避雷器在线监测传感器
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避雷器在线监测器校验仪原理FCZ-3避雷器在线监测仪是针对变电站、水火电厂、大型厂矿自备电厂中避雷器下端的放电计数器进行检测的专用仪器,既可对雷击次数进行检验,还可对泄露电流(最大值)进行校验,一机两用。
一、原理:图1所示为JS型动作记数器的原理接线图。
图1(a)为JS型动作记数器的基本结构,即所谓的双阀片式结构。
图1 JS型动作记数器的原理接线(a)JS型;(b)JS-8型R1、R2-非线形电阻;C-贮能电容器L-记数器线圈;D1~4一硅二极管当避雷器动作时,放电电流流过阀片R1,在R1上的压降经阀片R2给电容器C充电,然后C再对电磁式记数器的电感线圈L放电,使其转动1格,记1次数。
改变R1及R2的阻值,可使记数器具有不同的灵敏度。
一般最小动作电流为100A (8/20μs)的冲击电流。
因R1上有一定的压降,将使避雷器的残压有所增加,故它主要用于40kV以上的高压避雷器。
图1(b)表示JS-8型动作记数器的结构,系整流式结构。
避雷器动作时,高温阀片R1上的压降经全波整流给电容器C充电,然后C再对电磁式记数器的L放电,使其记数。
该记数器的阀片R1的阻值较小(在10kA时的压降为1.1kV),通流容量较大(1200A方波),最小动作电流也为100A(8/20s)的冲击电流。
JS -8型记数器可用于6.0~330kV系统的避雷器,JS-8A型记数器可用于500kV 系统的避雷器。
二、检查方法及原理由于密封不良,动作记数器在运行中可能进入潮气或水分,使内部元件锈蚀,导致记数器不能正常动作,所以《规程》规定,每年应检查1次。
现场检查记数器动作的方法有直流法、交流法和标准冲击电流法。
研究表明,以标准冲击电流法最为可靠,其原理接线如图2所示。
图2 标准冲击电流检测法的原理接线(虚线框内为冲击电流发生器)C-充电电容;R-充电电阻;L-阻尼电感D-整流硅二极管;r-分流器;B-试验变压器V-静电电压表;CRO-高压示波器将冲击电流发生器发生的8/20μs、100A的冲击电流波作用于动作记数器,若记数器动作正常,则说明仪器良好,否则应解体检修。
避雷器运行状态在线监测技术的发展避雷器运行状态在线监测技术的发展避雷器是一种用来保护电力系统设备和线路免受雷击损害的重要设备。
随着科技的不断发展,避雷器运行状态在线监测技术也在不断进步。
下面将通过步骤思维来介绍这一技术的发展。
第一步:传统避雷器监测技术传统的避雷器监测技术主要是通过人工巡视和定期检测的方式来判断避雷器的运行状态。
这种方法存在着监测时间长、效率低、成本高等问题,无法满足快速、准确地获取避雷器状态信息的需求。
第二步:非接触式监测技术为了解决传统监测技术存在的问题,研究人员开始探索非接触式监测技术。
这种技术通过在避雷器上放置传感器,利用无线通信等方式实时获取和传输避雷器的运行状态数据。
非接触式监测技术可以大大提高监测效率和准确性,并降低人工成本。
第三步:数据分析与处理技术随着非接触式监测技术的发展,大量避雷器运行状态数据被采集和传输。
为了更好地利用这些数据,研究人员开始开发数据分析与处理技术。
这些技术包括数据挖掘、机器学习、人工智能等,可以通过对数据的分析和处理来寻找避雷器故障的规律和特征。
通过这些技术的应用,可以实现对避雷器运行状态的智能监测和预警。
第四步:云平台与物联网技术为了更好地实现避雷器运行状态在线监测,研究人员开始将云平台和物联网技术引入到监测系统中。
通过建立云平台,可以实现对避雷器数据的集中存储和管理,并提供数据分析和处理的服务。
同时,通过物联网技术,可以实现对避雷器监测设备的远程控制和管理,提高监测的便捷性和实时性。
