电表箱雷电及电磁脉冲防护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，包括与电能表连接的浪涌吸收电路、与浪涌吸收电路的输出端连接的信号放大电路和电源电路，所述浪涌吸收电路包括依次连接的前级防护电路、退耦保护电路以及后级保护电路；信号放大电路包括双路485通信电路和两路单通道电气隔离电路；电源电路包括整流电路和稳压电路。解决了传统雷电防护上的不足，更解决了配电系统内生电力浪涌的防护问题，采用系统化的分级保护方案，将彻底清除浪涌的干扰，洁净电源环境，为自动抄表系统，及电力局数据中心提供高可靠的电力保障，保护信息安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种防雷技术，尤其是电表箱雷电及电磁脉冲防护装置。
技术介绍
微型计算机和大规模集成电路装置组成的自动化抄表系统代替常规的机械电能表。但是，抄表系统的集成电路，运行电压只有数伏、信号电流仅为微安级，相比以往的机械式电能表，对雷击和浪涌的耐受能力比较脆弱，特别是雷击过电压的暂态冲击会造成抄表系统严重损坏，因此目前自动抄表设备的防雷、防浪涌问题已经成为抄表系统可靠运行的重要障碍。据了解，抄表系统和智能电表的电源和485通讯口的浪涌保护环节较为薄弱，每年这些接口因雷击和浪涌过电压遭受破坏的事例屡见不鲜。通常电表箱处的电磁环境特别恶劣，尤其是雷击放电，可以在建筑物内部或者在一定区域内产生强大的瞬变空间电磁场，对于建筑物内或这一区域内的电气环路产生一定的瞬态感应雷电压，产生高达6KV瞬态尖峰电压。另外，雷击建筑物时，会将建筑物的地电位抬升几万甚至几十万伏，对其中的接地设备造成反击损坏。但目前电表箱处大都未安装浪涌保护设备，雷电防护等级远远达不到要求，在受到雷击或内生浪涌的冲击容易造成系统损坏，电源设备等烧毁，影响抄表系统的正常运行，对系统的安全运行带来安全隐患。在此前提下能投提供对新型电力设备防雷设备的研究具有较高的经济效益。
技术实现思路
本技术的目的是提供电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，解决了目前广泛存在的电表箱、集中器箱在现场应用中避雷器无法接地、或接地不良的问题，其避雷效果卓越，稳定，与接地电阻大小无关，甚至不接地也
不影响避雷效果。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，包括与电能表连接的浪涌吸收电路、与浪涌吸收电路的输出端连接的信号放大电路和电源电路，所述浪涌吸收电路包括依次连接的前级防护电路、退耦保护电路以及后级保护电路；信号放大电路包括双路485通信电路和两路单通道电气隔离电路；电源电路包括整流电路和稳压电路。进一步地，所述前级防护电路包括并联在输入端AI和输入端BI之间的气体放电管，退耦防护电路包括串接在气体放电管与输出端485A之间的电阻RX1、串接在气体放电管与输出端485B之间的电阻RX2；后级防护电路包括并联在输出端485A与输出485B之间的瞬态抑制二极管。进一步地，双路485通信电路包括485转换器U1与485转换器U3，两路单通道电气隔离电路包括光耦合器U2与光耦合器U4；485转换器U1的输入端分别与浪涌吸收电路的输出端485A和输出端485B分别连接，485转换器U1的电源端接电源VC，485转换器U1的接收器输出端与光耦合器U2的输入端连接，光耦合器U2的输出端VO1与485转换器U3的驱动器输入端连接；485转换器U3的输入端分别与采集器的信号端485A1、信号端485B1连接，485转换器U3的电源端接电源VD，485转换器U3的接收器输出端与光耦合器U4的输入端连接，光耦合器U4的输出端VO2与485转换器U1的驱动器输入端连接。进一步地，电源电路的变压器TR1输入端分别与220V零线和火线连接，变压器TR1的输出端与整流电路的输入端连接，整流电路包括整流桥BR1与整流桥BR2，稳压电路包括稳压器U5和稳压器U6，整流桥BR1的输出端与稳压器U5的输入端连接，稳压器U5的输出端输出电压VC；整流桥BR2的输出端与稳压器U6的输入端连接，稳压器U6的输出端输出电压VD。本技术的有益效果是，1、使用了电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，解决了传统雷电防护上的不足(如二次雷、三次雷、感应雷和反击雷的防护上存在不足)，更解决了配电系统内生电力浪涌的防护问题，采用内部电位平衡(等电位)处理，将雷电冲击电流在避雷器内部进行吸收和电位平衡处理，使连接到等电位避雷器的受保护设备的各种线路之间没有电位差，从而达到避雷目的，因此其避雷效果卓越，稳定，与接地电阻大小无关，甚至不接地也不影响避雷效果。将大幅度提升设备MTBF(平均无故障运行时间)，大幅度减少设备故障，减少维修次数，大大降低维修费用，减少因设备的故障而增加了人力、物力、财力。2、采用系统化的分级保护方案，彻底清除浪涌的干扰，洁净电源环境，大大提升设备的安全、稳定，为电力自动化提供有力保障，更好的保障了因雷击等突发事故的人生安全和健康。