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避雷器的阻性电流的测量 (图文) 民熔

避雷器的阻性电流的测量  (图文)  民熔
避雷器的阻性电流的测量  (图文)  民熔

氧化锌避雷器氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或亳安级) ;当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。

这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。

避雷器牌子推荐:民熔电气

氧化锌避雷器(MOA)具有体积小、造价低、保护性能优越、非线性特性好,无续流,流通量大、耐污性能好等优点,广泛应用于电力系统的过电压保护。

2.测量避雷器阻性电流的目的由于MOA有良好的非线性电阻特性,所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。

正是由于没有间隙,在正常运行中阀片长期承受电力系统运行电压的作用,以及内部受潮或过热等因素的影响,因而会造成阀片非线性电阻特

性的劣化。这种劣化的主要表现是正常电压下的阻性电流的增加,阻性电流的加大造成发热量的增加,避雷器内部温度的上升,温度的上升又加速阀片的老化,形成恶性循坏,最后导致MOA由于过热而损坏,严重时可能引起避雷器的爆炸,引起大面积停电事故。

一般认为仅占总泄漏电流10%~20%的阻性电流的增加是引起MOA劣化的主要因素,所以从总泄漏电流中准确提取其阻性电流是判断MOA运行状况的关键。

3.避雷器电流分析氧化锌避雷器的泄漏电流可以被分为两部分:容性部分和阻性部分,一-般认为阻性电流仅占总泄漏电10%~20%。如下图2为MOA的等效电路,由非线性电阻R和电容C并联组成。其中为MOA的总泄漏电流,I为阻性电流,I。为容性电流。由图2知,MOA的阻性电流与电压同相位,而容性电流超前电压90°,其电压和电流的矢量图如图3所示。

4测量原理

电阻电流是在避雷器连续工作电压下测量的,可以用静电电压表测量,连续工作电压可以通过避雷器的铭牌获得。

由以上分析可知,为了得到避雷器连续工作电压下的阻性电流I,只需测量电压U与总漏电流I的交差θ,取有效值,根据I.=ICOSθ计算x,得到电阻电流I.5。选择变压器作为实验设备:提供所需的交流电压电容分压器,用示波器测量施加在避雷器上的电压;

测量了作用在试品上的电压和总泄漏电流波形及6kV的相位差/10kV避雷器:食品静电电压表:用于测量作用在样品上的电压有效值。采样电阻ro:使用适当的采样电阻将电流信号转换为电压信号。用高精度数字示波器采集和测量

6试验中应注意的几个问题。1由于试验变压器的输出电压含有三、五次谐波分量,实际输出波形为尖峰波。为了改善输出波形,需要并联适当值的电容器或由电容和电感组成的高次谐波串联谐振电路。

2采样电阻不能太小,否则不能克服干扰信号的影响,但不能太大,否则测量信号幅值过高,对测量仪器和人员造成威胁。一般选用1kq~10kq 的采样电阻。

三。试验前必须仔细检查试验回路的工作情况和接线的正确性,确保测量仪表可靠接地。如果接地点有油漆或铁锈,必须清除。示波器应通过隔离变压器与电源相连。

电压输出部分与试品之间的距离和测量线的长度原则上不宜太长。4选择合适的气候条件,温度和湿度对泄漏电流的测量有很大的影响。MOA在小电流区具有负的湿度和度系数。此外,金属氧化物避雷器中空间小,会影响有功功率消耗所产生的热量释放。MOA在正常运行时内部温度高于环境温度。两者之间的温差直接影响电阻电流的变化。

由于MOA自身电容、对地电容和污秽杂散电容会随湿度的变化而改变,通常温度越高,泄漏电流就越大。因而要在合适的温度和湿度下,对同一台(组)避雷器进行跟踪检测,应尽可能选择在相近的季节测试,及时对数据进行综合比较,通过分析准确判断MOA的安全状况。

5.排除不良因素对测量的影响影响测量的不良因素除上面提到的接线方式、气候条件外,还有电压的波动、全电流的变化、电磁干扰及对地的杂散电容等。另外,仪器的抗干扰性也会直接影响测量结果。

