CN111812396A - 过电压计数电路及避雷器系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种过电压计数电路及避雷器系统，所述过电压计数电路包括第一导体组件、桥式整流器、电容组件和电磁计数器。所述桥式整流器设置于避雷器与所述电容组件和所述电磁计数器之间，所述桥式整流器具有单向导通的特性，可以有效避免所述电容组件上因积累电荷所形成的逆电流或者其他原因形成的逆电流倒流至所述避雷器，从而影响所述避雷器的工作性能，甚至烧毁所述避雷器。本申请实施例所述过电压计数电路通过设置所述桥式整流器解决了目前所述避雷器的工作稳定性差的技术问题，达到了提高所述避雷器的工作稳定性的技术效果。

Description

过电压计数电路及避雷器系统

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种过电压计数电路及避雷器系统。

背景技术

过电压是指工频下交流电压均方根值超过额定电压值的10％，并且持续时间大于一分钟的长时间电压变动现象。为了避免过电压对用电器的影响，一般采用过电压保护器或者避雷器对用电器进行保护或者对所产生的过电压进行处理。过电压保护器通常设置于两个用电器之间，对所产生的过电压进行分断保护，而避雷器是用于对产生的过电压进行短路泄放，从而保护用电器，两者原理本质不同。

避雷器用于对产生的过电压进行短路泄放，在使用过程中，通常结合电容器和电磁计数器相配合对避雷器的动作次数进行记录，以便后续对所产生的过电压进行分析和处理。但在实际使用中，一旦有过电压产生，电容器上便会负载有大量的电荷，大量的电荷积累容易产生逆电流，倒流回至前端电路，从而影响目前过电压计数电路的工作稳定性。因此，目前过电压计数电路的工作稳定性差。

发明内容

基于此，有必要针对目前的过电压计数电路的工作稳定性差的问题，提供一种过电压计数电路及避雷器系统。

一种过电压计数电路，包括：

第一导体组件；

桥式整流器，所述桥式整流器的第一输入端与所述第一导体组件的输入端电连接，所述桥式整流器的第二输入端与所述第一导体组件的输出端电连接；

电容组件，所述电容组件的第一端与所述桥式整流器的正极输出端电连接，所述电容组件的第二端与所述桥式整流器的负极输出端电连接；

电磁计数器，所述电磁计数器与所述电容组件并联。

在其中一个实施例中，所述桥式整流器包括：

第一二极管，所述第一二极管的正极与所述电容组件的第二端电连接，所述第一二极管的负极与所述第一导体组件的输入端电连接；

第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第一二极管的正极电连接，所述第二二极管的负极与所述第一导体组件的输出端电连接；

第三二极管，所述第三二极管的正极与所述第一二极管的负极电连接，所述第三二极管的负极与所述电容组件的第一端电连接；

第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第二二极管的负极电连接，所述第四二极管的负极与所述第三二极管的负极电连接。

