高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置，该保护装置由精密变压器保护机构和采集板卡保护机构组成；精密变压器保护机构包括：高压信号输入端子、3W51K消耗电阻、1.5KE250双向瞬态电压抑制器TVS、高压信号输出端子、精密变压器，它们依次与冶炼电弧炉电极处相连接；采集板卡保护机构包括：低压信号输入端子、1W51K消耗电阻、SMBJ12CA双向瞬态电压抑制器TVS、低压信号输出端子、NI采集板卡，它们依次与电压互感器相连接。本实用新型保护装置能将电弧炉冶炼系统的高、低压变送信号钳制在一定的电压范围内，对监控系统中的下游设备实施更可靠的保护，有效地保证了监测系统的安全运行。
【专利说明】高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于工业自动化控制领域，特别涉及一种高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置。
【背景技术】
[0002]过电压保护装置是工业自动化的重要组成部分，同时，高能耗冶炼行业绝大部分都是人工操作控制的，未实现自动控制方式，但是要实现自动控制，监测系统是必需的。对于电弧炉冶炼系统，由于冶炼工艺的要求，高压变压器需要不断的启停，这样，电压互感器二次侧和电弧炉电极处就会瞬时过电压，对监测系统的下游设备进行损坏。而现有的瞬时过电压保护装置并不太适用于高能耗监测系统。所以，面临的一个问题就是监测系统在过电压情况下下游设备的安全性无法保证。在高能耗冶炼行业能耗监测系统中，需要一种瞬时过电压保护装置，保证其运行的安全可靠性。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置，能够防止系统的下游设备损坏，保证该监测系统的安全可靠性。
[0004]一种高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置，该保护装置由精密变压器保护机构和采集板卡保护机构组成；精密变压器保护机构包括:高压信号输入端子、3W51K消耗电阻、1.5KE250双向瞬态电压抑制器TVS、高压信号输出端子、精密变压器，它们依次与冶炼电弧炉电极处相连接；采集板卡保护机构包括:低压信号输入端子、1W51K消耗电阻、SMBJ12CA双向瞬态电压抑制器TVS、低压信号输出端子、NI采集板卡，它们依次与电压互感器相连接；
[0005]本系统装配在交流电压信号线路上，当双向瞬态电压抑制器TVS的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它立即进入反向截止状态，能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，而瞬时高能量主要降落在消耗电阻上，这样能快速吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，可保护下游设备免受各种浪涌脉冲冲击。
[0006]本发明保护装置具有以下优点:
[0007]1.高/低压信号输入/输出端子采用螺旋式的接线端子，绝缘等级高、耐用、体积小、接线方便；
[0008]2.消耗电阻采用1W/3W51K_1%金属膜电阻，能够快速地将瞬时电压消耗掉；
[0009]3.采用1.5KE250、SMBJ12CA双向瞬态电压抑制器TVS，具有自恢复功能，工作于反向截止状态，对交流信号进行瞬时过电压抑制，不影响系统的任何功能；
[0010]4.双向瞬态电压抑制器TVS配合消耗电阻，更加可靠有效地保护了下游设备；
[0011]5.双向瞬态电压抑制器TVS体积小、功率大、响应快、无噪声和价格低；
[0012]6.该系统成本低、简单实用、体积小、使用方便，只需串接在交流信号中即可。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型保护装置中精密变压器保护机构的结构框图；
[0014]图2为本实用新型保护装置中采集板卡保护机构的结构框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0016]如图1、图2所示，高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置，该保护装置由精密变压器保护机构和采集板卡保护机构组成。精密变压器保护机构包括:高压信号输入端子、3W51K消耗电阻、1.5KE250双向瞬态电压抑制器TVS、高压信号输出端子、精密变压器，它们依次与冶炼电弧炉电极处相连接。采集板卡保护机构包括:压信号输入端子、1W51K消耗电阻、SMBJ12CA双向瞬态电压抑制器TVS、低压信号输出端子、NI采集板卡，它们依次与电压互感器相连接。
[0017]在实际使用中，按照图1、图2制作成印刷电路板(PCB板)。本实用新型保护装置的工作原理为:本系统装配在交流电压信号线路上，当双向瞬态电压抑制器TVS的两极受至IJ反向瞬态高能量冲击(瞬时过电压)时，它立即进入反向截止状态，能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，而瞬时高能量主要降落在消耗电阻上，这样能快速吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，有效地保护下游设备，免受各种浪涌脉冲(瞬时过电压)的损坏。在高能耗监测系统中，通过TVS的最大反向脉冲峰值电流和过电压倍数，计算得出消耗电阻的阻值不得小于50K，选用51K ;电阻的功率不得小于3W (高压)和IW (低压)。当高压信号过电压时，1.5KE250双向瞬态电压抑制器TVS将信号电压钳位在最大钳位电压360V (幅值)，有效地保护250/5V (有效值)精密变压器；当低压信号过电压时，SMBJ12CA双向瞬态电压抑制器TVS将信号电压钳位在最大钳位电压14.7V，有效地保护耐压等级为±30V，输入为±10V的NI采集板卡。
[0018]本实用新型瞬时过电压保护装置采用了瞬态电压抑制器TVS配合消耗电阻，解决了高能耗监测系统运行的安全可靠性。
【权利要求】
1.一种高能耗监测系统的瞬时过电压保护装置，其特征在于:所述保护装置由精密变压器保护机构和采集板卡保护机构组成； 所述精密变压器保护机构包括:高压信号输入端子、3W51K消耗电阻、1.5KE250双向瞬态电压抑制器TVS、高压信号输出端子、精密变压器，它们依次与冶炼电弧炉电极处相连接； 所述采集板卡保护机构包括:低压信号输入端子、1W51K消耗电阻、SMBJ12CA双向瞬态电压抑制器TVS、低压信号输出端子、NI采集板卡，它们依次与电压互感器相连接； 本系统装配在交流电压信号线路上，当双向瞬态电压抑制器TVS的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它立即进入反向截止状态，能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，而瞬时高能量主要降落在消耗电阻上，这样能快速吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，可保护下游设备免受各种浪涌脉冲冲击。
【文档编号】H02H9/04GK203553925SQ201320698668
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】何梦林, 史泽东, 李泽滔, 方奇, 祝荣强, 李泽兴 申请人:遵义汇峰智能系统有限责任公司