第五步:智能决策与预警系统在实现避雷器运行状态在线监测的基础上,研究人员开始开发智能决策与预警系统。
这些系统可以通过对避雷器运行状态数据的分析和处理,自动判断避雷器是否存在故障,并及时发出预警。
同时,系统还可以提供智能决策支持,帮助电力系统运维人员进行维修和保养工作。
综上所述,避雷器运行状态在线监测技术经过传统监测技术、非接触式监测技术、数据分析与处理技术、云平台与物联网技术以及智能决策与预警系统的发展,逐渐实现了对避雷器运行状态的快速、准确地监测和管理。
JCQ系列避雷器用在线监测器1 概述“JCQ系列避雷器用在线监测器”适用于交流电网中的各种阀式避雷器,其可在线监测运行电压下的通过避雷器的持续电流,通过观测持续电流的变化可以有效的检测出避雷器内部老化或受潮等异常,避免避雷器带故障运行。
监测器中的污秽表可用于监测避雷器瓷套外表污秽程度,计数器可用来记录避雷器的动作次数。
2 产品型号JCQ:表示避雷器用在线监测器J C Q□—□适用电压分类:C适用于额定电压为66kV及以下的避雷器B表示适用于额定电压为110kV~220kV的避雷器A表示适用于额定电压为330kV~500kV的避雷器分类号:“3”表示不带污秽表头如:JCQ3型“4”表示带污秽表头如JCQ4型3 用途3.2 功能各型号监测器均可用于在线监测避雷器运行时的持续电流,以及记录避雷器动作次数。
其型号中带“4”的还可以监测避雷器瓷套外表的污秽电流,用以判断瓷套外表污秽程度。
3.3外接插座各型号监测器均可根据需要配置外接插座,用于配合远程监测系统。
其可输出持续电流在1KΩ电阻上的电压模拟量,污秽电流在1KΩ电阻上的电压模拟量。
引脚功能:4 技术参数4.1 电流测量特性见表4.1表4.14.2 主要技术参数见表4.2表4.2表4.34.4 户外使用条件:周围空气温度:—35℃~+40℃最高海拔: 4500m太阳辐射强度:0.1W/cm2(风速0.5m/s)外绝缘爬电比距:25mm/kv覆冰厚度:10mm风速:34m/s(离地面10m高10min平均最大风速) 日相对湿度平均值:≤95%月相对湿度平均值:≤90%耐受地震能力(水平加速度):0.25g5 电路原理图JCQ3型JCQ4型6 典型安装图J C Q3型J C Q4型7外形尺寸J C Q3系列的监测器均可选择图7-1和图7-2所标的尺寸(如没明确说明则默认为图7-1的尺寸)。
J C Q4系列的监测器的外形尺寸见图7-3。
图7-1 JCQ3系列外形尺寸图(mA表表面尺寸75X40)图7-2 JCQ3系列外形尺寸图(mA表表面尺寸115X60)图7-3J C Q4系列外形尺寸图(表面尺寸75X40)8 检测方法8.1对监测器内m A的检测监测器m A检测接线原理图见图8-1图8-1按图8-1接好线后,接通电源并调节调压器此时将有电流流过标准交流电流表及监测器,当读的监测器m A表的指示值后与标准交流电流表进行比较其误差应符合国家计量检定规程J J G124-93规定的等级指数为5.0的基本误差。
目录一、简介 (1)二、系统组成 (1)三、各部分外观图 (2)四、系统功能 (3)五、主要技术指标 (3)六、系统工作原理 (4)七、安装、接线方式及注意事项 (5)八、通讯协议 (6)一、简介氧化锌(MOA)避雷器是变电运行、防止雷击事故的重要保护装置,而避雷器自身的好坏,也涉及到变电所的运行安全。
因此,每年对避雷器停电检测,已成为检查避雷的性能优劣的主要手段。
近年发展出一种在避雷器的接地端串入一只指针式电流表。
平时通过值班人员巡视记录每只避雷器运行时泄漏电流的大小,来判别避雷器的性能好坏。
一般情况下,应以测定阻性电流的变化大小来判定避雷器的绝缘性能为上策。