在其中一个实施例中，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管均为稳压二极管。

在其中一个实施例中，还包括：

电阻器，串联于所述电容组件的第一端与所述电磁计数器之间。

在其中一个实施例中，还包括：

电流检测器，串联于所述电容组件的第二端与所述电磁计数器之间。

在其中一个实施例中，还包括：

二极管组件，所述二极管组件的正极与所述电容组件的第二端电连接，所述二极管组件的负极与所述电磁计数器电连接。

一种避雷器系统，包括：

如上述的过电压计数电路；

避雷器本体，与所述第一导体组件的输入端电连接。

在其中一个实施例中，还包括：

第二导体组件，所述第二导体组件的输入端与所述第一导体组件的输出端电连接，所述第二导体组件的输出端接地；

过电压监测器，所述过电压监测器的输入端分别与所述第二导体组件的输入端和所述第二导体组件的输出端电连接。

在其中一个实施例中，所述过电压监测器包括：

电压传感器，所述电压传感器的输入端分别与所述第二导体组件的输入端和所述第二导体组件的输出端电连接；

数据采集器，所述数据采集器的输入端与所述电压传感器的输出端电连接；

控制器，与所述数据采集器的输出端信号连接。

在其中一个实施例中，还包括：

报警器，与所述控制器信号连接，用于在所述第二导体组件上的过电压超过预设阈值时报警。

本申请实施例提供了一种过电压计数电路，包括第一导体组件、桥式整流器、电容组件和电磁计数器。所述桥式整流器设置于避雷器与所述电容组件和所述电磁计数器之间，所述桥式整流器具有单向导通的特性，可以有效避免所述电容组件上因积累电荷所形成的逆电流或者其他原因形成的逆电流倒流至所述避雷器，从而影响所述避雷器的工作性能，甚至烧毁所述避雷器。本申请实施例所述过电压计数电路通过设置所述桥式整流器解决了目前所述过电压计数电路的工作稳定性差的技术问题，达到了提高所述过电压计数电路的工作稳定性的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的过电压计数电路示意图；

图2为本申请一个实施例提供的过电压计数电路示意图；

图3为本申请一个实施例提供的桥式整流器电路示意图；

图4为本申请一个实施例提供的过电压计数电路示意图；

图5为本申请一个实施例提供的避雷器结构示意图；

图6为本申请一个实施例提供的避雷器系统结构示意图。

附图标记说明：

10、过电压计数电路；

100、第一导体组件；

200、桥式整流器；

210、第一二极管；

220、第二二极管；

230、第三二极管；

240、第四二极管；

300、电容组件；

400、电磁计数器；

500、电阻器；

600、电流检测器；

700、二极管组件；

20、避雷器系统；

21、避雷器本体；

22、第二导体组件；

23、过电压监测器；

24、电压传感器；

25、数据采集器；

26、控制器；

27、报警器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的一种过电压计数电路及避雷器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1，本申请实施例提供的一种过电压计数电路10可以应用于任何需要对过电压进行计数的电气设备或者电气环境中，例如GIS绝缘开关、避雷器系统20等。以下实施例以所述过电压计数电路10应用于避雷器为例，进行具体说明。

请参见图2，本申请一个实施例提供了一种过电压计数电路10，包括：第一导体组件100、桥式整流器200、电容组件300和电磁计数器400。

所述第一导体组件100用于将所述避雷器20上的残压引导至所述电容组件300。所述第一导体组件100可以由任意导电材料制成，例如金、银、铜等导电材料。所述第一导体组件100也可以为氧化锌压敏电阻片，可以与所述避雷器20的氧化锌压敏电阻片材料、形状等保持一致，以提高所述第一导体组件100和所述避雷器20上过电压的非线性曲线的一致性，利于后续工作人员对于所述过电压的分析。同时，氧化锌压敏电阻片不含电容电感元件，不会发生电磁振荡，可以真实完整的反应所述第一导体组件100对于所述过电压的频率响应，以提高所述第一导体组件100的工作稳定性。

所述桥式整流器200的第一输入端与所述第一导体组件100的输入端电连接，所述桥式整流器200的第二输入端与所述第一导体组件100的输出端电连接。所述桥式整流器200可以将所述第一导体组件100上的交流电转换为直流电，以供后续电子器件直接使用。所述桥式整流器200在所述电容组件300充满电后，可以有效保证所述电容组件300上的电压不会随着输入电压的变化而变化，从而使得所述电容组件300上的电压一直处于一个峰值，从而保证所述过电压计数电路的工作稳定性。同时，所述桥式整流器200还可以将所述第一导体组件100上的电压单向引导至后续工作元件，从而保护所述第一导体组件100和所述避雷器20，避免所述第一导体组件100和所述避雷器20因逆电流倒流而被破坏等问题的发生。所述桥式整流器200还可以为高频整流器、可控硅整流器、电子整流器或者桥式整流器等均可。本实施例对于所述桥式整流器200不做具体限定，只需要满足可以实现将交流电转换为直流电和防止逆电流倒流至所述第一导体组件100和所述避雷器20的功能即可。

