一种抗干扰雷击电流检测装置
阅读说明：本技术 一种抗干扰雷击电流检测装置 (Anti-interference lightning current detection device ) 是由 赵湘文 丁佳钰 邱小灵 林武汉 聂进培 冯学松 谢子亮 于 2021-01-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种抗干扰雷击电流检测装置,包括依次连接的电荷积分电路、运放电路和AD转换电路；电荷积分电路用于接收电流传感器获取的雷电流模拟信号,并输出真实电流模拟信号；运放电路用于接收真实电流模拟信号,并输出高倍数电流模拟信号；AD转换电路用于获取高倍数电流模拟信号,并输出雷电流数字信号。本发明的有益效果是：通过电荷积分电路、运放电路和AD转换电路的设置,抑制干扰信号,还原真实雷电流信号,提高了雷电流监测的准确性。(The invention discloses an anti-interference lightning current detection device, which comprises a charge integrating circuit, an operational amplifier circuit and an AD conversion circuit which are connected in sequence; the charge integration circuit is used for receiving the lightning current analog signal acquired by the current sensor and outputting a real current analog signal; the operational amplifier circuit is used for receiving the real current analog signal and outputting a high-multiple current analog signal; the AD conversion circuit is used for acquiring high-multiple current analog signals and outputting lightning current digital signals. The invention has the beneficial effects that: through the arrangement of the charge integrating circuit, the operational amplifier circuit and the AD conversion circuit, interference signals are suppressed, real lightning current signals are restored, and accuracy of lightning current monitoring is improved.)
技术领域
本发明涉及雷击电流检测技术领域，尤其涉及一种抗干扰雷击电流检测装置。
背景技术
在电力系统的运行中，线路避雷器是保护系统避免雷击灾害的一种电气设备，由于氧化锌的非线性特性优异且通流能力等各方面的性能指标都优于原有的碳化硅，所以氧化锌避雷器渐渐取代碳化硅避雷器成为电力系统中保护设备免受雷击损害的重要设备。但避雷器出现老化受潮时，内部氧化锌将产生劣化损坏其性能，其运行状况将直接影响电力系统的安全运行。为了及时掌握避雷器的运行状况，保障电力系统运行的安全可靠，对其进行智能在线监测和诊断是非常必要的。
目前，传统的雷电流采集装置多用于记录雷击发生的时间、雷电流的幅值、能量等信息，无法复现雷电流信号的波形，不利于用户对雷电进行更为详细的研究。现有的避雷器监测终端运行时采集模块一直在工作状态，如果没有有效的信号触发，则不断采集数据，只在设定周期时间内定时上报，多余数据将会自动丢弃。当雷击发生时，产生的雷电流信号将采集装置的存储系统触发，记录雷电流信号。然而，雷电流采集装置工作区域环境的干扰通常较为严重，外界的干扰信号常常触发装置产生误动，由于装置自身无法区分所采集信号为外部的噪声信号还是雷电流信号，常常将干扰信号误认为雷电流信号而将其全部存储并上传平台，不仅导致平台所记录的监测数据混乱，还因为这些错误的记录致使无法区分真正的雷电流信号，使真正的雷电流信号被遗漏。不利于用户对雷电进行更为详细的研究。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种抗干扰雷击电流检测装置，主要解决现有雷电流采集装置无法复现雷电流信号的波形且易产生误动的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种抗干扰雷击电流检测装置，包括依次连接的电荷积分电路、运放电路和AD转换电路；所述电荷积分电路用于接收电流传感器获取的雷电流模拟信号，并输出真实电流模拟信号；所述运放电路用于接收所述真实电流模拟信号，并输出高倍数电流模拟信号；所述AD转换电路用于获取所述高倍数电流模拟信号，并输出雷电流数字信号。