但在运行中测定避雷器阻性电流的技术难度大、投资费用高;用检测总电流的方法虽然经济实用,可以发现避雷器绝缘损坏的问题,但因为正常时避雷器的电容电流要比阻性电流大好多倍。
在故障发生的初期,阻性电流增大1~2倍时,电流表不会有很明显的反应。
只有到故障较为严重时,电流表上反映的总电流有了明显的增加,才能判定为避雷器绝缘损坏,这时必须在最短时间内将性能变劣的避雷器退出运行,以避免爆炸事故发生。
实际上,靠人工巡视,记录电流表总泄漏电流(峰值)的方式,最短时间间隔也需24小时巡视一次,许多供电局甚至都是规定在一周巡视、记录一次,这样,在故障已经是较为严重情况下如果不能即时发现问题而退出运行的话,就有可能等不到下次巡视,在较短时间内就引起爆炸,将会引起较为严重的后果,这就暴露出这种检测办法即时性太差的缺点。
本公司最新研制的BH6100系列氧化锌避雷器在线监测远传系统,就为解决这一问题提供了一种数据自动远传、即时报警的一个十分有效的手段。
同时减轻了人工抄表的烦琐的工作,实现了避雷器运行的无人值守。
二、系统组成三、各部分外观图(记数器)()数据处理转发器电缆接头四、系统功能1、由于采用感应方式截取泄漏电流和累计信号,因此很好的实现了对高电压的完全隔离。
2、控制室可直接通过远传装置观察每组避雷器的泄漏电流的大小和每个避雷器的动作次数,并通过电力系统的局域网实时上传避雷器的运行参数。
放电计数器避雷器用放电计数器是用来监测避雷器放电动作的一种高压电器,其构造由非线性电阻、电磁计数器和一些电子元件组成。
在正常运行电压下,流过计数器的漏电流非常小,计数器不动作。
当避雷器通过雷电波、操作波和工频过电压时,强大的工作电流从计数器的非线性电阻通过,经过直流变换,对电磁线圈放电而使计数器吸动一次,来实现测量避雷器动作次数的装置。
在结构上采用电阻片取压,电磁线圈动作,计数器显示,透明玻璃罩、密封橡皮垫、底版及法兰等进行卡装密封,高压出线端从底板中心引出。
JS-8型放电计数器采用SiC电阻片,适用于5kV系统35kV及以下电压等级的避雷器。
JSY-10/600型氧化锌避雷器专用放电计数器采用ZnO电阻片,适用于5~10KV系统220kV及以下等级的氧化锌避雷器,并可适于避雷器的在线检测避雷器监测器通过,经过直流变换,对电磁线圈放电而使计数器吸动一次,来实现测量避雷器动作次数的装置。
在结构上采用电阻片取压,电磁线圈动作,计数器显示,透明玻璃罩、密封橡皮垫、底版及法兰等进行卡装密封,高压出线端从底板中心引出。
JS-8型放电计数器采用SiC电阻片,适用于5kV系统35kV及以下电压等级的避雷器。
JSY-10/600型氧化0/600型氧化锌避雷器专用放电计数器采用ZnO电阻片,适用于5~10KV 系统220kV及以下等级的氧化锌避雷器,并可适于避雷器的在线检测避雷器监测器通过,经过直流变换,对电磁线圈放电而使计数器吸动一次,来实现测量避雷器动作次数的装置。
在结构上采用电阻片取压,电磁线圈动作,计数器显示,透明玻璃罩、密封橡皮垫、底版及法兰等进行卡装密封,高压出线端从底板中心引出。
JS-8型放电计避雷器监测器除了具有监测避雷器放电动作的功能外,还能监测避雷器泄漏电流变化,对避雷器的运行质量及时给出可靠的数据,防止事故的发生,提高电力系统运行的可靠性。
JCQ-C系列监测器采用ZnO电阻片,适用于5~10kA系统330kV及以下等级氧化锌避雷器。
避雷器在线检测实验原理一、引言避雷器是一种用于保护电力系统设备免受雷击和过电压的重要设备。
然而,由于长期使用和环境因素等原因,避雷器会出现老化、损坏等问题,影响其保护作用。
因此,对避雷器进行在线检测是非常必要的。
二、避雷器的工作原理避雷器是利用气体放电原理来消除过电压的一种设备。
当系统中出现过电压时,避雷器中的气体会在电场的作用下发生放电,从而将过电压消除。