氧化锌避雷器阻性电流测试仪使用注意事项

氧化锌避雷器阻性电流测试仪使用注意事项 一、概述 氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品,具有良好保护性能。为了检验氧化锌避雷器的性能是否正常,我们适时开发了氧化锌避雷器测试仪,这是一种用于现场和实验室检测避雷器各项相关电气参数的专用仪器,广泛应用于氧化锌避雷器的现场在线监测(带电测试)和实验室(停电检修)的测试中。符合中华人民共和国电力行业标准《DL474.5—92现场绝缘试验实施导则—避雷器试验》的要求。本仪器采用了高速微电脑控制的高精度采样、处理电路,先进的傅立叶谐波分析技术,确保数据的可靠性。可测量氧化锌避雷器在工频电压下的全电流、阻性电流、三次谐波电流、五次谐波电流、七次谐波电流、一次电压、有功功率及电压与电流的相位差角等。以判断MOA绝缘受潮和阀片老化程度。 设备采用大屏幕彩色液晶屏显示,全汉字菜单提示操作及打印输出。使人机交换功能更强。本仪器具有接线简单、测量精度高、可靠性强等特点。 二、功能特点 1、仪器是专门用于检测氧化锌避雷器性能和质量问题的高精度测试仪器;同时还具备电参量测试、矢量分析、谐波测试的功能。 2、可精确测量电压、全电流、阻性电流、容性电流、3次谐波电流、5次谐波电流、7次谐波电流、基波电流超前基波电压的相位差、有功功率、频率等多种电参量。 3、可显示被测基波电压和基波电流的矢量图。 4、电流测量采取直接接线的方式,能最大程度的保证测试数据的准确度。 5、有PT、无PT两种测量方式。 6、所有测试界面具备屏幕锁定功能,以方便用户读数和分析数据。 7、内置大容量数据存储器,可将所有测试数据以记录的形式保存,以备后查。 8、仪器可扩展USB接口,可方便的将数据直接拷贝到后台管理计算机。 9、仪器可配备微型打印机,随时将现场测试数据打印出来。 10、具备万年历、时钟功能,实时显示日期及时间。可在保存现场检测数据的同

避雷器全电流及阻性电流带电检测报告

避雷器泄漏电流检测报告 参评公司 检测日期 检测人员 测评人员

一、检测时间及测试对象范围 1.1测试时间及人员信息 检测日期: 测试人员: 1.2测试对象基本信息 (拍避雷器铭牌照片) 1.3测试环境 天气:温度:℃湿度:% 二、检测依据 《国家电网公司电力安全工作规程(变电部分)》(国家电网安监〔2009〕664号)《电力设备带电检测技术规范(试行)》(国家电网公司生变电〔2010〕11号) 《国家电网公司变电检测管理规定(试行)》第 16 分册泄漏电流检测细则 《输变电设备状态检修试验规程》(Q/GDW 1168-2013) 三、检测项目 避雷器全电流及阻性电流带电检测。 四、检测仪器及装置 五、检测数据情况 检测数据见附录1 横向比较,对避雷器阻性电流和全电流测试结果表明,A相泄漏电流检测结果比B、C相显著偏大。 纵向比较,查阅避雷器A相阻性电流历次检测数据,发现该相避雷器全电流及阻性泄漏电流基波分量发生突发性增长,阻性电流初值差为,>50%,全电流初值差为,>20%。

阻性电流的基波成分增长较大,谐波的含量增长不明显时,一般为污秽严重或受潮缺陷; 阻性电流谐波的含量增长较大,基波成分增长不明显时,一般为老化缺陷。 容性电流增加,避雷器一般发生不均匀劣化,避雷器有一半发生劣化时,底部容性电流增加最多。 六、结论及建议 所测的避雷器可能存在老化缺陷,根据《输变电设备状态检修试验规程》(Q/GDW 1168-2013),建议“缩短试验周期并加强监测”。具体分析详见异常分析报告。 当阻性电流增加0.5倍时,应缩短试验周期并加强监测,增加1倍时应停电检查。附录1 避雷器全电流及阻性电流带电检测记录

电流检测电阻

高精度电流检测电阻 作者:北京航空航天大学方佩敏 关键词:电流,精密电流检测电阻,集成电路 摘要:本文介绍了VISHAY公司的一些产品,它们都是精密电流检测电阻。 在一些电子测量仪器、装置或产品中,经常有测量电路中直流电流的需要,因此研发人员开发出各种各样的电流检测集成电路。它是一种I/V转换器,将测量的电流转换成相应的电压,即V=kI,其中k为比例常数。另外,在一些电子产品中要限制输出电流,以防止有故障时(负载发生局部短路或输出端短路、电源输出电压升高等)产生过流而造成更大损失。检测到有过流发生时,可以控制关断电源或负载开关,或以限制的电流输出。 图1 电流检测电路 图1是一种电流检测电路。RS是电流检测电阻,RL是负载(通常为直流电机、电磁阀或加热器等)。当电流流过电流检测电阻时产生一个电压降VRS,此电压输入电流检测IC,经放大器放大后输出与电流I成比例的电压V。为减小在RS上的电压降VR,检测电阻一般取很小阻值(几毫欧到几百毫欧)。 图2 过流保护的负载开关结构框图 图2是一种带过流保护的负载开关结构框图,图2中,RL是负载,RS是电流检测电阻。流过RS的电压降VRS与电流I成比例,此电压VRS输入负载开关VI端。若内部电流检测电路检测出有过流状态,输出过流信号(电平信号)给通、断控制电路,关断负载开关。一旦

