CN215956033U - 一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路，包括：第一电阻，气体放电管，第二电阻，瞬变电压抑制二极管，第三电阻，射极跟随器；其中，防护电路输入电子式互感器的输出信号；电子式互感器的电源火线与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第一端与气体放电管的第一端连接，第一电阻的第二端与电源零线连接，气体放电管的第二端与电源零线连接；气体放电管的第一端还与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与瞬变电压抑制二极管的第一端连接，瞬变电压抑制二极管的第一端与第三电阻的第一端连接；瞬变电压抑制二极管的第二端与电源零线连接，第三电阻的第二端与射极跟随器的第一端连接；射极跟随器的第二端与线损模块的输入端连接。

Description

一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路

技术领域

本实用新型实施例涉及雷击浪涌防护领域，具体涉及一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路。

背景技术

线损模块是配网自动化核心设备(FTU及DTU)中的关键部件，承担相关线路的电能计量任务，具备以下功能：测量三相电压、三相电流、总有功功率、总无功功率、各相的有功及无功功率、系统频率等；四象限电能计量；电量冻结功能，包括定时冻结，瞬时冻结，日冻结，整点冻结，考核日冻结；内置带温补RTC，在全温度工作范围内，日计时准确度优于0.5s/日；支持DL/T634.5101-2002通信协议，支持平衡与非平衡模式切换、电能分辨率调整(小数位数可设)、总召唤电能、冻结量突发上传、遥测变化上传、遥信变位(TCOS)上传等功能；

线损模块的测量端信号输入有电磁式互感器信号输入、电子式互感器信号输入。电磁式互感器信号输入为三相57.7V和6A，电子式互感器信号输入为三相1.876V(对应57.7V电压信号)和1V(对应1A电流信号)。两种信号输入方式的产品对于防雷击浪涌试验(4级，差模试验电压2kV)的要求是一致的。原防护电路无法满足电子式互感器信号的防护，若采用原隔离互感器的方式则成本会高出很多，需要用到6个电压电流互感器。且电子式互感器的输出特性和结构给采用传统互感器的方式带来了层层困难。

实用新型内容

为此，本实用新型的实施例提供了一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路，以解决现有技术中在线损模块信号采集过程中不能满足电子式互感器信号输入的雷击浪涌防护的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型的实施方式的一个方面中，提供了一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路，包括：第一电阻，气体放电管，第二电阻，瞬变电压抑制二极管，第三电阻，射极跟随器；其中，所述防护电路输入电子式互感器的输出信号；所述电子式互感器的电源火线与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第一端与所述气体放电管的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述电源零线连接，所述气体放电管的第二端与所述电源零线连接；所述气体放电管的第一端还与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述瞬变电压抑制二极管的第一端连接，所述瞬变电压抑制二极管的第一端与所述第三电阻的第一端连接；所述瞬变电压抑制二极管的第二端与所述电源零线连接，所述第三电阻的第二端与所述射极跟随器的第一端连接；所述射极跟随器的第二端与所述线损模块的输入端连接。

进一步地，所述电源火线的电压范围为1-10V。

进一步地，所述第二电阻为1K的防浪涌的退耦电阻。

进一步地，所述电源零线的一端与接地端连接。

进一步地，所述射极跟随器的第一端为信号输入端，所述射极跟随器的第二端为信号输出端。

进一步地，所述气体放电管的参数如下：放电电压/响应时间：700V/us；瞬间通流电流：3000A；放电电压：90V；正常工作温度：-25-80℃；封装尺寸：贴片4.5mm*3.2mm封装。

进一步地，所述瞬变电压抑制二极管的参数如下：峰值泄放功率200W；钳位电压6V；最大峰值电流20A；封装为贴片SMF封装；工作及存储温度范围-55-150℃。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

本实用新型的实施例公开了一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路，通过在气体放电管和瞬变电压抑制二极管之间设置第二电阻，实现了线损模块的测量端信号输入采集电子式互感器信号输入时，对雷击浪涌的防护，同时本实用新型的防护电路结构简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的实施例提供的一种连接电子式互感器信号输入的用于线损模块的雷击浪涌防护电路的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的一种连接电磁式互感器信号输入的用于线损模块的雷击浪涌防护电路的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例

如图2所示，在匹配电阻第一电阻为40欧的针对信号线的雷击浪涌试验中，4级的差模浪涌电压为2000V，瞬间的电流为50A，经过气体放电管GS后的电压为90V，经过TVS二极管VD6后的电压为6V，但TVS二极管的响应时间为ns级的即不大于25ns，气体放电管的相应时间为us级的即700V/us，所以电流在浪涌电压到来的前1-3us要承受高电压的冲击，也就是会有最大50A的泄放电流，此电流在1-3us内会把TVS管击穿，因此，此电路不能很好地防止雷击浪涌。

参考图1、2所示的雷击浪涌防护电路的结构示意图，本实用新型的实施例提供了一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路，其包括：第一电阻，气体放电管，第二电阻，瞬变电压抑制二极管，第三电阻，射极跟随器。