具体来说,当系统中出现过电压时,避雷器内部会产生一个高强度的电场,在此强度下,空气分子会被离子化形成等离子体,并形成闪络通道,从而将过电压放到地面上。
三、避雷器在线检测原理1. 传统检测方法传统的避雷器检测方法主要有:直流高压试验法、交流耐压试验法、放电计数法等。
这些方法虽然可以检测到一些故障情况,但是其缺点也很明显:需要停机维修、无法实时监测等。
2. 基于电流互感器的在线检测方法电流互感器是一种用于测量电流的设备,其原理是利用电磁感应产生电势差。
基于电流互感器的在线检测方法是通过将电流互感器安装在避雷器上,实时监测避雷器内部的放电情况。
具体来说,当避雷器内部发生放电时,会引起一定的电流变化,这些变化可以通过电流互感器进行监测和记录。
3. 基于超声波传感器的在线检测方法超声波传感器是一种利用超声波进行物体检测的设备。
基于超声波传感器的在线检测方法是通过将超声波传感器安装在避雷器上,实时监测避雷器内部的结构和状态。
具体来说,当避雷器内部出现故障或损坏时,会引起一定程度上的结构变化或振动,这些变化可以通过超声波传感器进行监测和记录。
四、总结目前,在线检测技术已经成为了避雷器维护管理中不可或缺的手段。
基于电流互感器和超声波传感技术的在线检测方法都具有优点:无需停机维修、可实时监测等。
然而,这些技术也存在一些问题,例如:检测结果的准确性、设备的稳定性等。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的检测方法,并结合其他维护手段进行综合管理和维护。
SMU-MOA避雷器在线监测系统用户手册北京国网联合电力科技有限公司目录SMU-MOA型避雷器在线监测系统简介 (2)避雷器在线监测装置 (3)1.简介 (3)2.结构特性 (3)3.使用条件 (3)4.监测原理 (3)5.技术参数.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
6.功能特点 (3)7.外形结构及安装尺寸 (4)避雷器在线监测中央柜 (4)1.简介 (4)2.特性 (4)3.使用条件 (5)4.监控单元 (5)避雷器在线监测系统的结构 (7)培训与售后服务 (8)1.运行人员培训 (8)2.技术与售后服务承诺 (8)SMU-MOA型避雷器在线监测系统简介1、SMU-MOA型避雷器在线监测系统SMU-MOA避雷器在线监测系统是充分利用了精密传感技术、计算机技术、数字信号处理技术、网络通信技术和智能专家分析系统的最新成果,实现了绝缘参数的就地式在线监测,系统的抗干扰性能、测量的准确性和可靠性取得了突破性进展,达到了国内外同类系统先进水平。
系统提出了基于在线监测数据的专家诊断系统,实现了从传统的带电诊断到在线专家诊断系统的转换。
系统综合运用智能诊断技术,通过提出绝缘诊断模型并构造相应的诊断算法,为设备维护提供更加全面、科学的决策支持,提高设备管理自动化及智能化水平。
避雷器在线监测系统主要应用于变电站氧化锌避雷器的在线监测与智能诊断。
为运行检修人员提供可靠的设备绝缘信息和科学的检修依据,从而达到减少生产事故发生,延长检修周期,减少停电检修次数和检修时间,提高设备利用率和整体经济效能的目的。
SMU-MOA避雷器在线监测系统,是我公司在吸收、借鉴国外先进技术的同时,应用现代微电子技术、先进传感器技术,应用状态监测的新型测量元件、设备,成功开发、研制、生产出的计算机化的在线监测装置。
输变电系统氧化锌避雷器在线监测系统分析随着社会的发展和科技的进步,输变电系统在电力行业中起着至关重要的作用。
而在输变电系统中,氧化锌避雷器是一种重要的设备,其作用是保护输电线路和变电设备免受雷击危害。
由于避雷器长期处于高压、高温、高湿的环境中,其性能随时可能发生变化,因此需要进行在线监测。
