[实用新型]消除积分拖尾的采集电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种变电站防雷技术领域的装置，具体是一种受雷击浪涌干扰时能够消除积分拖尾的采集电路。

背景技术

变电站的电磁环境是极其复杂的，基于Rogowski线圈的独立式有源电子式电流互感器包含模拟积分器的采集单元在变电站一次高压环境下运行。在变电站强的电磁环境下，雷电浪涌骚扰会影响属于弱电系统的采集单元的工作，甚至烧毁元器件。

现有的Rogowski线圈电子式互感器通过电子保护端子抑制和吸收骚扰信号，虽然降低了雷电浪涌骚扰对采集单元的影响，在一定程度上实现了输入信号的电磁防护，但是不能解决积分拖尾的问题，而出现积分拖尾，直接影响到互感器输出及后端的计量、测控、保护装置的稳定运行。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种消除积分拖尾的采集电路，在输入信号端口增加两级防雷电浪涌保护电路，从而消除雷电浪涌骚扰导致积分拖尾的现象。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：限流电阻、积分电阻、两个晶闸管浪涌抑制器和运算放大单元，其中：限流电阻、积分电阻和运算放大单元的第一输入端依次串联，运算放大单元的第二输入端接地且输出端反馈连接置第一输入端，第一晶闸管浪涌抑制器的一端分别与限流电阻和积分电阻相连，另一端接地，第二晶闸管浪涌抑制器的一端分别与积分电阻和运算放大单元的第一输入端相连，另一端接地。

所述的反馈连接通过设置于运算放大单元的第一输入端和输出端之间且并联的反馈电阻和电容实现。

所述的限流电阻的输入端接收Rogowski线圈感应过电压。

当雷击发生时，Rogowski线圈感应过电压由采集单元信号输入端口引入，限流电阻与第一晶闸管浪涌抑制器构成的第一级防护限压且将浪涌电流泄放至大地，再经过积分电阻的限流与第二晶闸管浪涌抑制器第二次限压后，到运算放大器的电压被钳制在4V左右，实现对信号输入端口的保护。

本装置输入信号端口的两级防雷电浪涌保护电路可以吸收浪涌电流、钳制感应过电压，实现对信号输入端口保护的同时，且消除了雷电浪涌骚扰导致积分拖尾的现象；占用印制板面积较小且成本低。

附图说明

图1为输入信号端口的两级防护电路图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，本实施例包括：限流电阻R、积分电阻Rs、两个晶闸管浪涌抑制器TSS1、TSS2和运算放大单元Q，其中：限流电阻R、积分电阻Rs和运算放大单元Q的第一输入端依次串联，运算放大单元Q的第二输入端接地且输出端反馈连接置第一输入端，第一晶闸管浪涌抑制器TSS1的一端分别与限流电阻R和积分电阻Rs相连，另一端接地，第二晶闸管浪涌抑制器TSS2的一端分别与积分电阻Rs和运算放大单元Q的第一输入端相连，另一端接地。

所述的反馈连接通过设置于运算放大单元Q的第一输入端和输出端之间且并联的反馈电阻Rf和电容C实现。

所述的限流电阻R的输入端接收Rogowski线圈感应过电压。

所述的限流电阻R与晶闸管浪涌抑制器TSS1构成第一级防护；积分电阻Rs的阻值与晶闸管浪涌抑制器TSS2构成第二级防护。为了降低对电流测量精度影响，限流电阻阻值R小于积分电阻Rs的阻值，优选小于积分电阻Rs的阻值的两个数量级以上，且温漂小于等于50ppm/℃；为了保证互感器在长期运行过程中限流电阻R不因多次雷电浪涌骚扰而损坏或性能降低，限流电阻R的工作电压大于等于250V，额定功率大于等于1W，选择对浪涌骚扰耐受性较强的厚膜材质或绕线型电阻。晶闸管浪涌抑制器TSS的动作电压(Breakdown Voltage)高于运算放大器的最高工作电压或电子式电流互感器额定电压与最大过流倍数的乘积中的较高值；动作保持电压(On-state Voltage)小于等于4V；为了降低对电流测量精度影响，漏电流参数为μA级别；忽略对相位偏移的影响，结电容参数为pF级别；在印制板面积允许的情况下，选择同等规格较大封装的TSS，可以降低TSS短路失效的风险。

所述的两级防雷电浪涌保护电路实现了对信号输入端口的保护，可有效防护IEC61000-4-5 150A(8/20μs)浪涌冲击；感应过电压被钳制在4V左右，不会损坏元器件；吸收抑制了绝大部分的浪涌电流、过电压，消除了雷电浪涌骚扰导致的积分拖尾现象，不会影响互感器后端保护装置的稳定运行。本基于Rogowski线圈的独立式有源电子式电流互感器通过了武高所动模试验与电磁兼容实验检测，满足IEC61000-4-5(GB/T17626.5)浪涌4级抗扰度试验的要求。