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专利名称：一种电涌保护器的去耦网络装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电涌保护器的去耦网络装置，属于雷电科学与技术领域。
背景技术：
电压配电系统电涌保护器(SPD)并联安装在线路中，在线路电压及雷电过电压 的作用下，出现性能劣化的现象。为了试验电涌保护器的这一性能，GB18802. 1-2000, YD/ T1235. 2-2002等相关电涌保护器的试验方法的规范中，规定了电涌保护器的限制电压及动 作负载的试验方法及要求。要求通过对电涌保护器施加规定次数和规定波形的冲击来模拟 其工作条件，要求其交流电源对SPD施加最大持续工作电压(UC)，为SPD供电的电源在UC 下的输出电流不小于5A，短路电流应不小于200A。冲击试验时，要求电源不影响其他设备 的供电，更不能因冲击使其他供电设备造成损坏。在进行设备及SPD的冲击试验时，冲击电源和低压供电电流之间必须满足两个条 件第一，冲击电流通过电容耦合施加到SPD上，不应对低压供电电流造成影响；第二，低压 供电电源在试验过程中应加在SPD上，使之处于带电状态。用于电源线的电容耦合，在接入 电涌源去耦网络装置的同时，还可以通过电容耦合将试验电压按线-线或线-地方式接入。
实用新型内容本实用新型提供了一种电涌保护器的去耦网络装置，可以将冲击电流施加于被试 设备或SPD，解决冲击电流与工频供电电流之间相互影响的问题。本实用新型为解决其技术问题采用如下技术方案一种电涌保护器的去耦网络装置，包括霍尔元件、过流保护器、电动调压器、低通 滤波器、控制电路，电压控制电路、电压监测部分，其中，霍尔元件、过流保护器、电动调压器 和低通滤波器顺序连接，控制电路的输入端分别连接电流的输出端和霍尔元件的输出端， 控制电路的输出端与过流保护器相连，电压控制电路与电动调压器相连，电压监测部分分 别与电动调压器的输出端和低通滤波器的输入端连接。所述的低通滤波器由两个电感和四个电容组成，第一电容的一端与第一电感的一 端相连，第一电容另一端与第二电感的一端相连；第二电容和第三电容组成的串联电路一 端与第一电感的另一端相连，该串联电路的另一端与第二电感另一端相连；第四电容与第 二电容和第三电容组成的串联电路构成并联电路。本实用新型的有益效果如下1、去耦网络的阻抗大，对受试电路上雷电流冲击波的波形影响小。2、去耦网络的耐受冲击电压高，可达到60kV，绝缘性能好。3、负载电流大，最大工频电流为200A，内部设有电子式过流保护装置。4、负载端冲击试验时，去耦网络输入端的残压低。5、去耦网络负载端冲击试验时，对其它供电设备的影响小。6、去耦网络工作性能稳定，安全可靠。7、电路结构简单，使用方便，可以与不同类型的冲击设备配合使用。8、去耦网络输出电压连续可调，适用于不同U C值的SPD测试。[0020]
图1电涌保护器的去耦网络装置的原理框图。图2电涌保护器的去耦网络装置的电路原理图。图3低通滤波器电路原理图。图4过流保护器电路原理图。图5电动调压器电路原理图。
具体实施方式

以下结合附图对本发明创造做进一步详细说明。一种电涌保护器的去耦网络装置的原理框图如图1所示，主要组成部分有霍尔 元件、过流保护器、电动调压器，低通滤波器，控制电路，电压控制电路及电压检测部分组 成。它的工作过程及各部分的主要作用是市电220V的交流电压通过霍尔元件，霍尔元件 与相线L为非接触式，霍尔元件根据相线L中电流的大小感应出电压信号，送到控制电路， 由控制电路根据感应电压的大�。�控制过流保护器，电流在正常范围内过流保护器处于导 通状态，当电流超过某一值时(设为200A)，过电流保护器断开。若恢复工作须由控制电路重 新复位。经过流保护器输出地电压U送到电动调压器，电动调压器为可调的自耦变压器，输 入电压为交流220V，输出电压可达500V，满足IEC61643-1规定UC的要求。根据需要电动 调压器输出的电压加到由电感、电容构成的低通滤波器，SPD接收到低通滤波器的输出端， 雷电冲击设备输出的冲击波通过耦合电容加到SPD的两端。一种电涌保护器的去耦网络装置的电路原理图如图2所示，电路的主要组成部分 由T为电流互感器(霍尔元件)，额定工作电流为20A，最大工作电流为40A，额定输出电压为 交流有效值IV。Jl为主回路继电器，触电电流为交流25A，额定电压250V，线圈直流电压为 12V。T与Jl构成保护电路。电动调压器，输入电压为220V，输出电压为220V 500V。动触 点与小型电机M构成联动电机，控制联动电机的正转与反转可以改变输出电压的高低。Vl 为电压表，监测输出电压，满足加到SPD上的电压值为UC。