本文将分析输变电系统氧化锌避雷器在线监测系统的相关内容,以便更好地保障输变电系统的安全稳定运行。
一、氧化锌避雷器的工作原理及重要性氧化锌避雷器是一种用于保护输电线路和变电设备的重要设备,其主要工作原理是通过吸收和击穿放电来限制和消除雷电过电压,保护设备。
在正常情况下,氧化锌避雷器起到漏电保护作用,当系统遇到雷电过电压时,氧化锌避雷器会自动击穿,将雷电过电压通过接地线和避雷器引导到地,从而保护设备免受损害。
由于氧化锌避雷器长期处于高压、高温、高湿的环境中,其内部材料可能会发生老化、硫化或击穿,从而影响其正常工作。
对氧化锌避雷器进行定期在线监测,可以及时发现避雷器的性能变化,保障输变电系统的安全稳定运行。
二、氧化锌避雷器在线监测系统的组成1. 传感器:传感器是氧化锌避雷器在线监测系统的核心部件,其主要作用是采集避雷器的工作状态参数,如电压、电流、温度等。
传感器通常安装在避雷器的上下游位置,通过无线或有线方式将数据传输至监测终端。
2. 监测终端:监测终端是氧化锌避雷器在线监测系统的数据处理和分析中心,其主要功能是接收传感器采集的数据,进行实时监测和分析,判断避雷器的工作状态是否正常。
监测终端通常配备有数据存储和远程通信功能,便于用户随时获取监测数据。
3. 软件系统:软件系统是氧化锌避雷器在线监测系统的智能化部分,其主要功能是通过数据分析和算法模型,对避雷器的工作状态进行预测和诊断,提前发现避雷器的故障隐患,为运维人员提供决策支持。
1. 数据采集:传感器采集避雷器的工作状态参数,如电压、电流、温度等,并将数据传输至监测终端。
浅谈新型避雷器在线监测远传系统摘要:避雷器是保护电力设备运行安全、预防大气过电压的重要装置。
本文笔者主要对新型避雷器在线监测远传系统进行了阐述。
仅供参考。
关键词:新型避雷器监测一、目的和意义避雷器是保护电力设备运行安全、预防大气过电压的重要装置,氧化锌避雷器(MOA)具有通流容量大、残压低、无工频续流、反应速度快、寿命长等优点,能降低被保护设备的绝缘水平,被广泛应用于电力系统的过电压保护。
由于MOA 无间隙,在运行中阀片长期承受电力系统运行电压的作用,以及内部受潮或污秽等因素的影响,因而会造成阀片劣化老化,进而损坏MOA。
甚至可能引起大面积停电事故。
事实证明,靠人工巡视避雷器电流表来监测避雷器的老化,对于及时发现故障,特别是在即时性故障上存在较大缺陷,劣化程度较快的避雷器完全有可能在一个巡视周期内发生爆炸,据统计,近年来类似这种情况的爆炸事故已经发生过多次,严重威胁着电网的安全运行,可见,检测MOA的运行特性非常重要。
实现避雷器运行状态下的在线自动监测,一方面可以保证变电站避雷器的安全运行预警,及早发现和排除故障避雷器,避免发生避雷器爆炸;另一方面,可以对避雷器泄露电流及反应避雷器性能的阻性电流分量和动作次数进行数据远传,既能实时监测避雷器性能是否完好,又免除人工记录、抄表的繁杂,减少工作量,提高了工作效率。
二、国内外研究水平综述目前对氧化锌避雷器泄漏电流信号进行在线监测的设备已有一些,一般是在避雷器下引线上安装监测单元,将取样电流引至监测单元,经过穿芯式(一匝)传感器后再引回原接地处接地,一般做法是将穿芯式传感器的输入端并在计数器两侧(三相)或是把穿芯式传感器串接在避雷器底座和计数器之间(单相)。
示意图如下:此种结构的避雷器在线监测系统的监测元件处于强电磁场中,信号转换元件属于电流互感器模拟信号直接转换,易受现场电磁场干扰,且避雷器泄露电流值较小,阻性电流值变化量更小。
导致监测得到的数据精确度不高,且传输过程易受现场干扰,不便于准确监测避雷器状态。
避雷器在线监测传感器技术领域本发明属于防雷器件技术领域,具体是一种避雷器在线监测传感器。