开关断开,RS上电压VRS=0,开关又接通,产生振荡,如图3所示。输出电流将小于限制电流。更好的办法是通过FLAG端输出过流信号给μC,使μC输出低电平给负载开关ON端,关断负载开关。图2中未画出μC及μC与负载开关的连线。 从图1及图2可看出:无论电流测量或电流限制控制电路都需要外接电流检测电阻RS。RS 的选择是否正确及RS的质量好坏,对电流测量精度有很大的影响。 电流检测电阻的要求及特点 电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广,从几毫安到几十安;测量的精度要求不同,电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻,其主要要求及特点如下。 表1 CSM2512与CSM3637的主要性能参数 1.RS的阻值小于10? 为减少在RS上的电压降及减小在RS上的功率损耗,RS的阻值要求小。一般在大电流测量时(几安到几十安)要采用毫欧级的RS。例如,检测电流为12A,若RS=0.1?(100m?),则在RS上的压降VRS=1.2V,其功耗为14.4W。如果电源电压为12V,则在负载上的工作电压已降到10.8V;并且在检测电阻RS上的损耗也太大。若采用5m?的RS,则RS上的压降减小到0.075V,其功耗减少为0.72W。测量电流小时(如几十毫安到几百毫安),RS 值可取零点几欧姆到几欧姆。所以电流检测电阻RS的阻值是小于10?的。目前已开发出超小阻值的系列,有1m?、0.5m?、及0.3m?系列的电流检测电阻。 图3 内部电流检测电路产生振荡 2.四引线结构

避雷器阻性电流测试说明

避雷器阻性电流测试技术说明 1 范围 本技术说明规定了避雷器阻性电流在线监视仪(以下简称监视仪)的适用范围、技术要求、试验方法、检验规则。 本技术说明适用于交流电力系统中与金属氧化物避雷器(标称放电电流20kA及以下、额定电压500kV及以下)相串联用的监视仪。监视仪可显示金属氧化物避雷器的动作次数和阻性泄漏电流值。 2 规范性引用文件 GB11032-2000 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB3797-89 电控设备第二部分装有电子器件的电控设备 GB4208-1993 外壳防护等级 GB/ 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 JB2440-1991 避雷器用放电计数器 3 基本测试功能: 1)测量避雷器的全电流功能(有效值) 2)测量避雷器的阻性电流功能(峰值) 3)记录避雷器放电次数记录功能 4 监视仪的测试使用条件

1)环境温度 +50°C — -10°C 2)相对湿度≤85% (25°C) 3)海拔高度≤1000米 4)使用场所户内、户外 5)耐太阳光辐射 6)被检测系统电源频率:50HZ 48-52HZ 60HZ 58-62HZ 7)可使用在高电场场合 5 仪器特性指标: 1)测量精度:全电流 Ix(有效值)测量精度±% 阻性电流 Ir(峰值)测量精度±% 2)泄漏电流测量有效范围: — mA 3)放电电流次数记录动作电流:30A — 10KA 4) 电流传感器标称放电电流下残压: 10KA等级≤1500V 20KA等级≤2500V 5) 工作电源: 24VDC±10%(仅对有源仪器适用)

6) 监视仪在规定的放电电流范围内任意值作用下应能准确地计数,二次放电电流的时间间隔应不小于1s。 6 试验方法 1)测量精度试验 在有效测量信号范围内,任意模拟避雷器的泄漏电流输入该系统,并进行7次重复测量,其测量结果的误差率应在规定范围内。 图中: 信号源:SB-868型多功能校准仪 C:333K 250V CJ8 R:DNR 7D101 A:交流电流表,测量范围0~20mA,准确度等级级 2)动作性能试验 动作性能试验分上限动作电流下的动作性能试验和下限动作电流下的动作性能试验,上限动作电流下的性能试验按JB2440第条规定进行,下限动作电流下的动作性能试验按JB2440第条规定进行。 3)环境温度性能试验 环境温度性能试验按GB3797第的规定进行。 其中:TA= 50℃; T0= -10℃;tS= 60min。

