一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置及方法，包括：HEMP干扰信号采集模块，用于获取设备电源端口的HEMP干扰信号；漏电流采集模块，用于获取HEMP滤波监测装置内部的漏电流；电流滤波模块，用于对获取到的HEMP干扰信号和漏电流进行滤波，得到滤波后的HEMP干扰信号和漏电流；模数转换模块，用于将滤波后的HEMP干扰信号和漏电流转换成数字信号；处理模块，用于依据接收到的数字信号，得到设备电源端口的工作状态。到设备电源端口的工作状态。到设备电源端口的工作状态。

【技术实现步骤摘要】
一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置及方法


[0001]本专利技术属于电力系统自动化
，具体涉及一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置及方法。

技术介绍

[0002]强电磁脉冲主要指电场强度大于1kV/m的瞬态电磁辐射，自然雷电放电、高功率微波及核武器爆炸都会产生各具特征的强电磁脉冲，其中以高空电磁脉冲(HEMP)威胁最大，HEMP干扰信号会对电力系统带来威胁，对电网调度控制中心及电力系统中的关键基础设施设备造成损坏，最终将引发大面积停电事故。
[0003]HEMP干扰信号具有幅值陡度高(上升沿为ns级)，瞬态电场幅值高(10kV/m以上量级)等特点，远超目前行业标准对相同频段范围内电气设备电磁兼容限值10V/m的要求。HEMP干扰信号主要通过孔缝/线缆耦合、天线耦合、介质材料穿透等方式将电磁能量传递到电力二次设备内部，传统电力二次设备所采用的电源EMI滤波器、信号滤波器等电磁防护措施对HEMP防护效果有限。
[0004]目前现有HEMP电源滤波器外形结构多以模块方式为主，其外形尺寸较大，不能适配电力二次设备使用，不能实现便捷安装使用。且目前现有HEMP电源滤波器安装位置离被防护设备较远，通常在屏柜内上下位置安装，其滤波后的信号电缆在屏柜内布线，存在滤波后电源回路二次耦合污染问题。现有的HEMP电源滤波器一般都由无源的器件组合而成，根据高空电磁脉冲(HEMP)信号的特征，根据不同防护器件(通流、速度)特性，在滤波器上进行组合搭配，该类设备只具备基本的HEMP干扰信号防护功能，不能实现内部器件状态与外部信号监测的功能。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为解决现有HEMP滤波器不能实现内部器件状态与外部信号监测的问题，本专利技术提出了一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置及方法，通过增加MCU处理器及相关采集回路，实现智能监测。
[0006]技术方案：一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，包括：
[0007]HEMP干扰信号采集模块，用于获取设备电源端口的HEMP干扰信号；
[0008]电流滤波模块，用于对获取到的HEMP干扰信号进行滤波，得到滤波后的HEMP干扰信号；
[0009]模数转换模块，用于将滤波后的HEMP干扰信号转换成数字信号；
[0010]处理模块，用于依据接收到的数字信号，得到设备电源端口的工作状态。
[0011]进一步的，还包括漏电流采集模块，所述漏电流采集模块用于获取HEMP滤波监测装置内部的漏电流；
[0012]漏电流采集模块的输出端与电流滤波模块的输入端连接，用于对漏电流采集模块输出的漏电流进行滤波，滤波后输入至模数转换模块，得到漏电流对应的数字信号；
[0013]所述处理模块依据漏电流对应的数字信号，得到HEMP滤波监测装置内部状态。
[0014]进一步的，还包括信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与电流滤波模块的输出端连接，用于对电流滤波模块输出的信号进行放大和整形；该信号处理模块的输出端与模数转换模块的输入端连接。
[0015]进一步的，所述HEMP干扰信号采集模块为罗氏线圈。
[0016]进一步的，所述漏电流采集模块为霍尔传感器。
[0017]进一步的，还包括滤波防护模块；
[0018]所述滤波防护模块与设备电源端口并联；该滤波防护模块包括TVS管和放电间隙；其中，所述TVS管与放电间隙串联接地，当设备电源端口正常工作时，TVS管处于截止状态；当设备电源端口出现HEMP干扰脉冲时，TVS管由高阻态变为低阻态，实现脉冲放电和瞬态抑制。
[0019]进一步的，还包括DC
‑
DC转换模块，所述DC
‑
DC转换模块用于将设备电源插件的电源转换为给HEMP干扰信号采集模块、电流滤波模块、模数转换模块和处理模块供电的电源。
[0020]进一步的，所述设备电源端口为电力二次设备电源端口。
[0021]本专利技术还公开了一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测方法，包括以下步骤：
[0022]获取设备电源端口的HEMP干扰信号；
[0023]对获取到的HEMP干扰信号依次进行滤波和模数转换，得到相应的数字信号；
[0024]依据数字信号，得到设备电源端口的工作状态；