背景技术现有的避雷器漏电流传感器采用光纤传输数据时,采用电压信号传输的方式,传输的电压信号和漏电流成比例,由于信号幅值不恒定,存在传输距离短、效率低等问题。
同时,现有的电子式避雷器漏电流传感器一般采用外供电源方式,外供电源方式当雷电进入时会有被打坏的可能;采用电池供电时,由于电池有一定寿命,需要定时更换。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合光纤传输的,达到一定距离、一定效率、无需外供电源的避雷器漏电流传感器。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案来实现:一种避雷器漏电流传感器,包括全电流回路输入接口IN+/IN-、自取电源电路、漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路和电光转换器;所述自取电源电路直接和输入接口IN+和IN-相连,串接在全电流回路中,IN+和IN-之间没有电流即避雷器没有漏电流时,不产生电源,有漏电流时,有电源电压;所述漏电流取样电路的取样电阻串接在全电流回路中;所述取样电阻的电流经精密积分电路后作为电压比较电路的一个输入端电压,电压比较电路的电源连接自取电源电路的输出电源;电压比较器的输出端经过驱动电路连接光电转换器的输入端。
是所述自取电源电路的核心电路包括串接的精密稳压管Q 1和Q 2;Q 2的阴极通过电阻连接IN+,Q 1的阳极连接IN-,取样电阻串接在Q 1的阳极连接IN-之间;Q 2的阴极端为自取电源电路的输出电源端。
所述精密积分电路包括精密电阻R 3、精密可调电阻R 4、比较器和电容C 5;所述R 3和R 4并联后连接在比较器的反相输入端与IN-之间;比较器的同相输入端连接在Q 1阳极端;C 5连接在比较器的反相输入端与输出端之间。
所述电压比较电路包括运算放大器U 1B ,U 1B 的反相输入端连接在Q 2的阳极端,U 1B 的同相输入端连接比较器的输出端,U 1B 的输出端即为电压比较电路的输出端。
避雷器在线监测传感器
技术领域
本发明属于防雷器件技术领域,具体是一种避雷器在线监测传感器。
背景技术
现有的避雷器漏电流传感器采用光纤传输数据时,采用电压信号传输的方式,传输的电压信号和漏电流成比例,由于信号幅值不恒定,存在传输距离短、效率低等问题。
同时,现有的电子式避雷器漏电流传感器一般采用外供电源方式,外供电源方式当雷电进入时会有被打坏的可能;采用电池供电时,由于电池有一定寿命,需要定时更换。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合光纤传输的,达到一定距离、一定效率、无需外供电源的避雷器漏电流传感器。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案来实现:
一种避雷器漏电流传感器,包括全电流回路输入接口IN+/IN-、自取电源电路、漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路和电光转换器;所述自取电源电路直接和输入接口IN+和IN-相连,串接在全电流回路中,IN+和IN-之间没有电流即避雷器没有漏电流时,不产生电源,有漏电流时,有电源电压;所述漏电流取样电路的取样电阻串接在全电流回路中;所述取样电阻的电流经精密积分电路后作为电压比较电路的一个输入端电压,电压比较电路的电源连接自取电源电路的输出电源;电压比较器的输出端经过驱动电路连接光电转换器的输入端。
是所述自取电源电路的核心电路包括串接的精密稳压管Q1和Q2;Q2的阴极通过电阻连接IN+,Q1的阳极连接IN-,取样电阻串接在Q1的阳极连接IN-之间;Q2的阴极端为自取电源电路的输出电源端。
