一種模擬量輸入端口的防護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統繼電保護技術領域，特別是涉及一種模擬量輸入端口的防護電路。
【背景技術】
[0002]目前，電力系統繼電保護領域，在保護裝置的多個模擬量輸入端口并聯的情況下，需要滿足下列主要試驗要求:(I)快速瞬變干擾試驗(GB17626.4、1998)，IV級；(2)浪涌抗擾度試驗(GB17626.5、1999)，IV 級；
[0003]上述試驗中，⑴的干擾信號屬于高頻、低能量干擾信號；而(2)的干擾信號屬于低頻、高能量的干擾信號。一般的模擬量輸入端口防護電路設計，在端口處分別對地并接兩個Y安規電容。這兩個安規電容對于實驗(I)和(2)的干擾信號都有泄放功能，從而可通過測試。
[0004]從電力系統繼電保護的安全考慮，要求模擬量輸入端口對大地能承受頻率為50Hz或60Hz、幅度為0.5kV(額定絕緣電壓< 63V)、歷時Imin的工頻耐壓試驗。試驗期間，不應出現絕緣擊穿和閃絡現象。然而，多路模擬量輸入端口并聯在一起時，由于安規電容有較大的漏電流，并聯通道數越多，漏電流越大，并且隨著電壓升高，漏電流也逐漸增大，最終無法滿足絕緣強度的要求。
[0005]可見，目前使用的模擬量輸入端口防護電路設計，盡管可以滿足(I)和(2)的試驗要求，兩路及以上并聯時，卻無法通過絕緣介質強度測試中的工頻耐壓試驗。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術中當多路模擬量輸入端口并聯在一起時，為了滿足快速瞬干擾試驗、浪涌抗擾度試驗而添加的防護器件并聯，致使漏電流增大，并且隨著電壓升高，漏電流逐漸增大，無法滿足絕緣介質強度要求，不能通過絕緣介質強度檢測的問題，本發明提供了一種可使裝置在多路并聯情況下仍可通過絕緣介質強度測試中的工頻耐壓試驗的模擬量輸入端口的防護電路。
[0007]為了解決上述問題，本發明所采取的技術方案是:
[0008]—種模擬量輸入端口的防護電路，包括一級防護電路、二級防護電路和磁珠LI和磁珠L2，其特征在于:所述一級防護電路包括第一氣體放電管GDT1、第二氣體放電管GDT2和一個壓敏電阻RV，所述二級防護電路包括瞬變二極管TVS，所述第一氣體放電管⑶Tl 一端接地，第一氣體放電管⑶Tl另一端與直流信號源正極端相連，所述第二氣體放電管⑶T2一端接地，第二氣體放電管GDT2另一端與直流信號源負極端相連，所述直流信號源正極端通過磁珠LI與瞬變二極管TVS —端相連接，所述直流信號源負極端通過磁珠L2與瞬變二極管TVS另一端相連接，所述直流信號源正極端與直流信號源負極端之間并聯有壓敏電阻RV0
[0009]前述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述直流信號源正極端與直流信號源負極端接入O?5V電壓或4?20mA電流。
[0010]前述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:當直流信號源正極端與直流信號源負極端接入4?20mA電流時，在瞬變二極管TVS兩端并聯有電阻R。
[0011]前述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述氣體放電管采用2RH2000L-8氣體放電管，所述氣體放電管的直流擊穿電壓采用2KV。
[0012]前述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述壓敏電阻RV采用7D47IK壓敏電阻，所述壓敏電阻的壓敏電壓選擇為470V。
[0013]前述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述磁珠采用RH359008磁珠。
[0014]前述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述瞬變二極管TVS采用SMBJ15CA瞬變二極管。
[0015]本發明所達到的有益效果:在電力系統繼電保護裝置中，本發明采用氣體放電管替代原有安規電容，可對多路模擬量輸入端口進行有效的EMC防護，利用漏電流小的特性可使多路并聯的模擬量輸入端口在通過快速瞬變干擾試驗和浪涌抗擾度試驗的同時仍然滿足絕緣介質強度的要求。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明模擬量輸入端口的防護電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0018]如圖1所示，一種模擬量輸入端口的防護電路，包括一級防護電路、二級防護電路和磁珠LI和磁珠L2，其特征在于:所述一級防護電路包括第一氣體放電管⑶Tl、第二氣體放電管GDT2和一個壓敏電阻RV，所述二級防護電路包括瞬變二極管TVS，所述第一氣體放電管⑶Tl 一端接地，第一氣體放電管⑶Tl另一端與直流信號源正極端相連，所述第二氣體放電管⑶T2 —端接地，第二氣體放電管⑶T2另一端與直流信號源負極端相連，所述直流信號源正極端通過磁珠LI與瞬變二極管TVS —端相連接，所述直流信號源負極端通過磁珠L2與瞬變二極管TVS另一端相連接，所述直流信號源正極端與直流信號源負極端之間并聯有壓敏電阻RV。
