾，閥片的基本單元氧化鋅壓敏電阻片數量不宜過多，防止避雷器的殘壓不必要升高而干擾被保護電路動作。氧化鋅壓敏電阻不含電容電感原件，不會發生電磁振蕩，能真實完整反應過電壓的頻率響應。為防止電磁干擾，測量儀器外接屏蔽罩，測量電纜采用高頻同軸電纜。