一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，该电路包括依次连接的瞬态过电压抑制电路（101）、稳态骚扰抑制电路（102）、二次骚扰抑制电路（103）以及骚扰吸收电路（104）；所述瞬态过电压抑制电路（101）包括气体放电管；所述稳态骚扰抑制电路（102）包括电源EMI滤波器；所述二次骚扰抑制电路（103）包括电压瞬变抑制晶闸管TVS；所述骚扰吸收电路（104）包括磁环电路；这种电路结构简单，价格低廉，既对瞬态骚扰进行抑制，又对稳态骚扰进行抑制；既对高频骚扰进行抑制，又对低频骚扰进行抑制；保证了通信设备电源的正常供电。
【专利说明】—种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种电路，具体涉及一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，特别是用于抑制变电站通信机房供电电源骚扰。
【背景技术】:
[0002]变电站通信机房内通信设备的用电主要是由变电站的主变压器低压侧母线通过站用变压器转变而来，一方面，电源中不可避免地混有来自输变电线路的骚扰信号；另一方面，输电线路电压等级的提高使得变电站内的电磁环境变得更加严峻，这些因素对站内通信设备供电电源产生很大影响；上述两种情况主要是电源稳定运行时遇到的稳态骚扰。
[0003]其次，相对运营商通信机房，变电站内通信机房的供电电源存在由于开关操作、断路器操作而引起的瞬态骚扰；这些操作产生的瞬态骚扰通过传导和辐射的形式耦合到电源线上，会影响通信设备正常运行。
[0004]此外，雷击是各种用电设备、供电电源必须要面对和解决的具有极大危害的骚扰；雷击产生的危害主要是瞬态的过电压和大的入地电流；瞬态的大入地电流会通过接地设施流入大地，而瞬态的过电压则通过供电线路影响通信设备，因此必须对其进行抑制。
[0005]当前国内外对于电源防护电路的研究，主要集中在集成电路开关电源的防护研究，而且防护电路采用的是半导体器件，如二极管、MOSFET等；这些器件的工作电压相对较小，因此这种电路主要针对的骚扰都是较小幅值的过电压、过电流，如果遇到雷击产生的过电压和过电流，则会直接造成电路的烧毁。
【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足；
[0007]本发明提供的技术方案是:一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于:所述电路包括依次连接的瞬态过电压抑制电路(101)、稳态骚扰抑制电路
(102)、二次骚扰抑制电路(103)以及骚扰吸收电路(104)；
[0008]所述瞬态过电压抑制电路(101)包括气体放电管；所述稳态骚扰抑制电路(102)包括电源EMI滤波器；所述二次骚扰抑制电路(103)包括电压瞬变抑制晶闸管TVS ;所述骚扰吸收电路(104)包括磁环电路。
[0009]优选的，所述电源EMI滤波器包括差模电容203B、差模电容204B、差模电容205B、接地电容203A、接地电容204A、共模扼流圈1、共模扼流圈2、差模电感201B、差模电感202B以及电阻R ;
[0010]所述共模扼流圈I包括线圈201A和线圈206A ;所述共模扼流圈2包括线圈202A和线圈205A ；
[0011]所述差模电容203B、所述共模扼流圈I的线圈206A、所述差模电容204B以及所述共模扼流圈I的线圈201A依次连接形成一个闭合回路I ;
[0012]所述接地电容203A、所述接地电容204A，所述共模扼流圈2的线圈205A、所述差模电容205B以及所述共模扼流圈2的线圈202A依次连接形成一个闭合回路2 ；
[0013]所述闭合回路I与所述闭合回路2之间并联所述电阻R。
[0014]进一步，所述接地电容203A和所述接地电容204A连接组成的串联支路、所述电阻R、所述差模电容204B依次并联。
[0015]进一步，所述差模电容205B的两端分别连接所述差模电感201B的一端和所述差模电感202B的一端。
[0016]进一步，所述差模电容203B的两端为所述电源EMI滤波器的输入端；所述电源EMI滤波器的输入端与气体放电管并联；所述差模电感201B的另一端以及所述差模电感202B的另一端为所述电源EMI滤波器的输出端，所述电源EMI滤波器的输出端与电压瞬变抑制晶闸管TVS并联。
[0017]进一步，所述接地电容203A与所述接地电容204A的公共端接地。
[0018]进一步，所述磁环电路包括低频抑制磁环1、低频抑制磁环2、高频抑制磁环1、高频抑制磁环2 ；
[0019]所述电压瞬变抑制晶闸管TVS的一端连接所述低频抑制磁环I的一端；所述低频抑制磁环I的另一端连接所述高频抑制磁环I的一端；所述电压瞬变抑制晶闸管TVS的另一端连接所述低频抑制磁环2的一端；所述低频抑制磁环2的另一端连接所述高频抑制磁环2的一端。
[0020]进一步，所述低频抑制磁环I和所述低频抑制磁环2为用于吸收低频骚扰的锰锌磁环。
[0021]进一步，所述闻频抑制磁环I和所述闻频抑制磁环2为用于吸收闻频骚扰的镇锋磁环。
[0022]优选的，所述气体放电管与变电站通信机房配电屏的输出端并联。
