一种雷达供电系统零序电流采样装置

1.本实用新型涉及雷达保护领域，特涉及一种雷达供电系统零序电流采样装置。


背景技术：

2.随着近代科学和工业的发展，军用雷达的电气化、自动化程度不断提高，系统容量也不断上升，电力网络越来越复杂和密集，雷达供电电缆的绝缘故障问题愈发频繁，严重影响雷达的日常战备值班任务。雷达供电电缆的绝缘从开始恶化到完全恶化有一定的时间周期，在这个过程中供电电缆会发生间歇性的电弧接地故障，这一类故障没有任何规律；同时，由于雷达油机方舱空间较小，供电线缆都沿着方舱地皮表面下方敷设，而长期的油机发电引发的机械振动也可能导致供电电缆松脱按照一定规律产生间歇性的接地故障，所以研究间歇性接地故障的故障特性，进而针对特性及早发现故障并对故障进行定位可以防止绝缘完全恶化引发的永久性接地故障，也可以及早发现绝缘松脱点。为了尽早发现供电问题，需要能够满足雷达恶劣的电流采样装置，通过精确的采样零序电流信号提前发现间歇性故障，从而可以尽早维修，避免发生安全事故。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种雷达供电系统零序电流采样装置。本实用新型通过三级放大电路对微弱的零序电流进行采样，且通过多路反馈低通滤波器能够滤除高频和低频杂波，从而满足了雷达苛刻的电磁环境。
4.本实用新型的技术方案是：一种雷达供电系统零序电流采样装置，包括第一级放大电路，第二级放大电路和第三级放大电路；其特征在于：第一级放大电路包括ad8422精密仪表放大器，ad8422精密仪表放大器第1脚和第4脚分别连接平衡限流电阻一和平衡限流电阻二，外部微电流传感器与采样电阻串联后分别与平衡限流电阻一和平衡限流电阻二连接，增益调整电阻接入ad8422精密仪表放大器第2脚和第3脚之间；ad8422精密仪表放大器第6脚与电源地连接，ad8422精密仪表放大器第8脚与电源正极连接，ad8422精密仪表放大器第7脚与电阻五连接，电阻五输出端与第二级放大电路输入连接，电阻五输出端通过电容一与电源地连接；第二级放大电路和第三级放大电路采用双电源供电，电容五和电容六并联接入电源正极与电源地之间，电容七和电容八并联接入电源负极与电源地之间，通过双电源外部与电容的连接，第二级放大电路和第三级放大电路采用ada4522放大器，ada4522放大器第8脚与电源正极连接，ada4522放大器与电源负极连接，ada4522放大器通过电阻六与电源地连接，ada4522放大器第2脚通过电阻七与第一级放大电路输出连接，电阻八与第一级放大电路输出连接，另一端与ada4522放大器第1脚连接，电容二连接在ada4522放大器第2脚和第1脚之间；ada4522放大器第1脚连接与电阻九连接，电阻九输出通过电容三与电源地连接，ada4522放大器第6脚通过电阻十一11与电阻九输出连接，电阻十二与电阻九输出连接，另一端与ada4522放大器第7脚连接，电容四连接在ada4522放大器第6脚和第7脚之间。
5.根据如上所述的一种雷达供电系统零序电流采样装置，其特征在于：增益调整电阻为电阻三和电阻四并联后的等效电阻。
6.根据如上所述的一种雷达供电系统零序电流采样装置，其特征在于：采样电阻为50ω至100ω。
7.根据如上所述的一种雷达供电系统零序电流采样装置，其特征在于：第一级放大电路放大倍数在397倍至398倍。
8.根据如上所述的一种雷达供电系统零序电流采样装置，其特征在于：第二级放大电路放大倍数在4.24倍至4.44倍之间。
9.根据如上所述的一种雷达供电系统零序电流采样装置，其特征在于：第三级放大电路放大倍数在4.24倍至4.44倍之间。
10.根据如上所述的一种雷达供电系统零序电流采样装置，其特征在于：微电流传感器为单匝穿心感应式，被测支路电缆直接穿过传感器线圈。
附图说明
11.图1采集器零序电流采样电路。
12.图2雷达配电网的零序电流采集器分布。
13.图3微电流传感器。
具体实施方式
14.以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
15.如图1所示，本实用新型的一种雷达供电系统零序电流采样装置，包括三级放大电路，第一级放大电路，第二级放大电路和第三级放大电路。
