[发明专利]避雷器泄漏电流监视仪隔离取样电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线监测的取样电路，尤其涉及电力系统的避雷器泄漏电流监视仪隔离取样电路。

背景技术

氧化锌避雷器是在重要电力设备旁边串接在高压电力线和大地之间的保护该设备免受过电压（雷击）侵害的一种重要保护装置。由于氧化锌避雷器优越的非线性伏安特性（压敏电阻特性）和良好的通流能力，能快速将雷击能量通过对地放电释放掉，现已被广大电力部门接受而广泛使用。

通过多年的运行经验表明，由于避雷器的运行是一直处在高电压下，会使MOA内部的电阻片老化，同时由于环境条件的影响,其电阻片发生受潮劣化，引起阻性泄漏电流的增加。若不能迅速将不正常的避雷器及时退出运行，在一段时间内（几月、天或数小时），当系统中出现过电压,MOA可能热崩溃,发生爆炸，引发大面积电力事故。

在线路运行状态下实时监测避雷器泄漏电流的大小，真实反映了工作状态下的避雷器绝缘特性，是防止避雷器故障造成大面积停电的有效手段。

然而由于泄漏电流信号的以下特点：导致泄漏电流很难正确测量：

1、具有周期性和非线性（正弦）特性，难以在时域中使用数学公式描述。

2、取值范围宽而绝对数值小（0.05～1.00mA），难以用标准放大电路放大。

3、现场受到谐波、电磁和白噪声干扰，难以使用普通抗干扰措施清除。

4、生成的能量有限，难以用普通的办法测量，但仍遵守能量守恒定律。

如何安全、可靠和精确的采样避雷器泄漏电流，是在线路运行状态下实时监测避雷器泄漏电流的基本手段。

发明内容

本发明的目的在于提供避雷器泄漏电流监视仪隔离取样电路，实现对避雷器泄漏电流的隔离取样放大，具有增益大、动态范围宽和安全可靠抗干扰强的特点。

实现上述目的的技术方案是：避雷器泄漏电流监视仪隔离取样电路，包括电流互感器L1、电流互感器L2、4个前级放大器输入电阻Rin、4个前级放大器反馈电阻Rf、前级放大器A1、前级放大器A2、2个后级放大器输入电阻Ro、2个后级放大器反馈电阻Rg、1个后级放大器F；

所述的电流互感器L1的正输出端与所述的电流互感器L2的正输出端相连称之为i+；所述的电流互感器L1的负输出端与所述的电流互感器L2的负输出端相连称之为i-；

所述的前级放大器A1的同相输入端与i+之间串联所述的一个前级放大器输入电阻Rin；所述的前级放大器A2的反相输入端与i+之间串联所述的一个前级放大器输入电阻Rin；所述的前级放大器A1的反相输入端与i-之间串联所述的一个前级放大器输入电阻Rin；所述的前级放大器A2的同相输入端与i-之间串联所述的一个前级放大器输入电阻Rin；

所述的前级放大器A1的同相输入端与信号参考地之间串联所述的一个前级放大器反馈电阻Rf；所述的前级放大器A2的同相输入端与信号参考地之间串联所述的一个前级放大器反馈电阻Rf；

所述的前级放大器A1的反相输入端与所述的前级放大器A1的输出端V+之间串联所述的一个前级放大器反馈电阻Rf；所述的前级放大器A2的反相输入端与所述的前级放大器A2的输出端V-之间串联所述的一个前级放大器反馈电阻Rf；

所述的前级放大器A1的输出端V+与所述的后级放大器F的同相输入端之间串联所述的后级放大器输入电阻Ro；所述的前级放大器A2的输出端V-与所述的后级放大器F的反相输入端之间串联所述的后级放大器输入电阻Ro；

所述的后级放大器F的同相输入端与信号参考地之间串联所述的一个后级放大器反馈电阻Rg；所述的后级放大器F的反相输入端与后级放大器F的输出端Vout之间串联所述的一个后级放大器反馈电阻Rg。

上述的电流互感器L1和上述的电流互感器L2均为穿心互感器或钳形开口互感器，由相同参数的磁芯材料和相同参数的线圈按照相同工艺制成；在穿过同样的初级电流Ix时，上述的电流互感器L1和上述的电流互感器L2均产生相同的次级电流Ix/N，N为电流互感器线圈匝数。

上述的前级放大器A1和上述的前级放大器A2是在同一集成芯片上的两个参数相等的运算放大器；V+=K₁*Ix/N，V-=-K₁*Ix/N，K₁=Rf。

上述的后级放大器F输出Vout=K₂*(V+—V-),K₂=Rg/Ro，

Vout=Rf*Rg*Ix/(Ro*N)。