CN204794059U - 一种模拟量输入端口的防护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述第一气体放电管GDT1一端接地，第一气体放电管GDT1另一端与直流信号源正极端相连，所述第二气体放电管GDT2一端接地，第二气体放电管GDT2另一端与直流信号源负极端相连，所述直流信号源正极端通过磁珠L1与瞬变二极管TVS一端相连接，所述直流信号源负极端通过磁珠L2与瞬变二极管TVS另一端相连接，所述直流信号源正极端与直流信号源负极端之间并联有压敏电阻RV。本实用新型采用气体放电管替代原有安规电容，可对多路模拟量输入端口进行有效的EMC防护，利用漏电流小的特性可使多路并联的模拟量输入端口在通过快速瞬变干扰试验和浪涌抗扰度试验的同时仍然满足绝缘介质强度的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统继电保护技术领域，特别是涉及一种模拟量输入端口的防护电路。
背景技术
目前，电力系统继电保护领域，在保护装置的多个模拟量输入端口并联的情况下，需要满足下列主要试验要求：(1)快速瞬变干扰试验(GB17626.4、1998)，IV级；(2)浪涌抗扰度试验(GB17626.5、1999)，IV级；
上述试验中，(1)的干扰信号属于高频、低能量干扰信号；而(2)的干扰信号属于低频、高能量的干扰信号。一般的模拟量输入端口防护电路设计，在端口处分别对地并接两个Y安规电容。这两个安规电容对于实验(1)和(2)的干扰信号都有泄放功能，从而可通过测试。
从电力系统继电保护的安全考虑，要求模拟量输入端口对大地能承受频率为50Hz或60Hz、幅度为0.5kV(额定绝缘电压≤63V)、历时1min的工频耐压试验。试验期间，不应出现绝缘击穿和闪络现象。然而，多路模拟量输入端口并联在一起时，由于安规电容有较大的漏电流，并联通道数越多，漏电流越大，并且随着电压升高，漏电流也逐渐增大，最终无法满足绝缘强度的要求。
可见，目前使用的模拟量输入端口防护电路设计，尽管可以满足(1)和(2)的试验要求，两路及以上并联时，却无法通过绝缘介质强度测试中的工频耐压试验。
实用新型内容
为了解决现有技术中当多路模拟量输入端口并联在一起时，为了满足快速瞬干扰试验、浪涌抗扰度试验而添加的防护器件并联，致使漏电流增大，并且随着电压升高，漏电流逐渐增大，无法满足绝缘介质强度要求，不能通过绝缘介质强度检测的问题，本实用新型提供了一种可使装置在多路并联情况下仍可通过绝缘介质强度测试中的工频耐压试验的模拟量输入端口的防护电路。
为了解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种模拟量输入端口的防护电路，包括一级防护电路、二级防护电路和磁珠L1和磁珠L2，其特征在于：所述一级防护电路包括第一气体放电管GDT1、第二气体放电管GDT2和一个压敏电阻RV，所述二级防护电路包括瞬变二极管TVS，所述第一气体放电管GDT1一端接地，第一气体放电管GDT1另一端与直流信号源正极端相连，所述第二气体放电管GDT2一端接地，第二气体放电管GDT2另一端与直流信号源负极端相连，所述直流信号源正极端通过磁珠L1与瞬变二极管TVS一端相连接，所述直流信号源负极端通过磁珠L2与瞬变二极管TVS另一端相连接，所述直流信号源正极端与直流信号源负极端之间并联有压敏电阻RV。
前述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述直流信号源正极端与直流信号源负极端接入0～5V电压或4～20mA电流。
前述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：当直流信号源正极端与直流信号源负极端接入4～20mA电流时，在瞬变二极管TVS两端并联有电阻R。
前述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述气体放电管采用2RH2000L-8气体放电管，所述气体放电管的直流击穿电压采用2kV。
前述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述压敏电阻RV采用7D471K压敏电阻，所述压敏电阻的压敏电压选择为470V。
前述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述磁珠采用RH359008磁珠。
前述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述瞬变二极管TVS采用SMBJ15CA瞬变二极管。
本实用新型所达到的有益效果：在电力系统继电保护装置中，本实用新型采用气体放电管替代原有安规电容，可对多路模拟量输入端口进行有效的EMC防护，利用漏电流小的特性可使多路并联的模拟量输入端口在通过快速瞬变干扰试验和浪涌抗扰度试验的同时仍然满足绝缘介质强度的要求。
附图说明
图1是本实用新型模拟量输入端口的防护电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，一种模拟量输入端口的防护电路，包括一级防护电路、二级防护电路和磁珠L1和磁珠L2，其特征在于：所述一级防护电路包括第一气体放电管GDT1、第二气体放电管GDT2和一个压敏电阻RV，所述二级防护电路包括瞬变二极管TVS，所述第一气体放电管GDT1一端接地，第一气体放电管GDT1另一端与直流信号源正极端相连，所述第二气体放电管GDT2一端接地，第二气体放电管GDT2另一端与直流信号源负极端相连，所述直流信号源正极端通过磁珠L1与瞬变二极管TVS一端相连接，所述直流信号源负极端通过磁珠L2与瞬变二极管TVS另一端相连接，所述直流信号源正极端与直流信号源负极端之间并联有压敏电阻RV。
