[發明專利]基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810678954.6
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108872747B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 徐偉;盛沨;行鴻彥
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明涉及基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置及其方法，屬于電氣設備測試技術領域。包括正切函數電路、第一乘法器、第二乘法器、第一積分器、第二積分器、第一除法器、第二除法器；正切函數電路的輸出端分別與第一乘法器的輸入端、第二乘法器的輸入端、第二除法器的輸入端連接；第一乘法器的輸出端與第一積分器的輸入端連接；第一積分器的輸出端與第一除法器的輸入端連接；第二乘法器的輸出端與第二積分器的輸入端連接；第二積分器的輸出端與第一除法器的輸入端連接；第一除法器的輸出端與第二除法器的輸入端連接。本發明具有降低電涌保護器自身的非線性特性干擾，可避免電網電壓諧波的干擾，提高在線監測的準確性等優點。

技術領域

本發明涉及基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置及其方法，屬于電氣設備測試技術領域。

背景技術

電涌保護器廣泛應用于電力系統和通信系統的雷電過電壓和操作過電壓防護。由于長期受工作電壓、瞬時雷電沖擊、過電壓和環境溫濕度的影響，電涌保護器的核心ZnO壓敏電阻的電氣參數會發生老化，偏離起始性能指標。不但不具有保護作用，還影響電力和通信系統設備的正常運行。若不及時更換，被保護系統的安全運行將受到嚴重威脅。實時監控電涌保護器的性能狀態對電力和通信系統的安全穩定運行具有重要意義。一般通過漏電流測試儀檢測電涌保護器的漏電流大小來判斷其老化程度，但由于“拐點效應”即漏電流顯著變化時卻已嚴重老化，常常造成更換滯后。研究表明泄漏電流中的阻性分量大小更能準確及時反映電涌保護器的老化狀態。從漏電流中準確提取阻性分量是電涌保護器在線監測和老化預警的關鍵。

電網電壓的諧波干擾以及電涌保護器自身的非線性特性是影響阻性電流提取結果的幾個因素。中國發明專利CN102621371A公開了一種基于容性電流補償法測量MOA阻性電流的電路。將電壓移相90度后通過一個增益為G1且可調的放大器后，得到與容性電流同相的電壓信號G₁u_sf，利用容性與阻性電流的正交關系，得到G1的值，總泄漏電流減去G₁u_sf即可得到阻性電流。但是并未考慮到與容性電流同相的電壓信號G₁u_sf中含有電壓諧波，會造成阻性電流提取誤差。中國發明專利CN101986164A公開了一種金屬氧化物避雷器阻性電流提取方法，通過求解出電涌保護器的等效電容C值，從總泄漏電流中減去容性電流部分得到阻性電流。但是該方法求解的等效電容C值與電涌保護器的非線性特性無關，無法避免電涌保護器的非線性干擾。中國實用新型專利CN204666706U公開了一種阻性電流提取裝置，在不需要測量電壓信號的情況下，就能從泄漏電流中提取阻性電流。該方法在提取漏電流中較大的阻性分量時，效果較好，但對于微弱阻性分量的提取誤差較大。

發明內容

本發明針對上述背景技術的不足問題，提出了基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置及其方法。

為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置，包括正切函數電路、第一乘法器、第二乘法器、第一積分器、第二積分器、第一除法器、第二除法器；所述正切函數電路的輸出端分別與第一乘法器的輸入端、第二乘法器的輸入端、第二除法器的輸入端連接；所述第一乘法器的輸出端與第一積分器的輸入端連接；所述第一積分器的輸出端與第一除法器的輸入端連接；所述第二乘法器的輸出端與第二積分器的輸入端連接；所述第二積分器的輸出端與第一除法器的輸入端連接；所述第一除法器的輸出端與第二除法器的輸入端連接。

所述基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置的進一步設計在于，所述正切函數電路的輸入端輸入為電網電壓信號。

所述基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置的進一步設計在于，所述第一乘法器的輸入端輸入為總泄漏電流信號。

所述基于相關系數的電涌保護器阻性電流提取裝置的進一步設計在于，所述第二除法器的輸出端輸出為阻性電流信號。