在一些实施方式中，所述电荷积分电路为RC积分电路。
在一些实施方式中，所述运放电路为差分放大电路。
在一些实施方式中，所述AD转换电路为模数转换器ADC。
在一些实施方式中，所述RC积分电路采用集成IC，所述集成IC的电源端接入3.7V直流电压源，所述3.7V直流电压源通过电容C29与模拟地AGND连接，集成IC的地端接入模拟地AGND，集成IC的反相输入端与电阻R42的一端连接，集成IC的同相输入端与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端和所述电流互感器电容CT1的L2端连接，所述电流互感器电容CT1的L1端与所述电阻R42的另一端连接，所述电阻R42、电阻R37和电流互感器电容CT1形成的通路之间设有三条并联支路，第一条并联支路为设置瞬态抑制二极管，第二条并联支路为设置电容C31，且所述电容C31的其中一端与1.5V直流电压源连接，第三条并联支路为设置电阻R11，所述电阻R11和所述1.5V直流电压源之间的通路分别接入并联的电容C33的一端和极性电容E9，所述电容C33的另一端和极性电容E9的负极与模拟地AGND连接，所述集成IC的同相输入端和所述电阻R37之间的通路通过电阻R0接到1.5V直流电压源，所述电阻R37与所述电流互感器电容CT1的L1端之间设有可调电容CT，所述集成IC的反相输入端通过电阻R41与集成IC的输出端连接。
在一些实施方式中，所述瞬态抑制二极管为SMBJ6.5CA-TVS瞬态抑制二极管。
本发明的有益效果为：通过电荷积分电路、运放电路和AD转换电路的设置，抑制干扰信号，还原真实雷电流信号，提高了雷电流监测的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例中公开的抗干扰雷击电流检测装置的原理图；
图2为本发明实施例中公开的RC积分电路的电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
如图1所示,本实施例提出了一种抗干扰雷击电流检测装置，包括依次连接的电荷积分电路、运放电路和AD转换电路；电荷积分电路用于接收电流传感器获取的雷电流模拟信号，并输出真实电流模拟信号；运放电路用于接收真实电流模拟信号，并输出高倍数电流模拟信号；AD转换电路用于获取高倍数电流模拟信号，并输出雷电流数字信号。
本发明通过电荷积分电路、运放电路和AD转换电路的设置，抑制干扰信号，还原真实雷电流信号，提高了雷电流监测的准确性。
更进一步的，电荷积分电路为RC积分电路。无源RC网络是与电容器串联的电阻器，它是与电容器串联的固定电阻，该电容器具有频率相关的电抗，随着其板上的频率增加而减小。因此，在低频时，电容的电抗Xc很高，而在高频时，由于Xc＝1/(2πfC)的标准电容电抗公式，其电抗很低，相当于低通滤波器，将罗夫斯基电流传感器(简称罗氏线圈)输出的微分信号，加上RC积分电流还原真实电流信号。
更进一步的，运放电路为差分放大电路。利用差分放大电路对差模输入信号的放大作用，对共模输入信号的抑制作用。当差模信号输入时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压大小相等、极性相反，有效地放大差模输入信号。当共模信号输入时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压大小相等、极性相同，对共模输入信号具有很强的抑制能力，可以抑制由外界条件的变化带给电路的影响，如温度噪声等。
具体的，上述的AD转换电路为模数转换器ADC。
如图2所示，提供了其中一种优选的RC积分电路,该RC积分电路采用集成IC，集成IC的电源端接入3.7V直流电压源，3.7V直流电压源通过电容C29与模拟地AGND连接，集成IC的地端接入模拟地AGND，集成IC的反相输入端与电阻R42的一端连接，集成IC的同相输入端与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端和电流互感器电容CT1的L2端连接，电流互感器电容CT1的L1端与电阻R42的另一端连接，电阻R42、电阻R37和电流互感器电容CT1形成的通路之间设有三条并联支路，第一条并联支路为设置瞬态抑制二极管，第二条并联支路为设置电容C31，且电容C31的其中一端与1.5V直流电压源连接，第三条并联支路为设置电阻R11，电阻R11和1.5V直流电压源之间的通路分别接入并联的电容C33的一端和极性电容E9，电容C33的另一端和极性电容E9的负极与模拟地AGND连接，集成IC的同相输入端和电阻R37之间的通路通过电阻R0接到1.5V直流电压源，电阻R37与电流互感器电容CT1的L1端之间设有可调电容CT，集成IC的反相输入端通过电阻R41与集成IC的输出端连接。
瞬态抑制二极管为SMBJ6.5CA-TVS瞬态抑制二极管。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。