CN207198258U - 一种检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置 - Google Patents

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沈方红
李翠翠
张许
王飞
石海峰
刘祖培
何橙珺
刘枫
张晨晨
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Abstract

本实用新型涉及一种检测限压型电涌保护器电流的容阻性的装置，包括市电取样电路、漏电流取样电路、相位比较电路、显示驱动电路和状态显示电路，市电取样电路与市电供电线路连接，用于对市电电压进行取样，漏电流取样电路与电涌保护器连接，用于对漏电流电压进行取样，相位比较电路的输入端分别与市电取样电路和漏电流取样电路连接，用于对市电电压和漏电流电压进行相位比较，并得到输出电压，显示驱动电路的输入端与相位比较电路的输出端连接，输出端与状态显示电路连接，用于对相位比较电路的输出电压进行分析并驱动状态显示电路进行状态显示，本实用新型能自动检测限压型电涌保护器阻性和容性电流，从而实时监测限压型电涌保护器的工作状况。

Description

一种检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置
技术领域
本实用新型涉及一种自动检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，属于雷电科学技术领域。
背景技术
限压型电涌保护器的核心器件是氧化锌压敏电阻，氧化锌压敏电阻长期在线路电压作用下，由于线路电压的波动及过电压的作用，出现劣化和老化现象。氧化锌压敏电阻劣化、老化导致漏电流变大，主要原因是由于氧化锌压敏电阻的阻性电流变大。阻性电流变大的原因是由于氧化锌电阻的参考电压及绝缘电阻变小导致的。限压型电涌保护器出现漏电流变大，漏电流的成分主要是阻性电流，阻性电流会导致电涌保护器发热，长期作用下会引起过热损坏，导致供电线路的短路，使供电系统不能正常运行，出现跳闸、断电的故障现象，甚至发生火灾事故。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种能自动检测限压型电涌保护器阻性和容性电流，从而实时监测限压型电涌保护器的工作状况的装置。
为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，包括市电取样电路、漏电流取样电路、相位比较电路、显示驱动电路和状态显示电路，所述市电取样电路与市电供电线路连接，用于对市电电压进行取样，所述漏电流取样电路与电涌保护器连接，用于对电涌保护器的漏电流电压进行取样，所述相位比较电路的输入端分别与市电取样电路和漏电流取样电路连接，用于对市电电压和漏电流电压进行相位比较，并得到输出电压，所述显示驱动电路的输入端与相位比较电路的输出端连接，输出端与状态显示电路连接，用于对相位比较电路的输出电压进行分析并驱动状态显示电路进行状态显示。
对上述技术方案的进一步设计为：所述市电取样电路为降压变化器。
所述漏电流取样电路包括取样电阻和电压放大器，所述取样电阻与电涌保护器串联，所述电压放大器与取样电阻连接，用于漏电流的电压进行放大。
所述取样电阻上并联有暂态抑制二极管。
所述相位比较电路包括谐振电路和扼流圈，所述谐振电路与漏电流取样电路输出端连接，扼流管与市电取样电路输出端连接，当漏电流取样电路输出电压与市电取样电路输出电压同相时，相位比较电路输出电压为零，当漏电流取样电路输出电压相位超前市电取样电路输出电压相位时，相位比较电路输出电压为负值。
所述显示驱动电路包括与非门、非门和比较器，所述与非门和非门串联，比较器与互相串联的与非门和非门并联。
所述状态显示电路包括容性显示LED和阻性显示LED，容性显示LED与比较器输出端连接，阻性显示LED与非门输出端连接。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型判断电流的容性或阻性采用采用两路信号相位比较，测量精度高、识别相位高。且相位比较电路结构比较简单，便于实现。
本实用新型的取样电路的抗干扰能力强，设有暂态抑制二极管，可有效地保护后级电路的工作；漏电流取样电路中采用电压放大电路，可对漏电流电压进行放大，测量精度高、电路工作灵敏。
本实用新型中显示驱动及状态显示电路采用与非门、非门及比较器，工作状态稳定可靠。
附图说明
图1为本实用新型实施例的原理框图。
图2为图1中取样电路的电路图。
图3为图1中相位比较电路的电路图。
图4为图1中显示驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
