基于自制罗氏线圈的农配网智能电表专用SPD研究

发布时间：2017-09-11 14:16

  本文关键词：基于自制罗氏线圈的农配网智能电表专用SPD研究

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【摘要】：针对雷电通过电源、信号等线路对村镇电网智能电表系统造成破坏的问题,分析雷电对农村智能电表系统的危害方式和途径,勘查农配网线路及电表箱在农舍安装情况,综合分析农配网尤其是智能电表的抗雷电电涌能力。针对农户电表接地不能满足要求甚至无接地的情况,提出应在线路上及表箱内以隔离和等电位原则设计电表专用SPD等针对性防雷技术措施。对于绝缘子的工频漏电流及雷电冲击电流的监测问题,利用电磁感应原理设计了一种柔性感应线圈,提出线圈中间加个抽头,使得一个线圈可以同时测量两种不同频率及幅值范围的电流。其中抽头测量绝缘漏电流,全部线圈测量雷电流。通过试验对比：采用8/20μs的雷电流冲击对比试验,模拟雷电流的测量值与标准电流分流器的平均误差约为1.51%；绝缘漏电流的测量值和标准电流分流器的平均误差约为1.03%。试验结果与理论分析相符合,感应线圈的设计方法在检测绝缘漏电流及雷电流时具有一定的实用价值。针对智能电表中多级信号电涌保护部分配合问题,研究了由气体放电管、电阻或电感、瞬态抑制二极管组成的BNC型信号电涌保护器的保护电路,使用Haefely PSURGE 6.1浪涌发生器,取不同退耦电阻和退耦电感值,对保护电路进行冲击放电试验,并且使用两个研制的罗氏线圈分别测量气体放电管和瞬态抑制二极管中流过的电流,借以分析气体放电管、瞬态抑制二极管从开始到结束的工作过程以及瞬态抑制二极管消耗的功率。试验结果表明退耦电阻、电感的取值会影响残压,但是随着电阻或电感值的变化,对残压的影响会逐渐减小,并从理论上提出在退耦电阻旁串联一个电感值为μH量级的退耦电感以进一步降低残压的方法。另外针对电源电涌保护部分给出了单片压敏电阻片、双片并联、单片压敏电阻串联气体放电管这三种设计方案,使用冲击发生器对电路进行8/20μs冲击,其中氧化锌压敏电阻串联气体放电管的方案是值得研究并推广使用的,试验表明串联气体放电管之后漏电流明显减小,耐冲击电压幅值也大幅增加;两片压敏电阻片并联使用的时候,需要选择压敏电压相近的电阻片,来达到均流的目的。
【关键词】：罗氏线圈 智能电表 电涌保护器 残压波形 等效电路
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 罗氏线圈研究现状10-11
• 1.2.2 电表专用SPD研究现状11-12
• 1.2.3 电源类及信号类SPD研究现状12-13
• 1.3 论文的研究内容及安排13-15
• 参考文献15-17
• 第二章 漏电流监测及雷电冲击电流感应线圈的设计方法17-36
• 2.1 感应线圈基本工作原理17-19
• 2.2 感应线圈的设计方法19-23
• 2.2.1 感应线圈的原理框图19
• 2.2.2 骨架材料的选择19-20
• 2.2.3 绕制材料的选择及绕制方式20-22
• 2.2.4 有源放大器电路设计22
• 2.2.5 外积分电路设计22-23
• 2.3 仿真与试验23-31
• 2.3.1 基于multisim软件对感应线圈测量雷电流与绝缘漏电流进行仿真23-26
• 2.3.2 对比试验26-31
• 2.4 本章结果与结论31-32
• 2.5 本章小结32
• 参考文献32-36
• 第三章 智能电表专用电涌保护器设计36-49
• 3.1 智能电表防雷现状36-38
• 3.1.1 智能电表雷击损坏原因分析36-37
• 3.1.2 智能电表防雷对策37-38
• 3.2 常用防雷元器件原理38-40
• 3.2.1 氧化锌压敏电阻原理38-39
• 3.2.2 气体放电管原理39-40
• 3.2.3 瞬态抑制二极管原理40
• 3.3 农村电网智能电表专用SPD设计40-46
• 3.3.1 设计理念40-42
• 3.3.2 优点42
• 3.3.3 具体电路设计图42-46
• 3.4 本章小结46-47
• 参考文献47-49
• 第四章 智能电表专用SPD研究分析49-71
• 4.1 避雷器信号部分试验方案及理论分析49-56
• 4.1.1 试验结果及分析50-53
• 4.1.2 固定电阻值测量GDT管电流值、TVS管电流及电压值53-56
• 4.2 对TVS管进行的加试试验56-61
• 4.2.1 单独冲击一个TVS管56-57
• 4.2.2 冲击两个并联或串联的TVS管57-59
• 4.2.3 冲击退耦元件为电阻的BNC型信号电涌保护器59-60
• 4.2.4 冲击退耦元件为电感的BNC型信号电涌保护器60-61
• 4.3 避雷器电源部分试验方案及理论分析61-67
• 4.3.1 均流性试验理论分析与结果61-65
• 4.3.2 单片氧化锌压敏电阻与双片并联的试验结果对比分析65-66
• 4.3.3 氧化锌压敏电阻串联气体放电管理论分析与结果66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 参考文献69-71
• 第五章 总结71-74
• 作者简介74-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：831193