專利名稱：一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，屬于雷電科學與技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電壓配電系統(tǒng)電涌保護器(SPD)并聯(lián)安裝在線路中，在線路電壓及雷電過電壓 的作用下，出現(xiàn)性能劣化的現(xiàn)象。為了試驗電涌保護器的這一性能，GB18802. 1-2000, YD/ T1235. 2-2002等相關(guān)電涌保護器的試驗方法的規(guī)范中，規(guī)定了電涌保護器的限制電壓及動 作負載的試驗方法及要求。要求通過對電涌保護器施加規(guī)定次數(shù)和規(guī)定波形的沖擊來模擬 其工作條件，要求其交流電源對SPD施加最大持續(xù)工作電壓(UC)，為SPD供電的電源在UC 下的輸出電流不小于5A，短路電流應(yīng)不小于200A。沖擊試驗時，要求電源不影響其他設(shè)備 的供電，更不能因沖擊使其他供電設(shè)備造成損壞。在進行設(shè)備及SPD的沖擊試驗時，沖擊電源和低壓供電電流之間必須滿足兩個條 件第一，沖擊電流通過電容耦合施加到SPD上，不應(yīng)對低壓供電電流造成影響；第二，低壓 供電電源在試驗過程中應(yīng)加在SPD上，使之處于帶電狀態(tài)。用于電源線的電容耦合，在接入 電涌源去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的同時，還可以通過電容耦合將試驗電壓按線-線或線-地方式接入。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，可以將沖擊電流施加于被試 設(shè)備或SPD，解決沖擊電流與工頻供電電流之間相互影響的問題。本實用新型為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，包括霍爾元件、過流保護器、電動調(diào)壓器、低通 濾波器、控制電路，電壓控制電路、電壓監(jiān)測部分，其中，霍爾元件、過流保護器、電動調(diào)壓器 和低通濾波器順序連接，控制電路的輸入端分別連接電流的輸出端和霍爾元件的輸出端， 控制電路的輸出端與過流保護器相連，電壓控制電路與電動調(diào)壓器相連，電壓監(jiān)測部分分 別與電動調(diào)壓器的輸出端和低通濾波器的輸入端連接。所述的低通濾波器由兩個電感和四個電容組成，第一電容的一端與第一電感的一 端相連，第一電容另一端與第二電感的一端相連；第二電容和第三電容組成的串聯(lián)電路一 端與第一電感的另一端相連，該串聯(lián)電路的另一端與第二電感另一端相連；第四電容與第 二電容和第三電容組成的串聯(lián)電路構(gòu)成并聯(lián)電路。本實用新型的有益效果如下1、去耦網(wǎng)絡(luò)的阻抗大，對受試電路上雷電流沖擊波的波形影響小。2、去耦網(wǎng)絡(luò)的耐受沖擊電壓高，可達到60kV，絕緣性能好。3、負載電流大，最大工頻電流為200A，內(nèi)部設(shè)有電子式過流保護裝置。4、負載端沖擊試驗時，去耦網(wǎng)絡(luò)輸入端的殘壓低。5、去耦網(wǎng)絡(luò)負載端沖擊試驗時，對其它供電設(shè)備的影響小。6、去耦網(wǎng)絡(luò)工作性能穩(wěn)定，安全可靠。7、電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以與不同類型的沖擊設(shè)備配合使用。8、去耦網(wǎng)絡(luò)輸出電壓連續(xù)可調(diào)，適用于不同U C值的SPD測試。[0020]
圖1電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的原理框圖。圖2電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的電路原理圖。圖3低通濾波器電路原理圖。圖4過流保護器電路原理圖。圖5電動調(diào)壓器電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進一步詳細說明。一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的原理框圖如圖1所示，主要組成部分有霍爾 元件、過流保護器、電動調(diào)壓器，低通濾波器，控制電路，電壓控制電路及電壓檢測部分組 成。它的工作過程及各部分的主要作用是市電220V的交流電壓通過霍爾元件，霍爾元件 與相線L為非接觸式，霍爾元件根據(jù)相線L中電流的大小感應(yīng)出電壓信號，送到控制電路， 由控制電路根據(jù)感應(yīng)電壓的大小，控制過流保護器，電流在正常范圍內(nèi)過流保護器處于導 通狀態(tài)，當電流超過某一值時(設(shè)為200A)，過電流保護器斷開。若恢復工作須由控制電路重 新復位。經(jīng)過流保護器輸出地電壓U送到電動調(diào)壓器，電動調(diào)壓器為可調(diào)的自耦變壓器，輸 入電壓為交流220V，輸出電壓可達500V，滿足IEC61643-1規(guī)定UC的要求。根據(jù)需要電動 調(diào)壓器輸出的電壓加到由電感、電容構(gòu)成的低通濾波器，SPD接收到低通濾波器的輸出端， 雷電沖擊設(shè)備輸出的沖擊波通過耦合電容加到SPD的兩端。一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的電路原理圖如圖2所示，電路的主要組成部分 由T為電流互感器(霍爾元件)，額定工作電流為20A，最大工作電流為40A，額定輸出電壓為 交流有效值IV。Jl為主回路繼電器，觸電電流為交流25A，額定電壓250V，線圈直流電壓為 12V。T與Jl構(gòu)成保護電路。電動調(diào)壓器，輸入電壓為220V，輸出電壓為220V 500V。