所述电容组件300的第一端与所述桥式整流器200的正极输出端电连接，所述电容组件300的第二端与所述桥式整流器200的负极输出端电连接。所述电容组件300用于储存电荷，所述电容组件300的第一端与所述桥式整流器200的正极输出端电连接，所述桥式整流器200上的残压形成续流，流向所述电容组件300。所述电容组件300可以为一个或多个电容器组成，当所述电容组件300为多个电容器时，所述多个电容器之间可以并联连接，也可以串联连接。本实施例对所述电容组件300不作任何限定，只需要满足可以实现储存电荷的功能即可。

所述电磁计数器400与所述电容组件300并联。所述电磁计数器400中具有电磁计数线圈，所述电容组件300与所述电磁计数器400中的电磁计数线圈并联。所述电磁计数器400是指通过电磁铁励磁、消磁，从而使数字轮动作而进行计数的计数器。在本实施例中，所述电磁计数器400与所述电容组件300相匹配使用，利用所述电容组件300上积累的电荷驱动所述电磁计数器400中的电磁计数线圈振荡，从而使得所述电磁计数器400中的数字轮动作，以实现对所述避雷器20动作次数的记录。本实施例对于所述电磁计数器400不作具体限定，只需要满足可以通过所述电容组件300实现对于所述避雷器20动作次数记录的功能即可。在一个具体的实施例中，所述电磁计数器400还可以为累计计数器或者预置计数器等，也可以实现所述电磁计数器400的功能。

本申请实施例提供的所述过电压计数电路10的工作原理如下：

当产生过电压时，所述避雷器20对所述过电压进行泄放，所述避雷器20上残压所产生的续电流通过所述第一导体组件100流入所述桥式整流器200。所述桥式整流器200对所述续电流进行整合处理，将所述续电流转化为直流电。所述电容组件300与所述桥式整流器200并联，在所述桥式整流器200直流电的作用下，所述电容组件300上积累大量的电荷。所述电磁计数器400与所述电容组件300相配合，对经所述桥式整流器200处理后的所述第一导体组件100上的残压进行响应，从而实现对所述避雷器20动作次数的记录。

本实施例提供了一种过电压计数电路10，包括第一导体组件100、桥式整流器200、电容组件300和电磁计数器400。所述桥式整流器200设置于避雷器20与所述电容组件300和所述电磁计数器400之间，所述桥式整流器200具有单向导通的特性，可以有效避免所述电容组件300上因积累电荷所形成的逆电流或者其他原因形成的逆电流倒流至所述避雷器20，从而影响所述避雷器20的工作性能，甚至烧毁所述避雷器20。本实施例所述过电压计数电路10通过设置所述桥式整流器200解决了目前所述过电压计数电路的工作稳定性差的技术问题，达到了提高所述过电压计数电路工作稳定性的技术效果。

请参见图3，本申请一个实施例提供了一种过电压计数电路10，所述桥式整流器200包括：第一二极管210、第二二极管220、第三二极管230和第四二极管240。

所述第一二极管210的正极与所述电容组件300的第二端电连接，所述第一二极管210的负极与所述第一导体组件100的输入端电连接。所述第二二极管220的正极与所述第一二极管210的正极电连接，所述第二二极管220的负极与所述第一导体组件100的输出端电连接。所述第一二极管210的正极和所述第二二极管220的正极电连接，形成负极性全波整流电路，作为所述桥式整流器200的负极输出，与所述电容组件300的第二端电连接。

所述第三二极管230的正极与所述第一二极管210的负极电连接，所述第三二极管230的负极与所述电容组件300的第一端电连接。所述第四二极管240的正极与所述第二二极管220的负极电连接，所述第四二极管240的负极与所述第三二极管230的负极电连接。所述第四二极管240的负极与所述第三二极管230的负极电连接，形成正极性全波整流电路，作为所述桥式整流器200的正极输出，与所述电容组件300的第一端电连接。