[0025]其中，所述的HEMP监测装置为上述公开的一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置。
[0026]进一步的，还包括以下步骤：
[0027]获取HEMP滤波监测装置内部的漏电流；
[0028]对获取到的漏电流依次进行滤波和模数转换，得到相应的数字信号；
[0029]依据数字信号，得到HEMP滤波监测装置内部状态。
[0030]进一步的，在对获取到的HEMP干扰信号进行滤波后，且在对获取到的HEMP干扰信号进行模数转换前，对滤波后的HEMP干扰信号进行放大和整形，再将放大和整形后的HEMP干扰信号进行模数转换。
[0031]进一步的，还包括以下步骤：
[0032]当在设备电源端口获取到HEMP干扰脉冲后，TVS管由高阻态变为低阻态，实现脉冲放电和瞬态抑制。
[0033]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0034](1)本专利技术的滤波监测装置/方法，通过处理模块对HEMP干扰信号放电脉冲电流状态进行监测，实现对设备电源端口的工作状态进行监测，监视该设备电源端口是否出现了HEMP脉冲干扰；
[0035](2)采用本专利技术的滤波监测装置/方法，对监控装置内部器件漏电流进行实时监测，漏电流检测误差精度小于1mA；以及对外部干扰信号放电脉冲电流进行实时监测，脉冲电流采集范围为10
‑
100A，脉冲电流精度小于10A；
[0036](3)本专利技术的滤波监测装置/方法，通过处理模块对HEMP滤波监测装置内部回路漏电流进行判定，实时判定HEMP滤波监测装置内部器件是否功能完整；
[0037](4)本专利技术的滤波监测装置解决了HEMP电源滤波器因尺寸不能适配电力二次设备的问题，本专利技术的监测装置采用模块化适配技术，可以直接适配电力二次设备电源端口，与电力二次设备电源板即插即用，无需额外增加布线施工；
[0038](5)本专利技术的滤波监测装置与被防护的电力二次设备深度融合，且本专利技术的滤波监测装置与被防护的电力二次设备的布线距离可满足小于1cm，即滤波后电源回路与被防护的电力二次设备的布线距离可满足小于1cm，可解决消除滤波后电源回路干扰二次耦合污染问题。
附图说明
[0039]图1为一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置的系统框图；
[0040]图2为一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置的正面结构示意图；
[0041]图3为一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置的反面结构示意图。
具体实施方式
[0042]现结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，其特征在于：包括：HEMP干扰信号采集模块，用于获取设备电源端口的HEMP干扰信号；电流滤波模块，用于对获取到的HEMP干扰信号进行滤波，得到滤波后的HEMP干扰信号；模数转换模块，用于将滤波后的HEMP干扰信号转换成数字信号；处理模块，用于依据接收到的数字信号，得到设备电源端口的工作状态。2.根据权利要求1所述的一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，其特征在于：还包括漏电流采集模块，所述漏电流采集模块用于获取HEMP滤波监测装置内部的漏电流；漏电流采集模块的输出端与电流滤波模块的输入端连接，用于对漏电流采集模块输出的漏电流进行滤波，滤波后输入至模数转换模块，得到漏电流对应的数字信号；所述处理模块依据漏电流对应的数字信号，得到HEMP滤波监测装置内部状态。3.根据权利要求1所述的一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，其特征在于：还包括信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与电流滤波模块的输出端连接，用于对电流滤波模块输出的信号进行放大和整形；该信号处理模块的输出端与模数转换模块的输入端连接。4.根据权利要求1所述的一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，其特征在于：所述HEMP干扰信号采集模块为罗氏线圈。5.根据权利要求2所述的一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，其特征在于：所述漏电流采集模块为霍尔传感器。6.根据权利要求1所述的一种用于设备电源端口的HEMP滤波监测装置，其特征在于：还包括滤波防护模块；所述滤波防护模块与设备电源端口并联；该滤波防护模块包括TVS管和放电间隙；其中，所述TVS管与放电间隙串联接地，当设备电源端口正常工作时，TVS管处于截止状态；当设备电源端口出现HEMP干扰脉冲时，TVS...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹志杨，徐政，夏雨，周华良，郭俊，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司国网陕西省电力公司，
类型：发明
国别省市：