变电站避雷器原理及参数

变电站避雷器原理及参数 一、氧化锌避雷器的定义: 金属氧化锌避雷器(MOA)是一种过电压保护装置,它由封装在瓷套内的若干非线性电阻阀片串联组成。其阀片以氧化锌为主要原料,并配以其它金属氧化物,所以又称为氧化锌(Zno)避雷器。 二、氧化锌避雷器的工作原理: 在额定电压下,流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A以下,相当于绝缘体。因此,它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值(起动电压)时,阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中,此时其残压不会超过被保护设备的耐压,达到了保护目地。此后,当作用电压降到动作电压以下时,阀片自动终止“导通”状态,恢复绝缘状态,因此,整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。 三、结构: 一般220kV等级的氧化锌避雷器采用2串、110kV采用1串。氧化锌避雷器底部与底座绝缘*的是绝缘瓷套(有采用一个大瓷套或采用四各小瓷套)。氧化锌避雷器内部有一导线从底部引出至大地,当中串联一只泄漏电流表,以监视避雷器阀片绝缘情况。避雷器屏蔽线接于避雷器瓷套的最后一级裙边上,用一导线连接大地,作用是使瓷套表面电导电流不进入泄漏电流表,使泄漏电流表测量更加精确。 四、最常见异常分析及处理: 1、泄漏电流表为零。可能引起该现象的原因有:表计指示失灵;屏蔽线将电流表短接。处理方法为: (1)用手轻拍表计看是否卡死,无法恢复时,应添报缺单,修理或更换。 (2)用令克棒将屏蔽线与避雷器导电部分相碰之处挑开,既可恢复正常。 2、泄漏电流表指示偏大:根据历史数据进行分析,如发现表计打足,应判断避雷器有问题,应立即汇报调度,将避雷器退出运行,请检修检查。 3、避雷器瓷套管破裂放电。在工频情况下,避雷器的瓷套管用于保证避雷器必要的绝缘水平,如果瓷套管发生破裂放电,则将成为电力系统的事故隐患。此种情况,应及时停用、更换。

氧化锌避雷器阻性电流测试仪

氧化锌避雷器阻性电流测试仪 在开始给大家介绍氧化锌避雷器阻性电流测试仪之前,想先让大家了解一下下什么是氧化锌避雷器阻性电流测试仪?为什么我们会需要氧化锌避雷器阻性电流测试仪? RTYZ-306氧化锌避雷器阻性电流测试仪是用于检测氧化锌避雷器电气性能的专用仪器,该仪器适用于各种电压等级的氧化锌避雷器的带电或停电检测,从而及时发现设备内部绝缘受潮及阀片老化等危险缺陷。 仪器操作简单、使用方便,测量全过程由微机控制,可测量氧化锌避雷器的全电流、阻性电流及其谐波、工频参考电压及其谐波、有功功率和相位差,大屏幕可显示电压和电流的真实波形。仪器运用数字波形分析技术,采用谐波分析和数字滤波等软件抗干扰方法使测量结果准确、稳定,可准确分析出基波和3~7次谐波的含量,并能克服相间干扰影响,正确测量边相避雷器的阻性电流。

氧化锌避雷器阻性电流测试仪产品特点 ●仪器标准配置不带高能锂离子电池,可选配内置。 ● 5.7寸320×240液晶显示器,高速热敏打印机;图文显示,界面直观,便于现场人员操 作和使用。 ●适用于避雷器带电、停电或试验室等场所使用。 ●电流、电压传感器完全隔离,安全可靠。真正做到三相电流、三相电压同时测试,提高 工作效率; ●仪器可连续测试,显示电压电流曲线,并可快速打印数据和曲线。 ●内部配置存储器,可掉电存储200组试验数据。 ●选配RS232通讯接口,可通过上位机进行试验,导出试验数据。 ●可进行抗干扰计算,补偿A、C两相电流受B相偏差。 ●高速的采样频率,先进的数字信号处理技术,抗干扰性能强,测量结果精度极高。 ●选配置内带高能锂离子电池,特别适合无电源场合。仪器内部只带弱电,电压不超过 12V,充电状态亦可工作。 ●采用防尘、防水、防腐工程塑料密封箱,体积小,重量轻,便于携带。 氧化锌避雷器阻性电流测试仪技术参数 1. 工作电源:AC220V/50Hz;若选配内带高能锂离子电池,内部电池供电,充电时间>3小时,连续工作时间>8小时。 2. 测量范围: 泄漏电流:0-10mA(可扩展); 电压:30-100V(可扩展)。 3. 测量准确度: 电流:全电流>100μA,±5%读数±1个字; 电压:基准电压信号>30V时,±2%读数±1个字; 4. 测量参数: 泄漏电流全电流波形、基波有效值、峰值。 泄漏电流阻性分量基波有效值及3、5、7次有效值。 泄漏电流阻性分量峰值:正峰值Ir+ 负峰值Ir-。

电流检测

电流检测方法介绍 一、串电阻检测 优点:电路结构清晰,成本低,实时性好,精度较高; 缺点:温漂较大,无隔离效果,量程较大时,需要分多个挡来处理结果,容易受GND地的干扰; 总结:一般的产品都可以用该方案解决。实际调试过程中,信号容易受地线干扰,通过PCB合理的布局跟软件的滤波处理,能解决干扰的问题。另外,当电流量程较大时,需要做两级甚至两级以上的处理(原因:采样电阻小,小电流的时候,信号很难采集到;采样电阻曾大时,大电流的时候超过运放的电压) 二、电流互感器检测 电磁式电流互感器优点:结构简单可靠,寿命较长,便于维护。价格较低。 电磁式电流互感器缺点:重量大。不能用于高频检测。精度较低。 三、其他检测方式(这里不做详细介绍) AVAGO的光耦隔离放大器。 TI的电容式隔离放大器 ADI的西格玛德尔塔式隔离放大器。 四、基于霍尔感应原理的电流检测专用芯片(ACS712为例讲解) 1)命名说明:ACS712ELCTR-20A-T为例 A Allegro CS current sensor 712 part number