电容Cl、C2、C3、C4和电感LcI、 Lc2构成低通滤波器。电容C7为冲击波的耦合电容。电涌保护器的去耦网络装置的工作过程接通电源，按下启动按钮，主回路继电器 Jl触点闭合，电源供电加到自耦变压器的初级绕组，升压按钮按下使输出电压增加，降压按 钮按下可使输出电压降压，通过电压表监测，是输出电压为SPD的UC值。冲击电压波通过 耦合电容C7 加到SPD上。当SPD出现短路损坏时，霍尔元件输出电压增大，通过比较电 路输出高电平信号，控制主回路继电器Jl断开，使主电源线路断开。一种去耦网络装置的电路各部分的组成及工作原理。低通滤波器电路如图3所示，主要组成由电感LcI、Lc2和电容Cl、C2、C3、C4构成 二阶低通滤波器。有图3可知，电感越大，其电容越�。环粗�则电容越大。在该去耦网络装 置设计中选择电感较大的方案，电感一定时可适当加大电容，这时低通滤波网络的极点频 率会降低，对浪涌信号的衰减会降低。电感L。的取值为20mH，电容C的取值为1 2 μ F的 高压电容，耐压为10kV，电感要考虑线径的大�。�一般导线的截面在5mm2以上。过流保护器电路如图4所示，主要由霍尔元件信号的滤波整流电路、电位器、运算 放大器、三极管、继电器等构成。该电路可分为三部分分析，霍尔元件信号输入部分，信号比 较电路部分，继电器控制部分。霍尔元件信号输入部分由电容C5、C6、二极管Dl等组成整流滤波电路，并将处理后的信号输入信号比较电路。信号比较电路由运算放大器ARl、AR2 和电位器R1、电阻R4、R5等组成。电位器Rl与运算放大器ARl组成电压跟随器输入运算 放大器AR2，利用电阻R5、R6进行放大增益的调节，并通过电阻R5输出。继电器控制电路 由三极管Si、二极管D2及继电器J3组成。当运算放大器同相输入端电压高于反相输入端 电压时，三极管Sl导通，使得继电器J3的常闭触点断开，从而主回路断开，此时电路处于过 流保护状态。主电路正常工作时，三极管Sl处于截止状态，J3的常闭触点不动作，主电路 正常工作。二极管D2的作用是防止三极管Sl的集电极受到继电器通断时的反冲电流而损 坏。电动调压器电路如图5所示，主要由升压按钮、降压按钮、联动电机，电动调压器 构成。按下升压或降压按钮，联动电机动作，动触点与小型电机M构成联动电机，控制联动 电机的正转与反转可以改变输出电压的高低。由于不同种类的SPD，其标称的UC值不尽相 同，所以通过电动调压器将电压调整到SPD上标称的UC值，从而模拟SPD安装在线路中的 情况，以适应不同UC的SPD的测试。该电动调压器采用自耦调压器，这是因为若采用双绕 组的调压器会使得电源在通过电动调压器之后，L线与N线混淆。④电压表监视电压表为通用的交流数字电压表，用于显示加在SPD上的UC电压值。
权利要求1.一种电涌保护器的去耦网络装置，其特征在于包括霍尔元件、过流保护器、电动调压 器、低通滤波器、控制电路、电压控制电路、电压监测部分，其中，霍尔元件、过流保护器、电 动调压器和低通滤波器顺序连接，控制电路的输入端分别连接电流的输出端和霍尔元件的 输出端，控制电路的输出端与过流保护器相连，电压控制电路与电动调压器相连，电压监测 部分分别与电动调压器的输出端和低通滤波器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电涌保护器的去耦网络装置，其特征在于所述的低通滤 波器由两个电感(1^1、1^2)和四个电容((1丄2、03丄4)组成，第一电容((1)的一端与第一 电感(LcI)的一端相连，第一电容(Cl)另一端与第二电感(Lc2)的一端相连；第二电容(C2) 和第三电容(C3)组成的串联电路一端与第一电感(LcI)的另一端相连，该串联电路的另一 端与第二电感(Lc2)另一端相连；第四电容(C4)与第二电容(C2)和第三电容(C3)组成的 串联电路构成并联电路。
专利摘要本实用新型涉及一种电涌保护器的去耦网络装置，属于雷电科学与技术领域。该去耦网络装置，包括霍尔元件、过流保护器、电动调压器、低通滤波器、控制电路、电压控制电路、电压监测部分，其中，霍尔元件、过流保护器、电动调压器和低通滤波器顺序连接，控制电路的输入端分别连接电流的输出端和霍尔元件的输出端，控制电路的输出端与过流保护器相连，电压控制电路与电动调压器相连，电压监测部分分别与电动调压器的输出端和低通滤波器的输入端连接。该装置工作性能稳定、安全可靠、结构简单、使用方便，可以与不同类型的冲击设备配合使用。
文档编号G01R31/00GK201917622SQ20112000255
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者唐宏科, 张枨, 李祥超, 柴健 申请人:南京信息工程大学