動觸 點與小型電機M構(gòu)成聯(lián)動電機，控制聯(lián)動電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)可以改變輸出電壓的高低。Vl 為電壓表，監(jiān)測輸出電壓，滿足加到SPD上的電壓值為UC。電容Cl、C2、C3、C4和電感LcI、 Lc2構(gòu)成低通濾波器。電容C7為沖擊波的耦合電容。電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的工作過程接通電源，按下啟動按鈕，主回路繼電器 Jl觸點閉合，電源供電加到自耦變壓器的初級繞組，升壓按鈕按下使輸出電壓增加，降壓按 鈕按下可使輸出電壓降壓，通過電壓表監(jiān)測，是輸出電壓為SPD的UC值。沖擊電壓波通過 耦合電容C7 加到SPD上。當SPD出現(xiàn)短路損壞時，霍爾元件輸出電壓增大，通過比較電 路輸出高電平信號，控制主回路繼電器Jl斷開，使主電源線路斷開。一種去耦網(wǎng)絡(luò)裝置的電路各部分的組成及工作原理。低通濾波器電路如圖3所示，主要組成由電感LcI、Lc2和電容Cl、C2、C3、C4構(gòu)成 二階低通濾波器。有圖3可知，電感越大，其電容越小；反之則電容越大。在該去耦網(wǎng)絡(luò)裝 置設(shè)計中選擇電感較大的方案，電感一定時可適當加大電容，這時低通濾波網(wǎng)絡(luò)的極點頻 率會降低，對浪涌信號的衰減會降低。電感L。的取值為20mH，電容C的取值為1 2 μ F的 高壓電容，耐壓為10kV，電感要考慮線徑的大小，一般導線的截面在5mm2以上。過流保護器電路如圖4所示，主要由霍爾元件信號的濾波整流電路、電位器、運算 放大器、三極管、繼電器等構(gòu)成。該電路可分為三部分分析，霍爾元件信號輸入部分，信號比 較電路部分，繼電器控制部分?；魻栐盘栞斎氩糠钟呻娙軨5、C6、二極管Dl等組成整流濾波電路，并將處理后的信號輸入信號比較電路。信號比較電路由運算放大器ARl、AR2 和電位器R1、電阻R4、R5等組成。電位器Rl與運算放大器ARl組成電壓跟隨器輸入運算 放大器AR2，利用電阻R5、R6進行放大增益的調(diào)節(jié)，并通過電阻R5輸出。繼電器控制電路 由三極管Si、二極管D2及繼電器J3組成。當運算放大器同相輸入端電壓高于反相輸入端 電壓時，三極管Sl導通，使得繼電器J3的常閉觸點斷開，從而主回路斷開，此時電路處于過 流保護狀態(tài)。主電路正常工作時，三極管Sl處于截止狀態(tài)，J3的常閉觸點不動作，主電路 正常工作。二極管D2的作用是防止三極管Sl的集電極受到繼電器通斷時的反沖電流而損 壞。電動調(diào)壓器電路如圖5所示，主要由升壓按鈕、降壓按鈕、聯(lián)動電機，電動調(diào)壓器 構(gòu)成。按下升壓或降壓按鈕，聯(lián)動電機動作，動觸點與小型電機M構(gòu)成聯(lián)動電機，控制聯(lián)動 電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)可以改變輸出電壓的高低。由于不同種類的SPD，其標稱的UC值不盡相 同，所以通過電動調(diào)壓器將電壓調(diào)整到SPD上標稱的UC值，從而模擬SPD安裝在線路中的 情況，以適應(yīng)不同UC的SPD的測試。該電動調(diào)壓器采用自耦調(diào)壓器，這是因為若采用雙繞 組的調(diào)壓器會使得電源在通過電動調(diào)壓器之后，L線與N線混淆。④電壓表監(jiān)視電壓表為通用的交流數(shù)字電壓表，用于顯示加在SPD上的UC電壓值。
權(quán)利要求1.一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于包括霍爾元件、過流保護器、電動調(diào)壓 器、低通濾波器、控制電路、電壓控制電路、電壓監(jiān)測部分，其中，霍爾元件、過流保護器、電 動調(diào)壓器和低通濾波器順序連接，控制電路的輸入端分別連接電流的輸出端和霍爾元件的 輸出端，控制電路的輸出端與過流保護器相連，電壓控制電路與電動調(diào)壓器相連，電壓監(jiān)測 部分分別與電動調(diào)壓器的輸出端和低通濾波器的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于所述的低通濾 波器由兩個電感(1^1、1^2)和四個電容((1丄2、03丄4)組成，第一電容((1)的一端與第一 電感(LcI)的一端相連，第一電容(Cl)另一端與第二電感(Lc2)的一端相連；第二電容(C2) 和第三電容(C3)組成的串聯(lián)電路一端與第一電感(LcI)的另一端相連，該串聯(lián)電路的另一 端與第二電感(Lc2)另一端相連；第四電容(C4)與第二電容(C2)和第三電容(C3)組成的 串聯(lián)電路構(gòu)成并聯(lián)電路。
專利摘要本實用新型涉及一種電涌保護器的去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，屬于雷電科學與技術(shù)領(lǐng)域。該去耦網(wǎng)絡(luò)裝置，包括霍爾元件、過流保護器、電動調(diào)壓器、低通濾波器、控制電路、電壓控制電路、電壓監(jiān)測部分，其中，霍爾元件、過流保護器、電動調(diào)壓器和低通濾波器順序連接，控制電路的輸入端分別連接電流的輸出端和霍爾元件的輸出端，控制電路的輸出端與過流保護器相連，電壓控制電路與電動調(diào)壓器相連，電壓監(jiān)測部分分別與電動調(diào)壓器的輸出端和低通濾波器的輸入端連接。該裝置工作性能穩(wěn)定、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可以與不同類型的沖擊設(shè)備配合使用。
文檔編號G01R31/00GK201917622SQ20112000255
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者唐宏科, 張棖, 李祥超, 柴健 申請人:南京信息工程大學