E 温度等级, Allegro温度等级常用的 S(-20~85) E(-40~85) K(-40~125) L(-40~150) LC 封装 TR 包装,TR为卷带盘装 20A 量程 T 符合环保要求 2)ACS712主要特点 ●80KHZ带宽 ●总输出误差为1.5% ●采用小型贴片SOIC8封装 ● 1.2mΩ内部电阻 ●左侧大电流引脚(PIN1-4)与右侧低电压引脚(PIN5-8)最小绝缘 电压为2100V ●5V单电压工作 ●出厂时精准校准 ●该器件不可应用于汽车领域 3)原理与应用领域 原理与简介:该芯完全基于霍尔感应的原理设计,由一个精确的低偏移线性霍尔传感器电路与位于接近IC表面的铜箔组成(如下图所示),电流流过铜箔时,产生一个磁场,霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号,经过内部的放大、滤波、斩波与修正电路,输出一个电压信号,该信号从芯片的第七脚输出,直接反应出流经铜箔电流的大小。ACS712根据尾缀的不一样,量程分为三个规格:±5A、±20A、±30A。输入与输出在量程范围内为良好的线性关系,其系数Sensitivity分别为,185 mV/A、100 mV/A、66mV/A。因为斩波电路的原因,其输出将加载于0.5*Vcc上。ACS712的Vcc电源一般建议采用5V。输出与输入的关系为Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。一般输出的电压信号介于0.5V~4.5V之间。 典型的应用:电机领域,载荷检测和管理,开关电源领域,和各种电子产品过电流故障保护。

避雷器带电测试

避雷器 避雷器带电测试 [1] 2.测试内容及原理 2.1 测试内容 a) 全电流 b) 阻性电流(或功率损耗) c) 泄漏电流谐波;判定老化的重要方法 d) 各相泄漏电流与运行电压相角差 2.2 测试原理 在交流电压下,避雷器的总泄漏电流包含阻性电流(有功分量)和容性电流(无功分量)。在正常运行情况下流过避雷器的主要为容性电流,阻性电流只占很小一部分,为5%~20%。但当电阻片老化后,避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时,容性电流变化不大,阻性电流大大增加。所以带电测试

主要是检测泄漏电流及其阻性分量[3]。 3.国内常用测试方法 a) 全电流法; b) 补偿法(阻性电流法);采用电压互感器二次接线信号(局里主要采用方式) c) 谐波法; d) 测温法; e) 改进补偿法;采用检修箱电源作为电压信号代替PT二次电压[4] 4.测试方法及测试设备 (1) 设备:南京伏安电气有限公司ZD-1型金属氧化物避雷器阻性电流带电测量仪 (2) 测试方法,可参考《金属氧化物避雷器带电测试作业指导书》[5],目前相关测试接线方法大致有以下几种,如下图所示[6]

(3) 干扰及改进方法 干扰原因:测量三相氧化锌避雷器时,由于相间干扰影响,A、C 相电流相位都要向B 相方向偏移,一般偏移角度2°~4°左右,这导致A 相阻性电流增加,C 相变小甚至为负[6]。相间干扰向量图见图4。 改进方法:采用自动边补方式[6],自动边补(边相补偿)原理是假定B相对A、C相影响是对称的,测量出I c超前I a的角度Φca,A相补偿Φoa=(Φca-120°)

/2,C相补偿Φoc=-(Φca-120°)/2。 5.典型故障数据 (1) 220 kV I 母A 段避雷器A 相型号为Y10W5-220 / 520W[7] 2007年7月21日 2007年8月2日 6.典型故障原因 a) 结构受损,避雷器内部受潮[4] b) MOA阀片老化,引起阀片击穿[8]