所述精密积分电路包括精密电阻R3、精密可调电阻R4、比较器和电容C5;所述R3和R4并联后连接在比较器的反相输入端与IN-之间;比较器的同相输入端连接在Q1阳极端;C5连接在比较器的反相输入端与输出端之间。
所述电压比较电路包括运算放大器U1B,U1B的反相输入端连接在Q2的阳极端,U1B的同相输入端连接比较器的输出端,U1B的输出端即为电压比较电路的输出端。
所述光电转换器是发光二级管LED;驱动电路是NMOS管Q3,Q3的栅极G连接电压比较电路的输出端,漏极D连接LED的阴极端,源极S连接Q1阳极端;LED的阳极端连接比较器的输出端。
LED两端并接一个电感L1和二极管D3;D3的阳极端与LED的阴极端连接,D3的阴极端与LED的阳极端连接。
例如,本传感器的供电电源为+5V,利用两片微功耗的精密稳压管Q1和Q2串联在全电流回路中,生成+5V的电源电压,精密稳压管的稳定电压为2.5V,它的工作电流为在几十微安至几个毫安之间。
一般认为如果避雷器上的漏电流超过200uA,就算避雷器漏电流超标,所以该电路完全可以正常供电工作。
自取电源电路直接和输入线相连,串接在两根输入线的回路中。
在避雷器没有漏电流时,不产生电源;有漏电流时,有电源电压。
精密积分电路、电压比较电路的电源均由此电源提供。
漏电流取样电路直接串接在输入回路中,取样电阻为精密电阻。
精密积分电路由电阻、运算放大器和电容组成。
为确保积分精度,电阻由精密电阻组成,电容采用温度系数好的电容。
电压比较电路由运算放大器和电容组成。
为了加快放电,电容接成正反馈的形式。
电光转换器和精密积分电路的输出连接,在其两端并接一个电感L1和二极管D3,提供泄放通路。
精密电阻说明如下:普通电阻器区别高精密电阻器的主要依据为阻值误差大小,阻值大小,温度系数的大小。
分类描述如下:
对1Ω(欧姆)以上阻值的电阻,与标识阻值相比±0.5%以内阻值误差的电阻可称为精密电阻,更高精密的可以做到0.01%精度,也就是电子工程师所说的万分之一精度,此类电阻一般为薄膜电阻,使用此材质的电阻一般才能满足生产工艺要求。
这类阻值1Ω以上电阻的普通系列精密度在±5%以上,电子产品上最常见的就是5%精度的电阻,不属于精密电阻范围。
1Ω以下阻值的电阻,一般能达到±1%精密度之内,就算做精密电阻范畴了,因为阻值基数很小,就算是1%的误差,实际的阻值误差已经很小了。
更高精密的可以做到±0.5%以内,但工艺要求,技术要求较高。
精密稳压管做说明如下:普通稳压管区别高精密稳压管的主要依据为稳定电压误差大小,温度系数的大小。
分类描述如下:
与标称稳压值相比±2%以内额定电压误差的稳压管可称为精密稳压管,此类稳压管一般为集成电路,只有集成电路才能保证提供微调的精密电压、极低的动态阻抗和良好的温度稳定性。
附图说明
图1为避雷器漏电流传感器的结构框图;
图2为避雷器漏电流传感器的电路原理图,图中,自取电源电路-1、精密积分电路-2、电压比较电路-3、电光转换器-4。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本技术方案进一步说明如下:
一种避雷器漏电流传感器,包括全电流回路输入接口IN+/IN-、自取电源电路、漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路和电光转换器;所述自取电源电路直接和输入接口IN+和IN-相连,串接在全电流回路中,IN+和IN-之间没有电流即避雷器没有漏电流时,不产生电源,有漏电流时,有电源电压;所述漏电流取样电路的取样电阻串接在全电流回路中;所述取样电阻的电流经精密积分电路后作为电压比较电路的一个输入端电压,电压比较电路的电源连接自取电源电路的输出电源;电压比较器的输出端经过驱动电路连接光电转换器的输入端。
