CN213813770U - 用于阻抗分析的隔离耦合电路及阻抗分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于阻抗分析的隔离耦合电路，包括串接的高通耦合模块和信号变换模块；高通耦合模块的前端连接市电线路；信号变换模块的后端连接阻抗分析仪；高通耦合模块隔离市电高压信号，将后端发送的高频信号耦合到前端市电线路，并将前端市电线路反射回来的高频信号传递给后端；信号变换模块在自身前端和后端之间形成隔离和变换通道，实现高频信号的隔离和变送。本实用新型还公开了一种包括所述用于阻抗分析的隔离耦合电路的阻抗分析仪。本实用新型通过巧妙且实用的电路设计，实现了市电线路阻抗分析时的隔离耦合，而且电路的器件较少，成本低廉，而且体积小；同时，本实用新型的可靠性极高，而且实用性较好。
Description
技术领域
本实用新型属于电气自动化领域，具体设计一种用于阻抗分析的隔离耦合电路及阻抗分析仪。
背景技术
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，电力系统的稳定可靠运行，就成为了电力系统最重要的任务之一。
电力线载波通信已经广泛应用于电力系统的电表数据采集。但是，当电力线载波通信在通信过程中出现通信故障时，就需要测试当前线路的状态对通信的影响。目前，常规的测试方法是通过阻抗分析仪作为测试仪器，在关闭市电的情况下，测试零线和火线的阻抗状态，进而判断通信故障。同时，如果要求在不关闭市电的情况下进行测试，则需要使用人工电源网络作为隔离耦合设备。人工电源网络串接在电力线与阻抗分析仪之间，用于隔离并防止市电接入到阻抗分析仪的端口，避免造成阻抗分析仪的损坏。
人工电源网络满足了阻抗分析仪在不切断市电供电的情况下，实时在线监测市电线路的阻抗状态的要求。但是，人工电源网络的体积较大，成本高昂，而且不便于携带，从而限制了载波通信在复杂的现场环境下出现故障后的监测分析。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种可靠性高，实用性好、成本低廉且体积较小的用于阻抗分析的隔离耦合电路。
本实用新型的目的之二在于提供一种阻抗分析仪，该阻抗分析仪包括了所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路。
本实用新型提供的这种用于阻抗分析的隔离耦合电路，包括高通耦合模块和信号变换模块；高通耦合模块和信号变换模块串联；高通耦合模块的前端连接市电线路，高通耦合模块的后端连接信号变换模块；信号变换模块的前端连接高通耦合模块，信号变换模块的后端连接阻抗分析仪；高通耦合模块用于隔离前端的市电高压信号并阻止市电高压电能传递到高通耦合模块的后端，同时高通耦合模块也用于将后端发送的高频信号耦合到前端的市电线路上，并将前端的市电线路反射回来的高频信号传递给后端；信号变换模块用于将在信号变换模块前端和信号变换模块后端之间形成隔离和变换通道，实现高频信号的隔离和变送。
所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，还包括低通滤波模块；低通滤波模块串接在信号变换模块和阻抗分析仪之间，用于滤除市电高压信号通过高通耦合模块和信号变换模块传递的杂波信号。
所述的低通滤波模块包括低通滤波电感和低通滤波电容；低通滤波电感和低通滤波电容组成LC滤波电路，用于滤除市电高压信号通过高通耦合模块和信号变换模块传递的杂波信号。
所述的低通滤波电感的电感值为100uH；所述的低通滤波电容的容值为10uF。
所述的信号变换模块包括信号变压器和信号变换滤波电容；信号变压器的原边为信号变换模块的前端，并连接高通耦合模块；信号变压器的副边的任一引脚串接信号变换滤波电容后作为信号变换模块的后端，并连接后端的电路或设备。
所述的信号变压器的型号为PE-65967。
所述的信号变换滤波电容的容值为1uF。
所述的高通耦合模块包括高通耦合前端第一电容、高通耦合前端第二电容、高通耦合前端电感、高通耦合后端第一电容、高通耦合后端第二电容和高通耦合后端电感；高通耦合前端第一电容的一端连接高通耦合模块的前端第一引脚，高通耦合前端第一电容的另一端连接高通耦合后端第一电容的一端，高通耦合后端第一电容的另一端连接高通耦合模块的后端第一引脚；高通耦合前端第二电容的一端连接高通耦合模块的前端第二引脚，高通耦合前端第二电容的另一端连接高通耦合后端第二电容的一端，高通耦合后端第二电容的另一端连接高通耦合模块的后端第二引脚；高通耦合前端电感的一端连接高通耦合前端第一电容的另一端，高通耦合前端电感的另一端连接高通耦合前端第二电容的另一端；高通耦合后端电感的一端连接高通耦合模块的后端第一引脚，高通耦合后端电感的另一端连接高通耦合模块的后端第二引脚；高通耦合模块的前端第一引脚连接市电的第一线路，高通耦合模块的前端第二引脚连接市电的第二线路，高通耦合模块的后端第一引脚和高通耦合模块的后端第二引脚军连接信号变换模块的前端。
所述的高通耦合前端第一电容的容值为33nF；所述的高通耦合前端第二电容的容值为33nF；所述的高通耦合前端电感的电感值为15mH；所述的高通耦合后端第一电容的容值为33nF；所述的高通耦合后端第二电容的容值为33nF；所述的高通耦合后端电感的电感值为15mH。
本实用新型还公开了一种阻抗分析仪，该阻抗分析仪包括了上述的用于阻抗分析的隔离耦合电路。