氧化锌避雷器带电测试原理、方法和试验标准

氧化锌避雷器带电测试原理、方法和试验标准 (傅祺,成都铁路局供电处工程师 37883 张丕富,成都铁路局多元工程师) 摘要避雷器是保证牵引供电系统安全运行的重要设备之一,接触网线路上使用的避雷器均需在雷雨季节来临前进行一次预防性试验以证明避雷器的电气性能良好,可以正常运行,能保证供电系统安全运行。由于电气化铁路运行的特殊性,常规避雷器预防性试验受天窗时间和现场条件限制,很难开展,氧化锌避雷器带电测试的研制使用为解决这一难题提供了新的途径。 关键词:接触网;避雷器;预防性试验; 1引言 避雷器是保证电力系统安全运行的重要设备之一,主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压。为保证金属氧化物避雷器的安全运行,必须定期测试避雷器的电气性能。接触网线路的雷电过电压保护基本上采用避雷器来完成,检测避雷器的主要手段仍然是周期性停电预试项目,这样既耗费了人力、物力,还常因停电原因不能完成避雷器预试项目。据统计,各线每年均有避雷器因自身原因发生击穿而造成停电的事故发生。 可见,避雷器运行状态是否良好、能否得到较好的监控,与铁路供电质量的稳定可靠有密切关系。这就需要我们尽快找到一种能解决该问题的方案。 2现状 按照《电力设备预防性试验规程》要求:变电所和接触网线路上使用的避雷器均需在雷雨季节来临前进行一次预防性试验以证明避雷器的电气性能良好,可以正常运行,能保证供电系统安全运行。由于电气化铁路运行的特殊性,避雷器预防性试验目前存在很多问题:目前牵引供电系统氧化锌避雷器预防性试验的方法是直流耐压试验:即测试直流1mA 电压(U1mA)及(U1mA)下的泄漏电流。这种测试方法需要停电进行,测试结果受空气湿度和气温的影响较大。每台避雷器测试时间需要40分钟左右的天窗时间。 受馈线天窗影响,如天窗时间短、天窗时间多数为夜间、繁忙区段天窗时间无法保证等因素(特别是高铁区段,馈线天窗几乎不可能安排在天气晴朗的白天),造成变电所馈线避雷器及接触网线路避雷器每年的预防性试验无法正常进行,给供电设备运行带来了很大的安全隐患,近年来多次发生接触网避雷器炸裂导致供电中断的事故。 为解决以上问题,我们需要采取一种新的不需要停电,在运行情况下就可以进行避雷器检测的方法,确认避雷器状态是否良好。 3.测试原理 运行状态的氧化锌避雷器,在运行电压下的总泄漏电流包括阻性电流和容性电流。在正常情况下流过金属氧化物避雷器的主要为容性电流,阻性电流只占很小的一部分,约为

电流检测电路

摘要:MAX471/MAX472是MAXIM公司生产的精密高端电流检测放大器,利用该器件可以实现以地为参考的电流/电压的转换,本文介绍了用MAX471/472高端双向电流检测技术来实现对电源电流的监测和保护的方法,并给出了直流电源监测与保护的实现电路 关键词:高端电流监测I/V转换MAX471 MAX472 1 电源电流检测 长期以来,电源电流的检测都是利用串联的方法来完成的。而对于磁电仪表,一般都必须外加分流电阻以实现对大电流的测量,在量程范围不统一时,分流电阻的选择也不标准,从而影响到测量精度。对于互逆电源,由于测量必须利用转换开并来实现,因而不能随机地跟踪测量和自动识别。 在教学和实验室使用的稳压电源中,为了能够进行电流/电压的适时测量,可用两种方法来实现。一种方法是彩双表法显示,此法虽好,但成本较高,同时体积也较大;另一种方法是采用V/I复用转换结构,这种方法成本低,体积小,因而为大多数电源所采用,但它在测量中需要对电压/电流进行转换显示,也不方便。那么,如何对电源进行自动监测呢?笔者在使用中发现,稳压电源的电压在初始调节状态时,往往显示出空载,而在接入负载后,则

需要适时显示负载电流,因此,利用负载电流作为监测信号来完成I/V的测量转换,可实现一种电量用两种方法表示,并可完成自动监测转换功能。 为了实现I/V的转换,笔者利用MAX271/MAX472集成电路优良的I/V转换特性、完善的高端双向电流灵敏放大器和内置检流电阻来实现对稳压电流电流的检测。 2 MAX471/MAX472的特点、功能 美国美信公司生产的精密高端电流检测放大器是一个系列化产品,有MAX471/MAX472、MAX4172/MAX4173等。它们均有一个电流输出端,可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流/电压的转换,并可工作在较宽的电压和较大的电流范围内。 MAX471/MAX472具有如下特点: ●具有完美的高端电流检测功能; ●内含精密的内部检测电阻(MAX471); ●在工作温度范围内,其精度为2%; ●具有双向检测指示,可监控充电和放电状态; ●内部检测电阻和检测能力为3A,并联使用时还可扩大检测电流范围; ●使用外部检测电阻可任意扩展检测电流范围(MAX472); ●最大电源电流为100μA; ●关闭方式时的电流仅为5μA; ●电压范围为3~36V; ●采用8脚DIP/SO/STO三种封装形式。 MAX471/MAX472的引脚排列如图1所示,图2所示为其内部功能框图。表1为 MAX471/MAX472的引脚功能说明。MAX471的电流增益比已预设为500μA/A,由于2kΩ的输出电阻(ROUT)可产生1V/A的转换,因此±3A时的满度值为3V.用不同的ROUT电阻可设置不同的满度电压。但对于MAX471,其输出电压不应大于VRS+-1.5V,对于MAX472,则不能大于VRG-1.5V。