[0023]优选的，所述高频抑制磁环I的另一端和所述高频抑制磁环2的另一端为磁环电路的输出端；所述磁环电路的输出端与通信设备并联。
[0024]与最接近的现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0025](I)瞬态过电压抑制电路(101)、稳态骚扰抑制电路(102)、二次骚扰抑制电路
(103)以及骚扰吸收电路(104)依次连接；通过四级抑制电路达到了对电源骚扰的最大化抑制；
[0026](2)抑制电路应用于变电站通信机房的配电屏输出端与通信设备的电源输入之间，实现了对变电站内通信设备供电电源遇到的强瞬态和稳态骚扰的抑制；
[0027](3)抑制电路的第一级采用气体放电管，抑制了电源遇到的瞬态浪涌骚扰；
[0028](4)气体放电管不仅能在导通状态下抑制过电压，泄放大电流，此外还能为第二级的电源EMI滤波器提供电压箝位，防止了过电压对电源EMI滤波器造成损坏；
[0029](5)抑制电路的第二级采用电源EMI滤波器，抑制了电源稳态运行时夹杂的稳态骚扰；
[0030](6)电源EMI滤波器中的共模扼流圈I (包括线圈201A和线圈206A)、共模扼流圈
2(包括线圈202A和线圈205A)、接地电容203A、接地电容204A抑制了共模骚扰信号；
[0031](7)电源EMI滤波器中的差模电容203B、差模电容204B、差模电容205B、差模电感20IB、差模电感202B抑制了差模骚扰信号；[0032](8)抑制电路的第三级采用电压瞬变抑制晶闸管TVS，再次抑制了前两级抑制电路泄露的骚扰信号；
[0033](9)抑制电路的第四级采用磁环电路，吸收了前三级抑制电路泄漏的低频骚扰信号和高频骚扰信号；
[0034]( 10)磁环电路的低频抑制磁环I和低频抑制磁环2吸收了瞬态过电压抑制电路
(101)、稳态骚扰抑制电路(102)以及二次骚扰抑制电路(103)泄露的频率为IkHz?IOMHz的较低频骚扰信号；
[0035](11)磁环电路的高频抑制磁环I和高频抑制磁环2吸收了瞬态过电压抑制电路(101 )、稳态骚扰抑制电路(102)以及二次骚扰抑制电路(103)泄露的频率为IMHz?300MHz的较高频骚扰信号。
【专利附图】
【附图说明】:
[0036]图1为电源骚扰防护电路示意图；
[0037]图2为电源EMI滤波器的等效电路图；
[0038]图3为电源骚扰防护实例示意图。
【具体实施方式】:
[0039]为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图对本发明的内容做进一步描述:
[0040]如图1所示:瞬态过电压抑制电路(101)、稳态骚扰抑制电路(102)、二次骚扰抑制电路(103)以及骚扰吸收电路(104)依次连接形成抑制电源骚扰的电路；
[0041]瞬态过电压抑制电路(101)采用浪涌抑制器件抑制瞬态的浪涌骚扰，这里采用的浪涌抑制器件是气体放电管；
[0042]稳态骚扰抑制电路(102)采用电源EMI滤波器抑制电源稳态运行时夹杂的稳态骚扰，电源EMI滤波器既可抑制差模骚扰信号又可抑制共模骚扰信号，但是由于其额定电压为250V，不能承受较大电压的冲击，因此需要气体放电管的电压箝位对电源EMI滤波器进行防护；
[0043]二次骚扰抑制电路(103)采用电压瞬变抑制晶闸管TVS对前两级抑制电路泄露的骚扰信号再次进行抑制；
[0044]骚扰吸收电路(104)采用磁环电路抑制前三级电路泄露的骚扰信号；磁环电路包括低频抑制磁环1、低频抑制磁环2、高频抑制磁环1、高频抑制磁环2 ；
[0045]低频抑制磁环I和闻频抑制磁环I串联；低频抑制磁环2和闻频抑制磁环2串联；低频抑制磁环I的另一端和低频抑制磁环2的另一端为磁环电路的输入端；高频磁环I的另一端和闻频磁环2的另一端为磁环电路的输出端；
[0046]低频抑制磁环I和低频抑制磁环2为用于吸收低频骚扰的锰锌磁环，这里的锰锌磁环吸收前三级抑制电路泄露的频率为IkHz?IOMHz的较低频骚扰信号；
[0047]高频抑制磁环I和高频抑制磁环2为用于吸收高频骚扰的镍锌磁环；镍锌磁环用于吸收前三级抑制电路泄露的频率为IMHz?300MHz的较高频骚扰信号。
[0048]如图2所示:电源EMI滤波器包括差模电容203B、差模电容204B、差模电容205B，接地电容203A、接地电容204A，共模扼流圈1，共模扼流圈2，差模电感201B、差模电感202B以及电阻R ;
[0049]共模扼流圈I包括线圈201A和线圈206A ;共模扼流圈2包括线圈202A和线圈205A ；
[0050]差模电容203B、共模扼流圈I的线圈206A、差模电容204B以及共模扼流圈I的线圈20IA依次连接形成一个闭合回路，差模电容204B与电阻R并联；
[0051]接地电容203A、接地电容204A，共模扼流圈2的线圈205A、差模电容205B以及共模扼流圈2的线圈202A依次连接形成一个闭合回路；接地电容203A和接地电容204A连接所组成的串联支路与电阻R并联；
[0052]差模电容205B的两端分别连接差模电感201B的一端和差模电感202B的一端；
[0053]差模电容203B的两端为电源EMI滤波器的输入端，输入端与气体放电管并联；差模电感201B的另一端以及差模电感202B的另一端为电源EMI滤波器的输出端，输出端与电压瞬变抑制晶闸管TVS并联，电压瞬变抑制晶闸管TVS两端接磁环电路的输入端；