本实用新型直流信号源正极端与直流信号源负极端接入0～5V电压或4～20mA电流。当直流信号源正极端与直流信号源负极端接入4～20mA电流时，在瞬变二极管TVS两端并联有电阻R。当直流信号源正极端与直流信号源负极端接入0～5V电压时，该电阻R不焊。
所述气体放电管采用2RH2000L-8气体放电管，所述气体放电管的直流击穿电压采用2kV。所述压敏电阻RV采用7D471K压敏电阻，所述压敏电阻的压敏电压选择为470V。所述磁珠采用RH359008磁珠。所述瞬变二极管TVS采用SMBJ15CA瞬变二极管。
本实用新型模拟量输入端口的防护电路在进行快速瞬变干扰试验和浪涌抗扰度试验时，当干扰信号加到模拟量输入端口后,二级保护电路首先动作，把干扰信号电压箝位到低于后端电路正常工作电平，随着干扰信号的增强，加在级联磁珠L和瞬变二极管TVS上的电压逐步升高，通过气体放电管GDT泄放的暂态电流越来越大，当该电压高于气体放电管GDT的动作电压时，一级保护电路动作，气体放电管GDT将干扰信号快速地泄放到大地，从而实现对后级电路的保护。
在绝缘介质强度测试时，该模块的测试标准是500V/20毫安/1分钟。500V工频电压加在模拟端口上，不至于使气体放电管GDT动作，甚至5路或多路模拟信号端口叠加起来的漏电流(GDT的漏电流)一般小于10mA。
本实用新型介质强度试验的要求：
1)、在试验的标准大气条件下，设备应能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象。
2)、试验电压为工频电压有效值为0.5kV(额定绝缘电压≤63V)。
3)、试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
实际工频耐压试验中，即将所有信号输入端并联后对大地施加0.5kV电压，要求1min内漏电流小于20mA。
本实用新型模拟量输入端口的防护电路在试验中，两个信号输入端并联后对大地施加0.5kV电压时，漏电流约为1uA，远高于试验要求。实际测试中，单一装置中上并联5个模块后，仍可通过绝缘介质强度测试。然而安规电容方案单个模块漏电流约为5～10mA，单一装置中并联2个模块后，即有可能无法通过绝缘介质强度测试。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种模拟量输入端口的防护电路，包括一级防护电路、二级防护电路和磁珠L1和磁珠L2，其特征在于：所述一级防护电路包括第一气体放电管GDT1、第二气体放电管GDT2和一个压敏电阻RV，所述二级防护电路包括瞬变二极管TVS，所述第一气体放电管GDT1一端接地，第一气体放电管GDT1另一端与直流信号源正极端相连，所述第二气体放电管GDT2一端接地，第二气体放电管GDT2另一端与直流信号源负极端相连，所述直流信号源正极端通过磁珠L1与瞬变二极管TVS一端相连接，所述直流信号源负极端通过磁珠L2与瞬变二极管TVS另一端相连接，所述直流信号源正极端与直流信号源负极端之间并联有压敏电阻RV。
2.根据权利要求1所述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述直流信号源正极端与直流信号源负极端接入0～5V电压或4～20mA电流。
3.根据权利要求2所述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：当直流信号源正极端与直流信号源负极端接入4～20mA电流时，在瞬变二极管TVS两端并联有电阻R。
4.根据权利要求3所述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述气体放电管采用2RH2000L-8气体放电管，所述气体放电管的直流击穿电压采用2kV。
5.根据权利要求4所述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述压敏电阻RV采用7D471K压敏电阻，所述压敏电阻的压敏电压选择为470V。
6.根据权利要求5所述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述磁珠采用RH359008磁珠。
7.根据权利要求6所述的一种模拟量输入端口的防护电路，其特征在于：所述瞬变二极管TVS采用SMBJ15CA瞬变二极管。
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| CN201520456450.1U CN204794059U (zh) | 2015-06-29 | 2015-06-29 | 一种模拟量输入端口的防护电路 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105048428A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-11-11 | 国电南京自动化股份有限公司 | 一种模拟量输入端口的防护电路 |
| CN106099893A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-09 | 凌云光技术集团有限责任公司 | 触发信号浪涌保护电路 |
| CN111339722A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-26 | 华北电力大学（保定） | 一种气体放电管的PSpice仿真模型及工作模拟方法 |
| CN115166479A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-10-11 | 珠海视熙科技有限公司 | D类功放电路的仿真测试方法、装置及存储介质 |
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