[实用新型]一种用于测量避雷器泄漏电流三次谐波的带通滤波电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及避雷器泄漏电流测量领域，具体地，涉及一种用于测量避雷器泄漏电流三次谐波的带通滤波电路。

背景技术

零序电流法是避雷器在线监测的主要方法之一。该方法以金属氧化物避雷器的阻性电流中基波分量和三次谐波分量在大小上存在比例关系为依据，通过测量三相总三次谐波分量的大小可以换算成阻性电流的大小。当系统正常运行时，不计系统电压谐波分量，通过互感器引出的三相电流中的基波分量可以互相抵消，而三次谐波零序电流由于方向相同，互感器引出的三相电流中零序电流叠加。如果三相金属氧化物避雷器中有出现问题，则三相电流的不平衡将导致I0偏大CT测得的值就会偏高，从而能够发现故障。

传统三次谐波法只需要测量金属氧化物避雷器的全泄漏电流，不需要参考电压，操作方便，在避雷器在线监测领域得到了广泛的应用。目前该方法面临的主要问题是测量精度问题，由于避雷器泄漏电流中的各次谐波分量对三次谐波的测量引入了干扰，因此，对三次谐波的准确测量成为制约该方法可靠性的主要因素。

综上所述，本申请实用新型人在实现本申请实用新型技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的三次谐波法存在测量精度较低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于测量避雷器泄漏电流三次谐波的带通滤波电路，解决了现有的三次谐波法存在测量精度较低的技术问题，利用本申请中的带通滤波电路，通过对被测信号进行处理，抑制非选通频段的谐波信号，同时以此过滤电路中的信号噪声和系统的电磁干扰，可靠地测量得到泄漏电流中的三次谐波分量。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种用于测量避雷器泄漏电流三次谐波的带通滤波电路，所述带通滤波电路包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器、电容C1、电容C2，其中，电阻R1第一端与电路输入端连接，电阻R1第二端与电容C1的正极、电容C2的正极、电阻R3的第一端均连接，电阻R3的第二端接地，电容C2的负极与电路输出端连接，电阻R2的第一端与电容C2 的负极连接，电阻R2的第二端、电容C1的负极均与运算放大器的负输入端连接，电阻R3的第二端与运算放大器的正输入端连接，运算放大器的输出端与电路输出端连接。

进一步的，所述带通滤波电路具体为六阶多重负反馈带通滤波电路，六阶多重负反馈带通滤波电路通过3个带通滤波电路依次串联组成。

进一步的，六阶多重负反馈带通滤波电路包括3个子带通滤波电路：第一子带通滤波电路、第二子带通滤波电路、第三子带通滤波电路，子带通滤波电路为所述的带通滤波电路，第一子带通滤波电路的输出端与第二子带通滤波电路的输入端连接，第二子带通滤波电路的输出端与第三子带通滤波电路的输入端连接。

下面对本申请技术方案进行详细介绍和说明：

1、三次谐波滤波方法概述

理想的带通滤波器在带通范围内平坦，信号无衰减全部通过，而带宽范围外的信号全部被衰减，如图1所示。实际使用中带通滤波器的幅频特性不如图1理想，通带频率外的信号衰减速度和滤波器的阶数N有关，阶数越高幅频特性越理想，实际带通滤波的幅频特性如图 2所示。

其中ω₀为带通滤波器中心频率，ω₁和ω₂分别为通带截止频率对应衰减一般为3dB，ω_sh和ω_sl为阻带截止频率对应衰减用Asb表示。

根据三次谐波分量滤波要求，本发明选用多重负反馈滤波电路建立滤波方案。多重负反馈滤波是一种窄带通滤波方法，其增益可控且阻带范围内信号衰减迅速，图3为二阶多重负反馈带通滤波电路的模型，其中R2和C2构成两路负反馈。

根据图3模型可得：

V_OUT＝-SC₂R₂V₁ (1)

根据KCL定律，将流进流出V₁节点的电流相加：

将式(1)代入式(2)中可得V_IN和V_OUT的传递函数：

二阶带通滤波器的标准传递函数如式(4)所示：

对比式(3)和(4)可得出