为自动抄表系统，及电力局数据中心提供高可靠的电力保障，保护信息安全。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是浪涌吸收电路原理图；图3是信号放大电路原理图；图4是电源电路原理图。具体实施方式如图1所示，电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，包括与电能表连接的浪涌吸收电路、与浪涌吸收电路的输出端连接的信号放大电路和电源电路，所述浪涌吸收电路包括依次连接的前级防护电路、退耦保护电路以及后级保护电路；信号放大电路包括双路485通信电路和两路单通道电气隔离电路；电源电路包括整流电路和稳压电路。如图2所示，所述前级防护电路包括并联在输入端AI和输入端BI之
间的气体放电管FD2，退耦防护电路包括串接在气体放电管与输出端485A之间的电阻RX1、串接在气体放电管与输出端485B之间的电阻RX2；后级防护电路包括并联在输出端485A与输出485B之间的瞬态抑制二极管TVP2。当雷击发生时，雷电信号先通过陶瓷气体放电管FD2进行吸收，然后通过由电阻RX1和电阻R2构成的退耦防护电路进行延时退耦，再到瞬态抑制二极管TVP2构成的后级防护电路，进行后级吸收保护。如图3所示，双路485通信电路包括485转换器U1与485转换器U3，两路单通道电气隔离电路包括光耦合器U2与光耦合器U4；485转换器U1的输入端分别与浪涌吸收电路的输出端485A和输出端485B分别连接，485转换器U1的电源端接电源VC，485转换器U1的接收器输出端与光耦合器U2的输入端连接，光耦合器U2的输出端VO1与485转换器U3的驱动器输入端连接；485转换器U3的输入端分别与采集器的信号端485A1、信号端485B1连接，485转换器U3的电源端接电源VD，485转换器U3的接收器输出端与光耦合器U4的输入端连接，光耦合器U4的输出端VO2与485转换器U1的驱动器输入端连接。当雷击发生时，通过与电能表连接的浪涌吸收电路达到防雷作用。浪涌吸收电路与信号放大电路的485A、485B连接，雷电信号接入信号放大电路。该信号放大电路通过两个单通道的高速光耦合器6N137起到电气隔离的作用，避免雷电波串入到下级电路。由于光耦合器的电气隔离作用，需要采用两个485转换器完成采集器与电能表之间的双向通信。如图4所示，电源电路的变压器TR1输入端分别与220V零线和火线连接，变压器TR1的输出端与整流电路的输入端连接，整流电路包括整流桥BR1与整流桥BR2，稳压电路包括稳压器U5和稳压器U6，整流桥BR1的输出端与稳压器U5的输入端连接，稳压器U5的输出端输出电压VC；整流桥BR2的输出端与稳压器U6的输入端连接，稳压器U6的输出端输出
电压VD。电源电路通过整流器(MB2S)和稳压器(MC7805)为信号放大电路提供稳定的电源电压。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础本文档来自技高网...

【技术保护点】
电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，其特征在于，包括与电能表连接的浪涌吸收电路、与浪涌吸收电路的输出端连接的信号放大电路和电源电路，所述浪涌吸收电路包括依次连接的前级防护电路、退耦保护电路以及后级保护电路；信号放大电路包括双路485通信电路和两路单通道电气隔离电路；电源电路包括整流电路和稳压电路。

【技术特征摘要】
1.电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，其特征在于，包括与电能表连接的浪涌吸收电路、与浪涌吸收电路的输出端连接的信号放大电路和电源电路，所述浪涌吸收电路包括依次连接的前级防护电路、退耦保护电路以及后级保护电路；信号放大电路包括双路485通信电路和两路单通道电气隔离电路；电源电路包括整流电路和稳压电路。2.如权利要求1所述的电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，其特征在于，所述前级防护电路包括并联在输入端AI和输入端BI之间的气体放电管，退耦防护电路包括串接在气体放电管与输出端485A之间的电阻RX1、串接在气体放电管与输出端485B之间的电阻RX2；后级防护电路包括并联在输出端485A与输出485B之间的瞬态抑制二极管。3.如权利要求1所述的电表箱雷电及电磁脉冲防护装置，其特征在于，双路485通信电路包括485转换器U1与485转换器U3，两路单通道电气隔离电路包括光耦合器U2与光耦合器U4；485转换器U1的输入端分别与浪涌吸收电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚林，王茜，管莹莹，聂文君，任龙平，王勇祥，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东;37