[实用新型]一种基于移相电流的电涌保护器阻性电流提取装置

说明书

本实用新型公开了一种基于移相电流的电涌保护器阻性电流提取装置，包括：低通滤波器、频率检测器、相位检测器、移相器、加法器、峰值时刻检测器、信号生成器和减法器。本实用新型可以在系统没有电压传感器的情况下，仅靠测量总泄漏电流得到阻性电流，避免了人为测量高电压的风险；不再延迟固定周期，而是通过低通滤波器和相位检测器对总泄漏电流进行预处理得到相位角θ，根据相位角θ来确定移相的角度2θ，充分考虑到了移相后容性电流分量对阻性电流峰值的影响，提高阻性电流的提取精度；同时在提取装置中省去了模数转换模块以及过零检测器，使用相位检测器和移相器对低通滤波后的电流进行处理，使得系统更加简便。

技术领域

本发明涉及电气设备测试技术领域，尤其是一种基于移相电流的电涌保护器阻性电流提取装置。

背景技术

电涌保护器广泛应用于电力系统和通信系统的雷电过电压和操作过电压防护。由于长期受工作电压、瞬时雷电冲击、过电压和环境温湿度的影响，电涌保护器的核心ZnO压敏电阻的电气参数会发生老化，偏离起始性能指标。不但不具有保护作用，还影响电力和通信系统设备的正常运行，若不及时更换，被保护系统的安全运行将受到严重威胁。实时监控电涌保护器的性能状态对电力和通信系统的安全稳定运行具有重要意义，一般通过漏电流测试仪检测电涌保护器的漏电流大小来判断其老化程度，但由于“拐点效应”即漏电流显著变化时却已严重老化，常常造成更换滞后。研究表明泄漏电流中的阻性分量大小更能准确及时反映电涌保护器的老化状态。从漏电流中准确提取阻性分量是电涌保护器在线监测和老化预警的关键。经典的容性电流补偿法除测量泄漏电流外还需要测量电网电压，而电网电压谐波分量会影响阻性电流的提取。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于移相电流的电涌保护器阻性电流提取装置，能够减少阻性电流的提取误差，提高电涌保护器在线监测的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于移相电流的电涌保护器阻性电流提取装置，包括：低通滤波器、频率检测器、相位检测器、移相器、加法器、峰值时刻检测器、信号生成器和减法器；总泄漏电流信号与低通滤波器、加法器以及减法器的输入端相连，低通滤波器对总泄漏电流信号进行滤波，保留总泄漏电流基波成分；频率检测器、相位检测器依次相连，分别检测低通滤波后电流信号的频率w和相位角θ；相位检测器的输出端与移相器的输入端相连，经移相器移相2θ后得到移相电流信号；移相电流信号与原总泄漏电流信号进入加法器的输入端得到叠加电流；叠加电流信号与峰值时刻检测器相连，检测到峰值时刻后进入信号生成器；信号生成器根据频率、峰值时刻以及峰值生成容性电流信号；容性电流信号与原总泄漏电流信号通过减法器得到阻性电流。

优选的，低通滤波器具体为：第一电阻R01、第二电阻R02、第三电阻R03、第四电阻R04、第一电容C01、第二电容C02、第三电容C03和运放U3；第一电容C01、第一电阻R01和第二电阻R02依次相连接入运放U3的正相输入端；第四电阻R04的一端连接运放U3的反相输入端，另一端直接接地；第三电容C03的一端连接在第二电阻R02和运放U3的正相输入端之间，另一端直接接地；第二电容C02的一端连接在第一电阻R01和第二电阻R02之间，另一端连接在运放U3的输出端和滤波器输出端之间；第三电阻R03的一端连接在运放U3的输出端和滤波器输出端之间，另一端连接运放U3的反相输入端。

优选的，频率检测器具体为：比较器U1、第十一电阻R11、第十一电容C11和第十二电容C12；比较器U1的3管脚接第十一电阻R11后接地；比较器U1的4管脚直接接地；第十二电阻R12的一端连接比较器U1的3管脚，另一端连接比较器U1的6管脚；比较器U1的8管脚直接接地；比较器U1的7管脚连接第十一电容C11后接地，第十二电容C12并联在第十一电容C11两端。

优选的，运放U3选用LM318D，比较器U1选用TLV3501。