本实用新型提供的这种用于阻抗分析的隔离耦合电路及阻抗分析仪，通过巧妙且实用的电路设计，实现了市电线路阻抗分析时的隔离耦合，而且电路的器件较少，成本低廉，而且体积小；同时，本实用新型的可靠性极高，而且实用性较好。
附图说明
图1为本实用新型的功能模块示意图。
图2为本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型的功能模块示意图：本实用新型提供的这种用于阻抗分析的隔离耦合电路，包括高通耦合模块、信号变换模块和低通滤波模块；高通耦合模块、信号变换模块和低通滤波模块串联；高通耦合模块的前端连接市电线路，高通耦合模块的后端连接信号变换模块；信号变换模块的前端连接高通耦合模块，信号变换模块的后端连接低通滤波模块的前端，低通滤波模块的后端连接阻抗分析仪；高通耦合模块用于隔离前端的市电高压信号并阻止市电高压电能传递到高通耦合模块的后端，同时高通耦合模块也用于将后端发送的高频信号耦合到前端的市电线路上，并将前端的市电线路反射回来的高频信号传递给后端；信号变换模块用于将在信号变换模块前端和信号变换模块后端之间形成隔离和变换通道，实现高频信号的隔离和变送；低通滤波模块用于滤除市电高压信号通过高通耦合模块和信号变换模块传递的杂波信号。
如图2所示为本实用新型的电路原理示意图：高通耦合模块(图中虚线框1所示)包括高通耦合前端第一电容C10、高通耦合前端第二电容C11、高通耦合前端电感L14、高通耦合后端第一电容C12、高通耦合后端第二电容C13和高通耦合后端电感L15；高通耦合前端第一电容的一端连接高通耦合模块的前端第一引脚(图中标示L17)，高通耦合前端第一电容的另一端连接高通耦合后端第一电容的一端，高通耦合后端第一电容的另一端连接高通耦合模块的后端第一引脚；高通耦合前端第二电容的一端连接高通耦合模块的前端第二引脚(图中标示L16)，高通耦合前端第二电容的另一端连接高通耦合后端第二电容的一端，高通耦合后端第二电容的另一端连接高通耦合模块的后端第二引脚；高通耦合前端电感的一端(L14的1脚)连接高通耦合前端第一电容的另一端，高通耦合前端电感的另一端(L14的2脚)连接高通耦合前端第二电容的另一端；高通耦合后端电感的一端(L15的1脚)连接高通耦合模块的后端第一引脚，高通耦合后端电感的另一端(L15的1脚)连接高通耦合模块的后端第二引脚；高通耦合模块的前端第一引脚连接市电的第一线路(比如火线)，高通耦合模块的前端第二引脚连接市电的第二线路(比如零线)，高通耦合模块的后端第一引脚和高通耦合模块的后端第二引脚军连接信号变换模块的前端。
信号变换模块(图中虚线框2所示)包括信号变压器U1和信号变换滤波电容C22；信号变压器的原边(U1的1脚和2脚)为信号变换模块的前端，并连接高通耦合模块；信号变压器的副边(U1的3脚和4脚)的任一引脚(图中所示为4脚)串接信号变换滤波电容后作为信号变换模块的后端，并连接后端的电路或设备(本实施例为低通滤波模块)
低通滤波模块(图中虚线框3所示)包括低通滤波电感L3和低通滤波电容C5；低通滤波电感和低通滤波电容组成经典的LC滤波电路，用于滤除市电高压信号通过高通耦合模块和信号变换模块传递的杂波信号；图中的L5脚和L4脚用于连接阻抗分析仪。
同时，在具体实施时，上述电路中的各个器件，优选的参数如下：
高通耦合前端第一电容的容值为33nF；高通耦合前端第二电容的容值为33nF；高通耦合前端电感的电感值为15mH；高通耦合后端第一电容的容值为33nF；高通耦合后端第二电容的容值为33nF；高通耦合后端电感的电感值为15mH；信号变压器的型号为PE-65967；信号变换滤波电容的容值为1uF；低通滤波电感的电感值为100uH；低通滤波电容的容值为10uF。
具体工作时，高通耦合模块前端的50Hz的市电无法通过高通耦合电路到达高通耦合模块的后端，而阻抗分析仪产生的信号(频率一般为1kHz～10MHz)可以从高通耦合模块的后端传递到前端，同时在市电线路上反射回来的信号(频率一般为1kHz-10MHz)可以从前端传递到后端，实现对阻抗分析仪的实时在线监测市电线路的阻抗。信号变换模块中，信号变压器根据阻抗分析仪的信号强度可选多种变比(本实施例中选取为1:1)，同时信号变换滤波电容C22实现隔离直流信号并通过交流信号的作用。低通滤波模块则主要用于滤除市电通过高通耦合模块和信号变换模块的高频信号，避免造成阻抗分析仪的干扰
由于本实用新型电路的器件较少，各个器件的体积也不大，所以本实用新型提供的这种用于阻抗分析的隔离耦合电路的成本极其低廉，而且电路体积较小，便于携带；同时电路的隔离耦合效果较好，能够较好的适用于复杂安装环境下的电表电力线载波通信故障排查。
Claims (10)
1.一种用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于包括高通耦合模块和信号变换模块；高通耦合模块和信号变换模块串联；高通耦合模块的前端连接市电线路，高通耦合模块的后端连接信号变换模块；信号变换模块的前端连接高通耦合模块，信号变换模块的后端连接阻抗分析仪；高通耦合模块用于隔离前端的市电高压信号并阻止市电高压电能传递到高通耦合模块的后端，同时高通耦合模块也用于将后端发送的高频信号耦合到前端的市电线路上，并将前端的市电线路反射回来的高频信号传递给后端；信号变换模块用于将在信号变换模块前端和信号变换模块后端之间形成隔离和变换通道，实现高频信号的隔离和变送。