本实施例的一种自动检测限压型电涌保护器阻性和容性电流装置的原理框图如图1所示，包括市电取样电路、漏电流取样电路、相位比较电路、显示驱动电路和状态显示电路。市电取样电路与市电供电线路连接，漏电流取样电路与电涌保护器连接，相位比较电路的输入端分别与市电取样电路和漏电流取样电路连接，显示驱动电路的输入端与相位比较电路的输出端连接，输出端与状态显示电路连接。本实施例中各部分电路结构设计简单，工作性能稳定，其工作过程是，将市电取样电路与市电供电线路连接，对市电电压进行取样，主要得到市电电压的相位；漏电流取样电路包括取样电阻和电压放大器，将取样电阻串联到限压型电涌保护器中，在取样电阻上产生反映漏电流的电压，通过电压放大器进行放大。两路取样电压同时加到相位比较电路，对两路电压信号进行相位比较，当取样电阻中电流为容性电流时，输出为负的电压值；当取样电阻中电流为阻性电流，输出电压为零状态。相位比较电路的输出信号送到显示驱动电路，用于驱动状态显示电路对电涌保护器当前状态进行显示。
如图2所示，取样电路中的市电取样电路是由降压变化器T组成的，取样电压的信号与市电同相，输出电压为5V，Rn为限压型电涌保护器，R为取样电阻，取值为10mΩ，Rn正常工作时，主要体现为分布电容，分布电容值均为几千pF。R中电流为容性电流；当Rn出现劣化、老化时，主要体现为阻性电流。取样电阻R上还并联有暂态抑制二极管TVS，主要起到保护的作用，当漏电流过大时，R两端的电压过高，防止导致后级放大电路的损坏。取样电路的输出U1是市电取样电压信号，U2是限压型电涌保护器的漏电流取样电压信号。
如图3所示，相位比较电路包括L1、C1构成50Hz的第一谐振电路，L2、C2构成50Hz的第二谐振电路，扼流圈L3，R3、 C3构成的第一放电回路， R4、 C4构成的第二放电回路，检波二极管D1和 D2；第一谐振电路一端与U2连接，另一端接地，第一谐振电路与第二谐振电路耦接。扼流圈L3一端接地，另一端与U1连接，其两端电压为U1的电压。第一放电回路两端分别与第二谐振电路一端和扼流圈接地端连接，第二放电回路两端分别与第二谐振电路另一端和扼流圈接地端连接，检波二极管D1和 D2分别连接在两个放电回路和第二谐振电路之间。其工作原理是：。当U2的电压信号的相位与U1相同时，表明U2中的电流为阻性电流，U0输出为零状态。当U2输出电压的相位超前U1的相位时，表明U2中的电流为容性电流，U0的输出为负的电压值。
如图4所示，显示驱动电路和状态显示电路主要由两个部分组成，阻性电流驱动显示部分和容性电流驱动显示部分，显示驱动电路包括与非门、非门和比较器，与非门和非门串联，比较器与互相串联的与非门和非门并联；状态显示电路包括容性显示LED2和阻性显示LED1， LED2与比较器输出端连接， LED1与非门输出端连接。其工作原理是，当u0输出电压为零时，表示为阻性电流，u0通过与非门，输出为高电平，再通过非门输出为低电平，LED1亮，表明限压型电涌保护器中的电流为阻性电流。当输出电压u0为负值时，通过比较器输出为高电平，驱动LED2亮，表示为容性电流。
本实用新型的检测限压型电涌保护器阻性和容性电流装置不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：包括市电取样电路、漏电流取样电路、相位比较电路、显示驱动电路和状态显示电路，所述市电取样电路与市电供电线路连接，用于对市电电压进行取样，所述漏电流取样电路与电涌保护器连接，用于对电涌保护器的漏电流电压进行取样，所述相位比较电路的输入端分别与市电取样电路和漏电流取样电路连接，用于对市电电压和漏电流电压进行相位比较，并得到输出电压，所述显示驱动电路的输入端与相位比较电路的输出端连接，输出端与状态显示电路连接，用于对相位比较电路的输出电压进行分析并驱动状态显示电路进行状态显示。
2.根据权利要求1所述检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：所述市电取样电路采用降压变化器。
3.根据权利要求2所述检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：所述漏电流取样电路包括取样电阻和电压放大器，所述取样电阻与电涌保护器串联，所述电压放大器与取样电阻连接，用于漏电流的电压进行放大。
4.根据权利要求3所述检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：所述取样电阻上并联有暂态抑制二极管。
5.根据权利要求3所述检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：所述相位比较电路包括谐振电路和扼流圈，所述谐振电路与漏电流取样电路输出端连接，扼流管与市电取样电路输出端连接，当漏电流取样电路输出电压与市电取样电路输出电压同相时，相位比较电路输出电压为零，当漏电流取样电路输出电压相位超前市电取样电路输出电压相位时，相位比较电路输出电压为负值。
6.根据权利要求3所述检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：所述显示驱动电路包括与非门、非门和比较器，所述与非门和非门串联，比较器与互相串联的与非门和非门并联。
7.根据权利要求3所述检测限压型电涌保护器阻性和容性电流的装置，其特征在于：所述状态显示电路包括容性显示LED和阻性显示LED，容性显示LED与比较器输出端连接，阻性显示LED与非门输出端连接。
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