[0019]本發明直流信號源正極端與直流信號源負極端接入O?5V電壓或4?20mA電流。當直流信號源正極端與直流信號源負極端接入4?20mA電流時，在瞬變二極管TVS兩端并聯有電阻R。當直流信號源正極端與直流信號源負極端接入O?5V電壓時，該電阻R不焊。
[0020]所述氣體放電管采用2RH2000L-8氣體放電管，所述氣體放電管的直流擊穿電壓采用2KV。所述壓敏電阻RV采用7D471K壓敏電阻，所述壓敏電阻的壓敏電壓選擇為470V。所述磁珠采用RH359008磁珠。所述瞬變二極管TVS采用SMBJ15CA瞬變二極管。
[0021]本發明模擬量輸入端口的防護電路在進行快速瞬變干擾試驗和浪涌抗擾度試驗時，當干擾信號加到模擬量輸入端口后，二級保護電路首先動作，把干擾信號電壓箝位到低于后端電路正常工作電平，隨著干擾信號的增強，加在級聯磁珠L和瞬變二極管TVS上的電壓逐步升高，通過氣體放電管GDT泄放的暫態電流越來越大，當該電壓高于氣體放電管GDT的動作電壓時，一級保護電路動作，氣體放電管GDT將干擾信號快速地泄放到大地，從而實現對后級電路的保護。
[0022]在絕緣介質強度測試時，該模塊的測試標準是500V/20毫安/I分鐘。500V工頻電壓加在模擬端口上，不至于使氣體放電管GDT動作，甚至5路或多路模擬信號端口疊加起來的漏電流(GDT的漏電流)一般小于10mA。
[0023]本發明介質強度試驗的要求:
[0024]I)、在試驗的標準大氣條件下，設備應能承受頻率為50Hz，歷時Imin的工頻耐壓試驗而無擊穿閃絡及元器件損壞現象。
[0025]2)、試驗電壓為工頻電壓有效值為0.5kV (額定絕緣電壓彡63V)。
[0026]3)、試驗過程中，任一被試回路施加電壓時其余回路等電位互聯接地。
[0027]實際工頻耐壓試驗中，即將所有信號輸入端并聯后對大地施加0.5KV電壓，要求Imin內漏電流小于20mA。
[0028]本發明模擬量輸入端口的防護電路在試驗中，兩個信號輸入端并聯后對大地施加
0.5KV電壓時，漏電流約為luA，遠高于試驗要求。實際測試中，單一裝置中上并聯5個模塊后，仍可通過絕緣介質強度測試。然而安規電容方案單個模塊漏電流約為5?10mA，單一裝置中并聯2個模塊后，即有可能無法通過絕緣介質強度測試。
[0029]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種模擬量輸入端口的防護電路，包括一級防護電路、二級防護電路和磁珠LI和磁珠L2，其特征在于:所述一級防護電路包括第一氣體放電管GDT1、第二氣體放電管GDT2和一個壓敏電阻RV，所述二級防護電路包括瞬變二極管TVS，所述第一氣體放電管⑶Tl 一端接地，第一氣體放電管GDTl另一端與直流信號源正極端相連，所述第二氣體放電管GDT2一端接地，第二氣體放電管GDT2另一端與直流信號源負極端相連，所述直流信號源正極端通過磁珠LI與瞬變二極管TVS —端相連接，所述直流信號源負極端通過磁珠L2與瞬變二極管TVS另一端相連接，所述直流信號源正極端與直流信號源負極端之間并聯有壓敏電阻RV02.根據權利要求1所述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述直流信號源正極端與直流信號源負極端接入O?5V電壓或4?20mA電流。3.根據權利要求2所述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:當直流信號源正極端與直流信號源負極端接入4?20mA電流時，在瞬變二極管TVS兩端并聯有電阻R。4.根據權利要求3所述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述氣體放電管采用2RH2000L-8氣體放電管，所述氣體放電管的直流擊穿電壓采用2KV。5.根據權利要求4所述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述壓敏電阻RV采用7D471K壓敏電阻，所述壓敏電阻的壓敏電壓選擇為470V。6.根據權利要求5所述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述磁珠采用RH359008磁珠。7.根據權利要求6所述的一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于:所述瞬變二極管TVS采用SMBJ15CA瞬變二極管。
【專利摘要】本發明公開了一種模擬量輸入端口的防護電路，其特征在于：所述第一氣體放電管GDT1一端接地，第一氣體放電管GDT1另一端與直流信號源正極端相連，所述第二氣體放電管GDT2一端接地，第二氣體放電管GDT2另一端與直流信號源負極端相連，所述直流信號源正極端通過磁珠L1與瞬變二極管TVS一端相連接，所述直流信號源負極端通過磁珠L2與瞬變二極管TVS另一端相連接，所述直流信號源正極端與直流信號源負極端之間并聯有壓敏電阻RV。本發明采用氣體放電管替代原有安規電容，可對多路模擬量輸入端口進行有效的EMC防護，利用漏電流小的特性可使多路并聯的模擬量輸入端口在通過快速瞬變干擾試驗和浪涌抗擾度試驗的同時仍然滿足絕緣介質強度的要求。
【IPC分類】H02H9/00
【公開號】CN105048428
【申請號】CN201510369632
【發明人】陳磊, 盧家力, 蔡亮亮
【申請人】國電南京自動化股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月29日