[0054]接地电容203A与接地电容204A的公共端接地；
[0055]共模扼流圈和接地电容用来抑制共模骚扰信号；差模电感和差模电容用来抑制差模骚扰信号；
[0056]如图3所示:本发明的骚扰抑制电路并联在通信机房通信设备供电的配电屏输出端与通信设备之间；气体放电管在导通状态下抑制过电压，泄放大电流，此外还为第二级的电源EMI滤波器提供电压箝位，防止过电压对电源EMI滤波器造成损坏；电源EMI滤波器抑制了电源稳态运行时夹杂的稳态骚扰；电压瞬变抑制晶闸管TVS再次抑制了前两级抑制电路泄露的骚扰信号；磁环电路吸收了前三级抑制电路泄漏的低频骚扰信号和高频骚扰信号。
[0057]以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于:所述电路包括依次连接的瞬态过电压抑制电路(101)、稳态骚扰抑制电路(102)、二次骚扰抑制电路(103)以及骚扰吸收电路(104); 所述瞬态过电压抑制电路(101)包括气体放电管；所述稳态骚扰抑制电路(102)包括电源EMI滤波器；所述二次骚扰抑制电路(103)包括电压瞬变抑制晶闸管TVS ;所述骚扰吸收电路(104)包括磁环电路。
2.如权利要求1所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述电源EMI滤波器包括差模电容203B、差模电容204B、差模电容205B、接地电容，203A、接地电容204A、共模扼流圈1、共模扼流圈2、差模电感201B、差模电感202B以及电阻R; 所述共模扼流圈I包括线圈201A和线圈206A ;所述共模扼流圈2包括线圈202A和线圈 205A ； 所述差模电容203B、所述共模扼流圈I的线圈206A、所述差模电容204B以及所述共模扼流圈I的线圈201A依次连接形成一个闭合回路I ; 所述接地电容203A、所述接地电容204A，所述共模扼流圈2的线圈205A、所述差模电容，205B以及所述共模扼流圈2的线圈202A依次连接形成一个闭合回路2 ； 所述闭合回路 I与所述闭合回路2之间并联所述电阻R。
3.如权利要求2所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述接地电容203A和所述接地电容204A连接组成的串联支路、所述电阻R、所述差模电容204B依次并联。
4.如权利要求2所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述差模电容205B的两端分别连接所述差模电感201B的一端和所述差模电感202B的一端。
5.如权利要求4所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述差模电容203B的两端为所述电源EMI滤波器的输入端；所述电源EMI滤波器的输入端与气体放电管并联；所述差模电感201B的另一端以及所述差模电感202B的另一端为所述电源EMI滤波器的输出端，所述电源EMI滤波器的输出端与电压瞬变抑制晶闸管TVS并联。
6.如权利要求2所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述接地电容203A与所述接地电容204A的公共端接地。
7.如权利要求5所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述磁环电路包括低频抑制磁环1、低频抑制磁环2、高频抑制磁环1、高频抑制磁环
， 2 ；所述电压瞬变抑制晶闸管TVS的一端连接所述低频抑制磁环I的一端；所述低频抑制磁环I的另一端连接所述高频抑制磁环I的一端；所述电压瞬变抑制晶闸管TVS的另一端连接所述低频抑制磁环2的一端；所述低频抑制磁环2的另一端连接所述高频抑制磁环2的一端。
8.如权利要求7所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述低频抑制磁环I和所述低频抑制磁环2为用于吸收低频骚扰的锰锌磁环；所述高频抑制磁环I和所述高频抑制磁环2为用于吸收高频骚扰的镍锌磁环。
9.如权利要求1所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在于: 所述气体放电管与变电站通信机房配电屏的输出端并联。
10.如权利要求1所述的一种用于变电站内通信设备电源骚扰抑制的电路，其特征在 于: 所述闻频抑制磁环I的另一端和所述闻频抑制磁环2的另一端为磁环电路的输出端；所述磁环电路的输出端与通信设备并联。
【文档编号】H02H9/02GK103840446SQ201410060468
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】陶瑞祥, 刘国军, 靳洋, 王智慧, 张卫东, 汪洋, 孟凡博, 程科仁, 由学旭, 安勃, 马海杰, 王昊天, 郭韶杰, 赵宏昊, 梁凯, 易丹, 张艳萍 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 华北电力大学, 国网辽宁省电力有限公司, 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司