高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置，該保護裝置由精密變壓器保護機構和采集板卡保護機構組成；精密變壓器保護機構包括：高壓信號輸入端子、3W51K消耗電阻、1.5KE250雙向瞬態電壓抑制器TVS、高壓信號輸出端子、精密變壓器，它們依次與冶煉電弧爐電極處相連接；采集板卡保護機構包括：低壓信號輸入端子、1W51K消耗電阻、SMBJ12CA雙向瞬態電壓抑制器TVS、低壓信號輸出端子、NI采集板卡，它們依次與電壓互感器相連接。本實用新型保護裝置能將電弧爐冶煉系統的高、低壓變送信號鉗制在一定的電壓范圍內，對監控系統中的下游設備實施更可靠的保護，有效地保證了監測系統的安全運行。
【專利說明】高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于工業自動化控制領域，特別涉及一種高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置。
【背景技術】
[0002]過電壓保護裝置是工業自動化的重要組成部分，同時，高能耗冶煉行業絕大部分都是人工操作控制的，未實現自動控制方式，但是要實現自動控制，監測系統是必需的。對于電弧爐冶煉系統，由于冶煉工藝的要求，高壓變壓器需要不斷的啟停，這樣，電壓互感器二次側和電弧爐電極處就會瞬時過電壓，對監測系統的下游設備進行損壞。而現有的瞬時過電壓保護裝置并不太適用于高能耗監測系統。所以，面臨的一個問題就是監測系統在過電壓情況下下游設備的安全性無法保證。在高能耗冶煉行業能耗監測系統中，需要一種瞬時過電壓保護裝置，保證其運行的安全可靠性。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置，能夠防止系統的下游設備損壞，保證該監測系統的安全可靠性。
[0004]一種高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置，該保護裝置由精密變壓器保護機構和采集板卡保護機構組成；精密變壓器保護機構包括:高壓信號輸入端子、3W51K消耗電阻、1.5KE250雙向瞬態電壓抑制器TVS、高壓信號輸出端子、精密變壓器，它們依次與冶煉電弧爐電極處相連接；采集板卡保護機構包括:低壓信號輸入端子、1W51K消耗電阻、SMBJ12CA雙向瞬態電壓抑制器TVS、低壓信號輸出端子、NI采集板卡，它們依次與電壓互感器相連接；
[0005]本系統裝配在交流電壓信號線路上，當雙向瞬態電壓抑制器TVS的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，它立即進入反向截止狀態，能以10的負12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，而瞬時高能量主要降落在消耗電阻上，這樣能快速吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓鉗位于一個預定值，可保護下游設備免受各種浪涌脈沖沖擊。
[0006]本發明保護裝置具有以下優點:
[0007]1.高/低壓信號輸入/輸出端子采用螺旋式的接線端子，絕緣等級高、耐用、體積小、接線方便；
[0008]2.消耗電阻采用1W/3W51K_1%金屬膜電阻，能夠快速地將瞬時電壓消耗掉；
[0009]3.采用1.5KE250、SMBJ12CA雙向瞬態電壓抑制器TVS，具有自恢復功能，工作于反向截止狀態，對交流信號進行瞬時過電壓抑制，不影響系統的任何功能；
[0010]4.雙向瞬態電壓抑制器TVS配合消耗電阻，更加可靠有效地保護了下游設備；
[0011]5.雙向瞬態電壓抑制器TVS體積小、功率大、響應快、無噪聲和價格低；
[0012]6.該系統成本低、簡單實用、體積小、使用方便，只需串接在交流信號中即可。【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型保護裝置中精密變壓器保護機構的結構框圖；
[0014]圖2為本實用新型保護裝置中采集板卡保護機構的結構框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0016]如圖1、圖2所示，高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置，該保護裝置由精密變壓器保護機構和采集板卡保護機構組成。精密變壓器保護機構包括:高壓信號輸入端子、3W51K消耗電阻、1.5KE250雙向瞬態電壓抑制器TVS、高壓信號輸出端子、精密變壓器，它們依次與冶煉電弧爐電極處相連接。采集板卡保護機構包括:壓信號輸入端子、1W51K消耗電阻、SMBJ12CA雙向瞬態電壓抑制器TVS、低壓信號輸出端子、NI采集板卡，它們依次與電壓互感器相連接。
[0017]在實際使用中，按照圖1、圖2制作成印刷電路板(PCB板)。本實用新型保護裝置的工作原理為:本系統裝配在交流電壓信號線路上，當雙向瞬態電壓抑制器TVS的兩極受至IJ反向瞬態高能量沖擊(瞬時過電壓)時，它立即進入反向截止狀態，能以10的負12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，而瞬時高能量主要降落在消耗電阻上，這樣能快速吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓鉗位于一個預定值，有效地保護下游設備，免受各種浪涌脈沖(瞬時過電壓)的損壞。在高能耗監測系統中，通過TVS的最大反向脈沖峰值電流和過電壓倍數，計算得出消耗電阻的阻值不得小于50K，選用51K ;電阻的功率不得小于3W (高壓)和IW (低壓)。當高壓信號過電壓時，1.5KE250雙向瞬態電壓抑制器TVS將信號電壓鉗位在最大鉗位電壓360V (幅值)，有效地保護250/5V (有效值)精密變壓器；當低壓信號過電壓時，SMBJ12CA雙向瞬態電壓抑制器TVS將信號電壓鉗位在最大鉗位電壓14.7V，有效地保護耐壓等級為±30V，輸入為±10V的NI采集板卡。
[0018]本實用新型瞬時過電壓保護裝置采用了瞬態電壓抑制器TVS配合消耗電阻，解決了高能耗監測系統運行的安全可靠性。
【權利要求】
1.一種高能耗監測系統的瞬時過電壓保護裝置，其特征在于:所述保護裝置由精密變壓器保護機構和采集板卡保護機構組成； 所述精密變壓器保護機構包括:高壓信號輸入端子、3W51K消耗電阻、1.5KE250雙向瞬態電壓抑制器TVS、高壓信號輸出端子、精密變壓器，它們依次與冶煉電弧爐電極處相連接； 所述采集板卡保護機構包括:低壓信號輸入端子、1W51K消耗電阻、SMBJ12CA雙向瞬態電壓抑制器TVS、低壓信號輸出端子、NI采集板卡，它們依次與電壓互感器相連接； 本系統裝配在交流電壓信號線路上，當雙向瞬態電壓抑制器TVS的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，它立即進入反向截止狀態，能以10的負12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，而瞬時高能量主要降落在消耗電阻上，這樣能快速吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓鉗位于一個預定值，可保護下游設備免受各種浪涌脈沖沖擊。
【文檔編號】H02H9/04GK203553925SQ201320698668
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】何夢林, 史澤東, 李澤滔, 方奇, 祝榮強, 李澤興 申請人:遵義匯峰智能系統有限責任公司