其中，防护电路输入电子式互感器的输出信号。电子式互感器的电源火线与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第一端与气体放电管的第一端连接，第一电阻的第二端与电源零线连接，气体放电管的第二端与电源零线连接。气体放电管的第一端还与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与瞬变电压抑制二极管的第一端连接，瞬变电压抑制二极管的第一端与第三电阻的第一端连接。瞬变电压抑制二极管的第二端与电源零线连接，第三电阻的第二端与射极跟随器的第一端连接。射极跟随器的第二端与线损模块的输入端连接。

具体地，图1为满足电子式互感器信号输入的用于线损模块的雷击浪涌防护电路的结构示意图。在正常的匹配电阻第一电阻为40欧的针对信号线的雷击浪涌试验中，4级的差模浪涌电压为2000V，瞬间的电流为50A，经过气体放电管后的电压为90V，经过TVS二极管(瞬变电压抑制二极管)后的电压为6V。经过气体放电管GS后的剩余90V电压，加到了串联的退耦电阻第二电阻RA16和TVS二极管VD6(瞬变电压抑制二极管)之间。

电阻在毫秒级别内可承受至少10倍的耐压，第二电阻RA16为1k欧的耐压为300V的1206封装的贴片电阻，10倍耐压为300V，1-3微秒内电阻可将电流限制到4A，3微秒后电压降到了90V，完全在电阻的工作电压范围内，因此起到了防止浪涌电压的作用。且第二电路完全可应用于匹配电阻为2-10欧的针对电源的雷击浪涌试验。匹配电阻为2欧，差模试验电压为4级2000V，瞬间的电流为1000A，气体放电管GS的瞬间通流能力为3000A，因此经过测试，该防护电路完全可经受匹配电阻为2-10欧的针对电源的雷击浪涌试验。

进一步地，电源火线的电压范围为1-10V。

其中，第二电阻为1K的防浪涌的退耦电阻。电源零线的一端与接地端连接。

在本实施例中，射极跟随器的第一端为信号输入端，射极跟随器的第二端为信号输出端。

在本实施例中，射极跟随器的第一端为信号输入端，信号输入端UAIN处输入要求不大于AC5V。

如图1所示，本实用新型的浪涌防护电路关键器件包括：气体放电管GS、TVS管VD6(瞬变电压抑制二极管)、第二电阻RA16。

本保护电路中，最关键的器件为气体放电管GS、TVS二极管VD6、退耦电阻RA16，三者之间的指标参数配合非常关键，既要体积小，还要能起到电路的保护作用，又能在雷击浪涌试验时不损坏为本发明设计的关键

其中，在本实施例中，气体放电管的参数如下：放电电压/响应时间：700V/us；瞬间通流电流：3000A；放电电压：90V；正常工作温度：-25-80℃；封装尺寸：贴片4.5mm*3.2mm封装。

进一步地，在本实施例中，瞬变电压抑制二极管的参数如下：峰值泄放功率200W；钳位电压6V；最大峰值电流20A；封装为贴片SMF封装；工作及存储温度范围-55-150℃。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型做了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于线损模块的雷击浪涌防护电路，其特征在于，包括：

第一电阻，气体放电管，第二电阻，瞬变电压抑制二极管，第三电阻，射极跟随器；

其中，所述防护电路输入电子式互感器的输出信号；

所述电子式互感器的电源火线与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第一端与所述气体放电管的第一端连接，所述第一电阻的第二端与电源零线连接，所述气体放电管的第二端与所述电源零线连接；

所述气体放电管的第一端还与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述瞬变电压抑制二极管的第一端连接，所述瞬变电压抑制二极管的第一端与所述第三电阻的第一端连接；

所述瞬变电压抑制二极管的第二端与所述电源零线连接，所述第三电阻的第二端与所述射极跟随器的第一端连接；

所述射极跟随器的第二端与所述线损模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的雷击浪涌防护电路，其特征在于，

所述电源火线的电压范围为1-10V。

3.根据权利要求1所述的雷击浪涌防护电路，其特征在于，

所述第二电阻为1K欧的防浪涌的退耦电阻。

4.根据权利要求1所述的雷击浪涌防护电路，其特征在于，

所述电源零线的一端与接地端连接。

5.根据权利要求1所述的雷击浪涌防护电路，其特征在于，

所述射极跟随器的第一端为信号输入端，所述射极跟随器的第二端为信号输出端。

6.根据权利要求1所述的雷击浪涌防护电路，其特征在于，所述气体放电管的参数如下：

放电电压/响应时间：700V/us；

瞬间通流电流：3000A；

放电电压：90V；

正常工作温度：-25-80℃；

封装尺寸：贴片4.5mm*3.2mm封装。

7.根据权利要求1所述的雷击浪涌防护电路，其特征在于，所述瞬变电压抑制二极管的参数如下：

峰值泄放功率200W；

钳位电压6V；

最大峰值电流20A；

封装为贴片SMF封装；

工作及存储温度范围-55-150℃。

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