一种交直流通用型固态去耦合器的制作方法

文档序号:15660020发布日期:2018-10-13 00:31阅读:576来源:国知局

本实用新型涉及一种油气钢质管道杂散电流防护系统,尤其涉及一种交直流通用型固态去耦合器。



背景技术:

随着我国管道工业的发展和电气化铁路、高压输电系统的大量建设,由于地理位置的限制,在输油管道与电力线路和电气化铁路的设计和建设过程中不可避免的出现并行敷设、交叉穿越、共用走廊的情况,彼此会产生干扰和影响,处理不当会对输油管道产生很大的危害。为保证输油管道安全运行,减少管道腐蚀,在工程设计和建设中必须将这种影响控制在允许范围内。但在现实环境中,管道所遇到干扰的杂散电流不单单是一种,大部分都是交直流共同干扰而存在。

目前,国内固态去耦合器产品功能比较单一,大部分用的是整流二极管串联来调节直流隔离电压范围,实现排流的目的,由于整流二极管的反向电压不是一个定值,所以不能得到精确的控制直流隔离电压;其次整流二极管不能完整的排掉交流干扰杂散电流;而且现有的固态去耦合器没有直接对交流干扰的排流功能。

因此需要设计一种既能够排交流干扰电流,缓解电磁感应导致的交流干扰问题,又能排除直流干扰,并不影响管道阴极保护的效果的一种新型交直流固态去耦合器。



技术实现要素:

为了解决现有技术存在的问题,本实用新型提供了一种交直流通用型固态去耦合器,在提供交流接地的同时,隔离直流通路以保证阴极保护系统正常运行。

为了达到上述目的,本实用新型采取的技术方案如下:

一种交直流通用型固态去耦合器,包括电路板,所述电路板包括排流模块组和多级防雷模块,所述排流模块组和多级防雷模块并联,所述排流模块组包括并联的直流排流模块和交流排流模块。

进一步地,所述直流排流模块包括两组晶闸管和与两组晶闸管连接的导通角触发电路,所述两组晶闸管反并联于管道与地之间,用以控制管道与地的直流隔离电压;所述导通角触发电路用于通过控制两组晶闸管的导通大小来控制管道与大地之间的隔离电压。

进一步地,所述交流排流模块包括并联的两个或多个无极性电容,用于排放交流电流。

进一步地,所述电路板还包括交直流转换模块,所述交直流转换模块与排流模块组的正极串联后整体与多级防雷模块并联。

进一步地,所述多级防雷模块包括并联的一级防雷单元和二级防雷单元,所述一级防雷单元包括开关型浪涌保护器,所述二级防雷单元包括限压型浪涌保护器。

进一步地,所述电路板还包括故障电流控制模块,所述故障电流控制模块与多级防雷模块和排流模块组并联,所述故障电流控制模块包括绝缘栅双极型晶体管。

有益效果:与现有技术相比,本实用新型所述交直流通用型固态去耦合器具有以下优点:

(1)通过并联的直流排流模块和交流排流模块组成的排流模块组能够保护管道免受到交流杂散电流干扰和直流杂散电流干扰;

(2)通过多级防雷模块的分级保护使得管道免受雷电的大电流和高电压冲击;

(3)通过故障电流控制模块使得所述交直流通用型固态去耦合器能够防护高压线或大功率设备接地故障所产生的大电流影响;

(4)通过交直流转换模块,能够识别管道干扰源的性质,实现直流排流模块和交流排流模块之间的自动切换。

附图说明

图1为本实施例所述交直流通用型固态去耦合器的电路连接框图;

图2为本实施例所述交直流通用型固态去耦合器的电路原理图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步阐述。

实施例

参考图1至图2,一种交直流通用型固态去耦合器,包括电路板,所述电路板包括排流模块组和多级防雷模块,所述排流模块组和多级防雷模块并联,所述排流模块组包括并联的直流排流模块和交流排流模块。

进一步地,参考图1至图2,所述直流排流模块包括两组晶闸管和与两组晶闸管连接的导通角触发电路,所述两组晶闸管反并联于管道与地之间,用以控制管道与地的直流隔离电压;所述导通角触发电路用于通过控制两组晶闸管的导通大小来控制管道与大地之间的隔离电压,使管道与大地的隔离电压精准的维持在正常值以内。

进一步地,参考图1至图2,所述交流排流模块包括并联的两个或多个无极性电容,本实施例无极性电容选用无极性的大容量电容并联作为交流排流模块,利用电容的隔直通交功能,大容量电容能保证交流阻抗变得很小,使管道与大地之间近似短路状态,从而达到排放交流电流的目的。

进一步地,参考图1至图2,所述电路板还包括交直流转换模块,所述交直流转换模块与排流模块组的正极串联后整体与多级防雷模块并联,所述交直流转换模块包括用电磁线圈控制的单刀双掷机构,用于实现排流模块组交直流的自动切换。

需要说明的是,参考图1至图2,所述交直流转换模块通过电磁线圈来识别管道干扰源的性质,对直流排流模块和交流排流模块实现瞬时自动切换。

进一步地,参考图1至图2,所述多级防雷模块包括并联的一级防雷单元和二级防雷单元,所述一级防雷单元包括开关型浪涌保护器,所述二级防雷单元包括限压型浪涌保护器。

进一步地,所述开关型浪涌保护器包括具有石墨间隙型结构的开关型浪涌保护器,能够泄放比较大的雷电流冲击,所述限压型浪涌保护器包括压敏电阻型浪涌保护器,能够将雷电压限制在保护范围内,通过两种类型的浪涌保护器分级保护使得管道免受雷电的大电流和高电压冲击。

进一步地,参考图1至图2,所述电路板还包括故障电流控制模块,所述故障电流控制模块与多级防雷模块和排流模块组并联。

进一步地,参考图1至图2,所述故障电流控制模块包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。

需要说明的是,本实施例IGBT优选大功率IGBT,当管道受到外部高压线或大功率设备的接地故障时,大功率IGBT迅速导通,使得管道瞬间与大地形成短路状态,故障电流泄放至大地,随后IGBT关断,系统进入故障电流排流模式。

本实用新型所述交直流通用型固态去耦合器能够完全满足管道各种杂散电流的排流要求,能够实现交直流干扰自动切换、直流隔离电压钳位、交流电流的接地、雷击多级防雷保护、接地故障大电流的保护,是一种新型的交直流通用型固态去耦合器,从原理及实用性方面很好的解决了现有一些固态去耦合器技术方面和应用方面的不足。

以上是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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