本例中,所述自取电源电路的核心电路包括串接的精密稳压管Q1和Q2;Q2的阴极通过电阻连接IN+,Q1的阳极连接IN-,取样电阻串接在Q1的阳极连接IN-之间;Q2的阴极端为自取电源电路的输出电源端。
所述精密积分电路包括精密电阻R3、精密可调电阻R4、比较器和电容C5;所述R3和R4并联后连接在比较器的反相输入端与IN-之间;比较器的同相输入端连接在Q1阳极端;C5连接在比较器的反相输入端与输出端之间。
所述电压比较电路包括运算放大器U1B,U1B的反相输入端连接在Q2的阳极端,U1B的同相输入端连接比较器的输出端,U1B的输出端即为电压比较电路的输出端。
所述光电转换器是发光二级管LED;驱动电路是NMOS管Q3,Q3的栅极G连接电压比较电路的输出端,漏极D连接LED的阴极端,源极S连接Q1阳极端;LED的阳极端连接比较器的输出端。
LED两端并接一个电感L1和二极管D3;D3的阳极端与LED的阴极端连接,D3的阴极端与LED的阳极端连接。
本传感器的工作电源采用自取电源的工作方式。
本传感器的供电电源为+5V,利用两片微功耗的精密稳压管串联在全电流回路中,生成+5V的电源电压,精密稳压管的稳定电压为2.5V,它的工作电流为在几十微安至几个毫安之间。
一般认为如果避雷器上的漏电流超过200uA,就算避雷器漏电流超标,所以该电路完全可以正常供电工作。
漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路的作用为对漏电流检测电路端过来的漏电流信号进行处理,变为适合光纤传输的脉冲信号。
这个脉冲信号的幅值是恒定的 2.5V,它的频率和漏电流信号成正比。
漏电流信号小,频率就低。
在避雷器没有漏电流时,不产生电源;有漏电流时,有电源电压。
精密积分电路、电压比较电路的电源均由此电源提供。
漏电流取样电路直接串接在输入回路中,取样电阻为精密电阻。
精密积分电路由电阻、运算放大器和电容组成。
为确保积分精度,电阻由精密电阻组成,电容采用温度系数好的电容。
所述漏电流取样电路包括电阻R2和R3,可调电阻R4;电阻R3、R4、运算放大器U1A和电容C5组成积分电路,调节电阻R4可以调节积分电流的大小。
电流小,积分时间就长,当运算放大器U1A的输出脚的积分电压到2.5V时,比较器翻转,运算放大器U1B(本例中比
较器功能由运算放大器U1B实现)的输出脚输出为5V,开启MOS管Q3,发光管LED得地导通发光。
而一旦运算放大器U1B的输出为5V时,由于电容C6连接成正反馈,所以加速放电,当U1B的输入电压低于2.5V时,U1B输出为0V,关断MOS管Q3,发光管息灭。
反复循环,形成振荡的脉冲信号。
由于光电器件有一定的导通压降,因此,通过其放电时电压不可能放到零,为了能使放电电压能到零,在LED两端并接一个电感L1和二极管D3,这样可以通过电感提供泄放通路。
使得输出脉冲的起点为0V,二极管D3可以起到保护作用,不至于使电路损坏。
这样每一个输出脉冲均为0V至2.5V的窄脉冲。
脉冲信号通过光纤传输给信号处理电路。
本实施例原理说明如下:
1、在确保取样电阻R3、R4的精度,电容的温度系数好和微功耗的精密稳压管的2.5V 电压也是很稳定的情况下,可以确保冲电时间和电流的大小成正比。
放电电路由于引入了正反馈,放电的时间很短,可以通过测试确定放电时间,通过软件修正。
这样可以不考虑放电时间,确保电流大小和输出脉冲信号的频率成正比。
2、输出脉冲信号的幅值是恒定的2.5V,由于输出脉冲的幅值恒定,可以确保光信号的强度基本一致,传输距离也就相应的可预测。
3、本电路的工作电源采用自取电源的工作方式,保证了电路能长期稳定地工作。
图1 避雷器漏电流传感器的结构框图
图2避雷器漏电流传感器的电路原理图。