2.根据权利要求1所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于还包括低通滤波模块；低通滤波模块串接在信号变换模块和阻抗分析仪之间，用于滤除市电高压信号通过高通耦合模块和信号变换模块传递的杂波信号。
3.根据权利要求2所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的低通滤波模块包括低通滤波电感和低通滤波电容；低通滤波电感和低通滤波电容组成LC滤波电路。
4.根据权利要求3所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的低通滤波电感的电感值为100uH；所述的低通滤波电容的容值为10uF。
5.根据权利要求1~4之一所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的信号变换模块包括信号变压器和信号变换滤波电容；信号变压器的原边为信号变换模块的前端，并连接高通耦合模块；信号变压器的副边的任一引脚串接信号变换滤波电容后作为信号变换模块的后端，并连接后端的电路或设备。
6.根据权利要求5所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的信号变压器的型号为PE-65967。
7.根据权利要求5所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的信号变换滤波电容的容值为1uF。
8.根据权利要求1~4之一所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的高通耦合模块包括高通耦合前端第一电容、高通耦合前端第二电容、高通耦合前端电感、高通耦合后端第一电容、高通耦合后端第二电容和高通耦合后端电感；高通耦合前端第一电容的一端连接高通耦合模块的前端第一引脚，高通耦合前端第一电容的另一端连接高通耦合后端第一电容的一端，高通耦合后端第一电容的另一端连接高通耦合模块的后端第一引脚；高通耦合前端第二电容的一端连接高通耦合模块的前端第二引脚，高通耦合前端第二电容的另一端连接高通耦合后端第二电容的一端，高通耦合后端第二电容的另一端连接高通耦合模块的后端第二引脚；高通耦合前端电感的一端连接高通耦合前端第一电容的另一端，高通耦合前端电感的另一端连接高通耦合前端第二电容的另一端；高通耦合后端电感的一端连接高通耦合模块的后端第一引脚，高通耦合后端电感的另一端连接高通耦合模块的后端第二引脚；高通耦合模块的前端第一引脚连接市电的第一线路，高通耦合模块的前端第二引脚连接市电的第二线路，高通耦合模块的后端第一引脚和高通耦合模块的后端第二引脚军连接信号变换模块的前端。
9.根据权利要求8所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路，其特征在于所述的高通耦合前端第一电容的容值为33nF；所述的高通耦合前端第二电容的容值为33nF；所述的高通耦合前端电感的电感值为15mH；所述的高通耦合后端第一电容的容值为33nF；所述的高通耦合后端第二电容的容值为33nF；所述的高通耦合后端电感的电感值为15mH。
10.一种阻抗分析仪，其特征在于包括了权利要求1~9之一所述的用于阻抗分析的隔离耦合电路。
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| CN202022851856.3U CN213813770U (zh) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | 用于阻抗分析的隔离耦合电路及阻抗分析仪 |
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| CN202022851856.3U CN213813770U (zh) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | 用于阻抗分析的隔离耦合电路及阻抗分析仪 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116626391A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-22 | 浙江新图维电子科技有限公司 | 一种封铅阻抗交流测量系统和方法 |
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2020
- 2020-12-02 CN CN202022851856.3U patent/CN213813770U/zh active Active
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| CN116626391A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-22 | 浙江新图维电子科技有限公司 | 一种封铅阻抗交流测量系统和方法 |
| CN116626391B (zh) * | 2023-07-26 | 2023-10-17 | 浙江新图维电子科技有限公司 | 一种封铅阻抗交流测量系统和方法 |
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