在一个具体的实施例中，所述第一二极管210、所述第二二极管220、所述第三二极管230和所述第四二极管240可以均为稳压二极管。当两个稳压二极管反向串联时，可以通过分流作用而对电路起到保护作用，也就是说当所述第一导体组件100上有过电压产生时，所述稳压二极管首先被击穿，从而保护其他电子元器件不被破坏。

请参见图4，在一个实施例中，所述过电压计数电路10，还包括：电阻器500、电流检测器600和二极管组件700。

所述电阻器500串联于所述电容组件300的第一端与所述电磁计数器400之间，用于限定所述过电压计数电路10中通过的电流大小。所述电阻器500可以为普通电阻器500，也可以为可调电阻器500，方便工作人员根据实际情况对所述电阻器500的电阻值进行实时调整。本实施例对于所述电阻器500的类型、电阻值等均不作任何限定，只需要满足可以实现对于所述过电压计数电路10限流的功能即可。

所述电流检测器600串联于所述电容组件300的第二端与所述电磁计数器400之间，用于检测所述电容组件300与所述电磁计数器400之间通过电流的大小，工作人员可以通过所述电流的大小判断所述避雷器20是否需要更换。即当所述电流过大或者超过预设阈值时，工作人员即可通过所述电流值判断出所述避雷器20性能变差或者已被破坏，需要及时更换。同理，当所述电流值大小处于所述预设阈值的范围内，则证明所述避雷器20工作正常，无需更换。所述电流检测器600可以为电流表或者其他具体电流检测功能的电子器件，本实施对于所述电流检测器600不作具体限定，只需要满足可以实现对于所述电容组件300与所述电磁计数器400之间通过电流大小的检测功能即可。

所述二极管组件700的正极与所述电容组件300的第二端电连接，所述二极管组件700的负极与所述电磁计数器400电连接，所述二极管组件700与所述电流检测器600并联。所述二极管组件700用于保护所述电流检测器600的量程，例如可以防止所述电流检测器600反接、整流甚至参与测量等，以稳定和提高所述电流检测器600的工作性能。

请参见图5，本申请一个实施例提供了一种避雷器系统20，包括：过电压计数电路10和避雷器本体21。

所述过电压计数电路10的工作原理及有益效果在上述实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

所述避雷器本体21与所述第一导体组件100的输入端电连接。所述避雷器20可以为任意类型避雷器，例如管型避雷器、阀型避雷器或者氧化锌避雷器等。本实施例对于所述避雷器本体21不作任何限定，只需要满足可以实现对于过电压泄流的功能即可。

请参见图6，在一个实施例中，所述避雷器系统20，还包括：第二导体组件22、过电压监测器23和报警器27。

所述第二导体组件22的输入端与所述第一导体组件100的输出端电连接，所述第二导体组件22的输出端接地。所述第二导体组件22可以与所述第一导体组件100相同，也可以与所述第一导体组件100不同，本实施例对于所述第二导体组件22不作任何限定，只需要可以满足可以实现使得所述第一导体组件100接地的功能即可。

所述过电压监测器23的输入端分别与所述第二导体组件22的输入端和所述第二导体组件22的输出端电连接。所述电压监测器用于监测所述第二导体组件22上的电压。在一个具体的实施例中，所述过电压监测器23可以包括：电压传感器24、数据采集器25和控制器26。

所述电压传感器24的输入端分别与所述第二导体组件22的输入端和所述第二导体组件22的输出端电连接，用于将所述第二导体组件22两端的电压转化为数字信号，以便于后续处理或分析用。所述电压传感器24可以为普通电压传感器24，也可以为霍尔电压传感器，所述霍尔电压传感器可以测量直流电压、交流电压和混合波形的电压，适用范围更广。

所述数据采集器25的输入端与所述电压传感器24的输出端电连接，用于采集所述电压传感器24所转化的数字信号。所述数据采集器25可以根据实际需要实时采集或者周期性采集，采集周期可以根据实际情况具体设定，本实施例不作任何限定。所述数据采集器25可以为任何类型的数据采集器，本实施例不作任何限定，只需要满足可以实现对于所述数字信号的采集功能即可。