16.如图1所示，本实用新型第一级放大电路包括ad8422精密仪表放大器u1，ad8422精密仪表放大器第1脚和第4脚分别连接平衡限流电阻一r1和平衡限流电阻二r2，外部微电流传感器与采样电阻串联后分别与平衡限流电阻一r1和平衡限流电阻二r2连接，采样电阻一般为50ω至100ω，用于采集微电流传感器输出的微弱信号。增益调整电阻(增益调整电阻可以为电阻三r3和电阻四r4并联)接入ad8422精密仪表放大器第2脚和第3脚之间；ad8422精密仪表放大器第6脚与电源地连接，ad8422精密仪表放大器第8脚与电源正极vdd连接，ad8422精密仪表放大器第7脚与电阻五r5连接，电阻五r5输出端与第二级放大电路输入连接，同时电阻五r5输出端还通过电容一c1与电源地连接。第一级放大电路将输入的电路信号进行放大，放大倍数在397倍至398倍之间。
17.如图1所示，第二级放大电路和第三级放大电路采用双电源供电，vdd为电源正极，vss为电源负极，电容五c5和电容六c6并联接入电源正极vdd与电源地之间，电容七c7和电容八c8并联接入电源负极vss与电源地之间，通过双电源外部与电容的连接，实现稳定的外部供电，提升本实用新型电路的抗干扰能力。
18.本实用新型的第二级放大电路和第三级放大电路在同一个芯片ada4522放大器，图1中第二级放大电路利用该芯片的第2脚、第3脚作为输入、第4脚作为输出；第三级放大电路利用该芯片的第5脚、第6脚作为输入、第7脚作为输出，即本实用新型如图1中的u2a、u2b为同一个芯片，只是在工作过程中利用了不同的输入输出引脚。本实用新型的第二级放大
电路和第三级放大电路采用ada4522放大器，ada4522放大器第8脚与电源正极vdd连接，ada4522放大器与电源负极vss连接，ada4522放大器通过电阻六6与电源地连接，ada4522放大器第2脚通过电阻七7与第一级放大电路输出连接，电阻八r8与第一级放大电路输出连接，另一端与ada4522放大器第1脚连接，电容二c2连接在ada4522放大器第2脚和第1脚之间；ada4522放大器第1脚连接与电阻九r9连接，电阻九r9输出通过电容三c3与电源地连接，ada4522放大器第6脚通过电阻十一11与电阻九r9输出连接，电阻十二r12与电阻九r9输出连接，另一端与ada4522放大器第7脚连接，电容四c4连接在ada4522放大器第6脚和第7脚之间。本实用新型通过第二级放大电路放大倍数在4.24倍至4.44倍之间；第三级放大电路放大倍数在4.24倍至4.44倍之间。通过第二级放大电路和第三级放大电路组成无限增益多路反馈低通滤波器能够滤除高频和低频杂波，从而使本实用新型的电路具有较高的抗电磁干扰能力。
19.如图3所示，本实用新型的雷达供电系统零序电流采样装置所采用的微电流传感器，微电流传感器为单匝穿心感应式，具体来说就是被测支路电缆直接穿过传感器线圈，这样可理解为一次侧绕组仅有一匝。采用这种结构的传感器在安装时仅需要套入被测线路即可，不会对线路接线造成影响，而且可以使被测线路与二次侧绕组电气隔离，因此成为高压应用场合使用的首选。且通过本实用新型三级放大电路放大和滤波处理，能够满足雷达现场复杂的电磁工作环境。
20.如图2所示，本实用新型的微电流传感器安装方式，在雷达供电系统多采用中性点直接接地或者经小电阻接地的接地方式，图2为雷达供电系统对地参数等效模型，中性点接地方式为经小电阻接地。图2中，ua、ub、uc代表油机发电机出来的三相电压，中性点接地电阻为rn，r
ka
、r
kb
、r
kc
、c
ka
、c
kb
、c
kc
代表各支路的电子和分布电容。
21.雷达电网的绝缘故障监测要求所使用的电流传感器精度高、抗干扰、测量频带宽，而且要有良好的线性度。本实用新型以大口径的传感器实现对弱电流的检测必须对传感器进行精确的设计，尽可能减少漏磁；由于雷达内部环境恶劣，对传感器输出的微安级电流的干扰极大，传感器输出电流的放大电路也必须精心设计，所以本实用新型采用了三级放大和滤波的同步设计方式，满足了该要求；考虑到雷达使用环境对安装结构强度要求较高，并且由于雷达方舱内部结构空间有限，传感器的体积在满足主要性能指标的前提下需符合雷达方舱对传感器最大外形尺寸的要求；同时传感器的绝缘间隙、爬电距离、耐受电压及外壳防护等级等，要考虑安全裕量。因此，在宽口径微电流信号传感器的参数选择上需要考虑系统的匹配性，兼顾经济性和生产制造实际。