[实用新型]低压电源电涌保护器阻性电流监测装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种低压电源电涌保护器阻性电流监测装置，属于电子、电气设备监测领域。

背景技术：

电涌保护器(SPD)的主要功能是限制因雷击引起的感应过电压，使之降低到被保护设备的耐受电压以下。然而SPD的核心部件ZnO压敏电阻在工作过程中，由于浪涌电流冲击，自身受潮以及各类过电压的作用，不可避免地存在老化劣化，这将引起电涌保护器阻性电流的不断增大，从而导致电涌保护器温度上升，有可能会导致自身起火燃烧，导致严重的后果。因此，对电涌保护器的阻性电流进行在线监测具有重要的安全意义。

目前对低压电源电涌保护器阻性电流的在线监测大多是通过补偿法和三次谐波法来实现，例如专利一种金属氧化物避雷器阻性电流提取方法(申请号：201010288860.1)将电压信号进行快速傅立叶变换获得各次谐波幅值和相位,根据电容上电压信号和电流信号的相位关系以及获得的电压各次谐波幅值和相位获得与避雷器容性电流波形相同但幅值成比例的容性电流信号，再根据避雷器阻性电流与容性电流正交的原理获得避雷器的阻性电流。而专利氧化锌避雷器在线监测装置(申请号：201320119648.1)通过监测氧化锌压敏电阻的漏电流，从而计算出三次谐波数值作为阻性电流的代表参数，实现对压敏电阻性能的评估。然而上述两种方法都存在各自的缺点，补偿法必须在离线状态下测量电涌保护器的阻性电流，且必须在特定的电压下测量，这同电涌保护器实际的工作条件有较大的区别，这将导致测量不准确。而三次谐波法在特定的电流幅值范围内呈现非线性效应，此外由于供电电压存在频率波动，会导致测量存在较大的误差。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种低压电源电涌保护器阻性电流监测装置，该低压电源电涌保护器阻性电流监测装置可以更为安全和精确地提取电涌保护器运行过程中的阻性电流，该装置可应用于低压电源电涌保护器的在线监测。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

该装置包括依次连接的漏电流监测模块、差分放大模块、低通滤波模块、A/D转换模块和终端处理模块；

漏电流监测模块：包括外积分罗氏线圈和外积分电阻R1；

差分放大模块：包括运算放大器IC1及电阻R2～R5；

低通滤波模块：包括相互串联的电容C1和电阻R6；

漏电流监测模块通过外积分罗氏线圈探测电涌保护器的漏电流，通过外积分电阻R1，将电流信号转化成电压信号，该电压信号经过差分放大模块进行信号放大，通过低通滤波器去除高频的干扰信号，之后经过A/D转换模块，将采集到的模拟信号转换为数字信号，送入终端处理模块。

作为本实用新型的一种改进，外积分电阻R1串接在外积分罗氏线圈的两个抽头之间，电阻R2串接在外积分电阻R1的一端同运算放大器IC1的负输入端之间，电阻R3串接在外积分电阻R1的另一端同运算放大器IC1的正输入端之间，电阻R4串接在运算放大器IC1的负输入端和输出端之间；电阻R5的一端连接运算放大器IC1的正输入端，另一端接地；电容C1一端接电阻R6和A/D转化模块的公共端，另一端接地；A/D转换模块的输出端连接终端处理模块。

本实用新型的进一步设计在于，A/D转换模块的芯片为ADC0804的8位高速A/D转化芯片，该芯片的6脚和7脚分别与差分放大模块VIN(+)和VIN(-)连接，且在VIN(+)与6脚之间还串联一电阻R7，VIN(-)同时接地。

本实用新型的进一步设计在于，外积分罗氏线圈的骨架为圆环形。

外积分罗氏线圈骨架采用圆环形结构便于安装。

本实用新型的进一步设计在于，外积分罗氏线圈的内径a＝300mm，外半径b＝360mm，绕线的线径为1mm，匝数为2000匝。

采用此结构的实用新型，电流采集速度响应快、灵敏度高、频带宽、检测电流范围大。

本实用新型的进一步设计在于，运算放大器IC1为LM358的高增益双运算放大器。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

1、本实用新型可以直接确定低压电源电涌保护器的阻性电流，不需要提取电涌保护器正常运行时的工作电压，从而可以更为安全，精确地获取阻性电流，从而诊断电涌保护器的运行状态。

2、本实用新型具有电流采集速度响应快、灵敏度高、频带宽、检测电流范围大、线路安装方便等优点。

3、本实用新型能够有效放大外积分罗氏线圈采集的微弱漏电流，有效抑制共模干扰，具有高抗干扰能力的优点。

附图说明:

图1是本实用新型的原理结构框图；