[实用新型]超快速精密过电压保护器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电器保护技术，具体地说是超快速精密过电压保护系统。

背景技术

交流供电系统的过电压一般可分为雷击过电压和内部过电压两种主要情况，雷击过电压又可细分为雷击直击过电压和雷击感应过电压两种方式，而内部过电压也可分为“工频过电压(单相接地故障、甩负荷、空载线末端电压升高等)、操作过电压(断开电感性负载、合空载线，重合空载线、切空载线路或容性负载、电弧接地等)”。这些过电压的共同特点大致表现在出现过电压时的峰值电压较高，但持续时间都较短，一般采用防雷保护装置或压敏电阻等器件对低压(220V.AC，50HZ)供电系统进行保护。

还有一种过电压是电网电压等级发生故障引起的过电压，这类过电压发生在380V.AC电源串入到220V.AC低压供电回路，这种过电压不存在持续时间有多长的概念，在没有切断故障电源以前，这种过电压将始终存在。目前使用的常规过电压保护器件因切除的时间太慢而失掉应有的保护作用，往往是重要电器设备已损坏，过电压保护开关才断开。

实践证明，这种电源电压等级故障产生的过电压，采用动作速度很快的压敏电阻或者瞬间抑制二极管进行保护也很难真正奏效，其重要原因之一就是这些器件电压等级的分散性较大而且功率较小，从曾经发生的380V.AC串入220V.AC供电回路的故障情况看，220V.AC电源回路事先已接有250V.AC有效值的压敏电阻爆裂，造成UPS严重损坏，同时造成DCS开关电源中的压敏电阻爆裂，开关电源损坏的严重事故。

到目前为止，国内外均未发现有用于大型精密电器设备的大功率过电压保护装置，特别是近几年本发明人从事DCS(集散型工业计算机监控和管理系统)系统的应用技术开发过程中，先后两次遇到380V.AC串入220V.AC电源系统中，造成数百万元的DCS系统损坏的严重事故，深感研制和生产一种能快速、安全、可靠进行过电压保护装置的紧迫性和重要的技术经济价值。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在外部供电系统出现故障时，能切实可行的快速过电压保护，从根本上确保这些电器设备用电安全的超快速精密过电压保护系统。

本实用新型的技术方案：要对高度连续性生产过程用大型计算机DCS系统等核心自动控制设备实施过电压保护，最关键的问题就是必须从各个方面充分考虑和研究作为过电压保护装置自身的高可靠性问题，对电源出现的各种内部过电压及雷击感应过电压等持续时间较短的尖脉冲，要具备快速吸收和滤波功能，防止这部份浪涌电压继续传向后续电路。对于供电系统出现的真的过电压，例如400V电压等级的电源串入220V电压等级，则必须快速检测出，并以最快的速度将故障电源切断，做到万无一失，并具有很强的抗干扰能力，正常供电情况下保证不会出现误动作。

为实现上述功能，采用的具体电路结构为：本超快速精密过电压保护器包括电源输入电路(F1)和电源输出电路(F6)，其特征在于主要由过电压保护电路(F4)及过电压测量和控制电路(F7)构成，过电压保护电路提供过电压测量和控制电路电压信号，经检测后将控制信号送回到过电压保护电路；过电压保护电路(F4)主要由至少一只空气开关(2PK2、2PK3)，晶闸管SCR1、SCR2构成，晶闸管SCR1的阳极与晶闸管SCR2的阴极连接，晶闸管SCR2的阳极与晶闸管SCR1的阴极连接，SCR1的阴极与空气开关的一端相连，SCR2的阴极与空气开关的另一端相连，SCR1的门极与过电压测量和控制电路中的三极管N2的发射极连接，SCR2的门极与过电压测量和控制电路中的三极管N3的发射极连接；过电压测量和控制电路(F7)是由F7-1和F7-2两部份构成，F7-1(或F7-2)是由变压器GB1、DB1，整流电路(ZL1、ZL2)，稳压电路，电压基准电路(JZ1、RP1、C14、R7、R8)，测量电路(C9、C10、R9、R10)，比较放大电路和功率放大电路构成，其联接为变压器的次级线圈与整流电路连接，整流电路(ZL1)与稳压电路连接，稳压电路又与电压基准电路连接，整流电路(ZL2)与测量电路连接，比较放大电路的输入端与测量电路和电压基准电路连接，比较放大电路的输出端与功率放大电路连接，功率放大电路的输出信号与过电压保护电路F4连接，F7-1还与交直流变换电路F8和过电压保护电路F4连接。