所述控制器26与所述数据采集器25的输出端信号连接，用于储存和处理所述数字信号。所述控制器26可以为掌上电脑、服务器、处理器、处理芯片等均可，本实施例不作具体限定，只需要满足可以实现对于所述熟悉信号的储存和处理功能即可。

所述报警器27与所述控制器26信号连接，用于在所述第二导体组件22上的过电压超过预设阈值时报警。所述报警器27可以为声音报警器，光报警器或者多功能报警器，本实施例不作任何限定，只需要可以满足实现在所述第二导体组件22上的过电压超过预设阈值时报警的功能即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种过电压计数电路，其特征在于，包括：

第一导体组件(100)；

桥式整流器(200)，所述桥式整流器(200)的第一输入端与所述第一导体组件(100)的输入端电连接，所述桥式整流器(200)的第二输入端与所述第一导体组件(100)的输出端电连接；

电容组件(300)，所述电容组件(300)的第一端与所述桥式整流器(200)的正极输出端电连接，所述电容组件(300)的第二端与所述桥式整流器(200)的负极输出端电连接；

电磁计数器(400)，所述电磁计数器(400)与所述电容组件(300)并联。

2.根据权利要求1所述的过电压计数电路，其特征在于，所述桥式整流器(200)包括：

第一二极管(210)，所述第一二极管(210)的正极与所述电容组件(300)的第二端电连接，所述第一二极管(210)的负极与所述第一导体组件(100)的输入端电连接；

第二二极管(220)，所述第二二极管(220)的正极与所述第一二极管(210)的正极电连接，所述第二二极管(220)的负极与所述第一导体组件(100)的输出端电连接；

第三二极管(230)，所述第三二极管(230)的正极与所述第一二极管(210)的负极电连接，所述第三二极管(230)的负极与所述电容组件(300)的第一端电连接；

第四二极管(240)，所述第四二极管(240)的正极与所述第二二极管(220)的负极电连接，所述第四二极管(240)的负极与所述第三二极管(230)的负极电连接。

3.根据权利要求2所述的过电压计数电路，其特征在于，所述第一二极管(210)、所述第二二极管(220)、所述第三二极管(230)和所述第四二极管(240)均为稳压二极管。

4.根据权利要求1所述的过电压计数电路，其特征在于，还包括：

电阻器(500)，串联于所述电容组件(300)的第一端与所述电磁计数器(400)之间。

5.根据权利要求1所述的过电压计数电路，其特征在于，还包括：

电流检测器(600)，串联于所述电容组件(300)的第二端与所述电磁计数器(400)之间。

6.根据权利要求5所述的过电压计数电路，其特征在于，还包括：

二极管组件(700)，所述二极管组件(700)的正极与所述电容组件(300)的第二端电连接，所述二极管组件(700)的负极与所述电磁计数器(400)电连接。

7.一种避雷器系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一项所述的过电压计数电路(10)；

避雷器本体(21)，与所述第一导体组件(100)的输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的避雷器系统，其特征在于，还包括：

第二导体组件(22)，所述第二导体组件(22)的输入端与所述第一导体组件(100)的输出端电连接，所述第二导体组件(22)的输出端接地；

过电压监测器(23)，所述过电压监测器(23)的输入端分别与所述第二导体组件(22)的输入端和所述第二导体组件(22)的输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的避雷器系统，其特征在于，所述过电压监测器(23)包括：

电压传感器(24)，所述电压传感器(24)的输入端分别与所述第二导体组件(22)的输入端和所述第二导体组件(22)的输出端电连接；

数据采集器(25)，所述数据采集器(25)的输入端与所述电压传感器(24)的输出端电连接；

控制器(26)，与所述数据采集器(25)的输出端信号连接。

10.根据权利要求9所述的避雷器系统，其特征在于，还包括：

报警器(27)，与所述控制器(26)信号连接，用于在所述第二导体组件(22)上的过电压超过预设阈值时报警。

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