小电流精确测量

应用指南系列 1 编号100 小电流测量 基本电流测量 在典型电路(参见图1a )中,一个源使电流(I)流过电路。任何电流测量的目标都是在电路中串联一个安培计,使安培计测得的电流与原始流过电路的电流完全相同。为了实现这一目的,在A 点和B 点之间断开电路,如图1b 所示连接安培计。在理想情况下,电流表对电路完全没有影响。然而,在实际测量中,可能会出现多种误差源。正如我们在下文中讨论的一样,这些误差源会造成明显的测量不确定性。 任何安培计均可模型化为包括图1b 所示的三个独立电路元件:由连接至安培计的输入电缆形成的分流电阻(R SH );一个不希望的电流发生器(I C ),主要代表电路互连产生的电流;内阻(R M ),包括串联电缆电阻。请注意,R M 与理想安培计(M I )串联,本身没有电阻或电流源。 在将一个安培计接入被测电路时,安培计的示值等于电路中未串联安培计时流过电路的电流减去电路模型中的元件造成的误差。这些误差包括通过模型分流电阻的电流、互连产生的电流、整个安培计模型上的电压降引起的误差,以及安培计本身的不确定度。 对于常规范围(典型>1mA)的电流测量值,由安培计电压降、分流电流和噪声电流引起的误差通常足够小,可忽略不计。在这种情况下,显示的电流读数几乎等于实际电流加上或减去安培计的固有不确定度(U M )。设计用于测量这些常规电流的仪表通常包括一个电压表电路,它测量与被测电路串联的分流电阻上的电压降(参见下文 中关于分流安培计的讨论)。电压表提供的读数与电流成正比。 不幸的是,此类仪表产生的电压降(输入电压降)往往在200mV 至大约2V 范围内。该压降足以造成常规范围以下的电流测量误差。为避免如此大的压降,皮安表和静电计在输入级采用带负反馈的高增益放大器。这样就大大降低了电压降——数量级为200μV 或更小。低电压降减小了测量误差,以及达到规定的准确度必须要维持的最小分流电阻。所以,所以无需采取特别措施来获得不寻常的大电缆电阻。 采用反馈安培计的典型皮安表或静电计的灵敏度通常为1fA (10-15A)或更小,典型准确度为0.1%至3%。 分流式和反馈式安培计 测量小电流有两种基本技术:分流法和反馈安培计法。分流器配置主要用于DMM (数字多用表)及老式静电计中,反馈模式中的电缆电容在这些仪表中会产生故障。皮安表和较新的静电计只采用反馈式安培计配置。皮安表和静电计的主要区别是静电计为多功能仪器,而皮安表则只测量电流。还有,典型静电计比典型皮安表的电流灵敏度好几个数量级。 分流式皮安表 利用一个电阻对静电计电压表的输入进行分流则形成一个分流式安培计,如图2所示。输入电流(I IN )在分流电阻(R SHUNT )上产生一个如下所示的输入电压E IN : 图2:分流式安培计 E IN = I IN R SHUNT

氧化锌避雷器的阻性电流在线监测及绝缘状况诊断

GDDJ-MOA 氧化锌避雷器在线监测 一、概述 氧化锌避雷器由于阀片(电阻片)长期承受高压会产生劣化,引起电阻特性的变化,导致流过阀片的泄漏电流增加,另外由于避雷器结构不良、密封不严使内部结构件和阀片受潮,也会导致运行中避雷器泄漏电流的增加。电流中阻性分量的的增加会使阀片温度上升而发生热崩溃,严重时,甚至引起避雷器的爆炸事故。因而对氧化锌避雷器的阻性电流进行在线监测,可用于诊断其绝缘状况,及时准确的发现故障隐患。 二、标准和规范 电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置严格遵循如下国家和行业标准,且部分技术性能优于标准的要求。 ●Q/GDW 535 变电设备在线监测装置通用技术规范 ●Q/GDW 540.1 变电设备在线监测装置检验规范第1部分通用检 验规范 ●Q/GDW 537 电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置技 术规范 ●Q/GDW 540.3 变电设备在线监测装置检验规范第3部分电容型 设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置 三、产品介绍 金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置由电压采集单元、电流采集单元组成,两者之间通过通信及同步实现电压电流数据的同步采样。 将避雷器看作电阻与电容并联模型,如下图:

U I Ir Ic Ic Ir U I φ δ 电流采集单元通过单匝穿心电流互感器采集到流过避雷器的全电流 ,电压采集单元采集同相的电压,由于电压和电流是同步采集,可获得两者相位差φ,由于阻性电流与电压同相位,因而可分解出容性电 流和阻性电流。 对于避雷器,获得阻性电流即可反映其绝缘状态。 电流监测单元内部组成如下图: 单匝穿心零磁通互感器信 号 调 理 模数 转换 微处理器 隔离CAN 通信接口 单匝穿芯互感器 比较 电路 雷击 检测 整 流 变 换 隔离RS485 通信接口 避雷器的接地引下线穿过单匝穿心零磁通互感器,电流信号经隔离变换、信号调理、模数转换至微处理器进行运算;具有两路通信接口,1路为CAN通信,用于多台监测设备通信及同步,另外保留了一路RS485接口。对于避雷器电流监测单元,有一只独立的穿心互感器,用于捕获雷击动作脉冲,以记录避雷器动作次数。 电压采集单元内部组成原理如下图:

电流检测最的三个最基础知识点

电流检测最的三个最基础知识点 目前,电流检测的阻值非常低,其主要用于测量流经其山的电流。通过该电阻的电流主要是通过电阻两端的电压反映出来,所以通过应用公式I=V/R该公式是由某著名学校的老师乔治·西蒙·欧姆提出的:即电阻上的电流与电压成正比。 上面简单的介绍就当作抛砖引玉了,本文的主题——电阻选择、高边或低边监测以及检测放大器的选择——都是以这个电气工程基本公式为基础的。 电流检测监控有助于提高一些系统的效率,减少损失。例如,许多手机实现了电流检测监控,提高电池寿命,同时提高可靠性。如果电流消耗太大,手机可以做出决定,降低CPU频率来减少电池负载以此延长电池寿命,同时防止手机过热来增加稳定性。甚至有手机应用程序可以访问电流检测并且对优化手机的性能做出决策。除了电流检测监控使用了一个电阻,另外两个不太常用的方法也使用了电阻。其一是使用霍尔效应传感器来测量产生通量场的电流。虽然这是非侵入性的,并且具有非插入损耗的优点。它相对来说有点贵,并且要求一个相对大的PCB基板。另一种方法,使用变压器测量感应的交流电流,也属于面积和成本密集型;并且同时只对交流电流有用。 本文将介绍使用一个电阻进行电流检测监控的三个基本方面: 1、选择一个低阻值精度采样电阻。如果说基板是基于“位置,位置,位置”,然而选择一个电阻就是基于“精度,精度,精度”原则。 2、选择一个检测放大器芯片。当感应到在小于1欧姆电阻,电压很小的变化也会产生一个很大的结果。检测放大器将电压变化放大,使无意义的事情变的更有意义。 3、检测电阻的“位置,位置,位置”。这个若检测参考电源,称为高边检测,或者如果连接地,又叫作低边检测。 精密电流传感应用程序不再是自制食物电路;制造商已经做了所有的研究和现代设计的大部分工作。 电阻选择 选择电阻值,精度和物理尺寸都取决于预期的电流测量值。电阻值越大,测量可能就越精确,但大的电阻值也会导致更大的电流损失。对于低功率电池驱动的设备,必须减少损失,电阻大约一毫米的长度值并且带有成百上千欧姆的电阻经常被使用。对于一个或更多的放大器的更高电流,电阻可以使用更大的阻值,这将得到更准确的测量与可接受的损失。 尽管电阻器通常认为是一个简单的二端设备,为准确测量当前的四端电阻比如Vishay WSK系列,在每个电阻的末端都使用了二端。这为二端提供了应用电路的电流路径,和另一对感测放大器的电压检测路径。这四端设置,也称为开尔文传感,确保在每个连接尽可能最小的阻力,确保感测放大器的测量电压就是电阻两端的的实际电压并且包括小电阻的组合连接。这将使得更加容易相互连接并且减少电阻温度系数造成的影响(TCR)。TCR是一个电阻随着温度的升高而阻值增加的效果。电源接到检测电阻上通常都会使电阻加热并且可能连接到100°C或者远远高于该温度的环境温度下。尽管检测电阻设计成具有非常低的TCR,但

测量低电阻时确定最适合的测试电流方法

执行

引言 电阻测量是表征电气器件特性的最常见测试之一。不过,在测量极小的电阻测量时,工程师必须使用高精度低电平电流源,以防在测试过程中器件产生自热效应或损坏。 在实施精确的低电阻测量时需要考虑到许多因素,例如: 连接  ̄必须使用4 线(开尔文) 技术, 以去除引线和接触电阻。  ̄需要使用低噪声、高精度的电流源和电压表。  ̄测试电流必须足够大, 以便在测试电阻上产生足够明显的压降, 使得测试设备可以分辨和测量这个压降。  ̄需要将功耗引起的自热效应减小到最低。  ̄必须使用特殊的测量技术消除偏置电流(零位调整), 通过交替改变电流方向减少热电动势(EMF)。  ̄电流源和电压表必须同步, 以避免电流源稳定时间所导致的测量误差。 确定适合的测试电路非常重要,因为虽然测试电流越大,测量分辨率就越高,但是它也会加剧功耗和自热效应。本技术概述介绍了在使用Keysight B2961A 6.5 位低噪声电源和Keysight 34420A 7 ? 位纳伏/微欧表执行精确低电阻测量时,如何确定最适合的测试电流。

B 2961A /B 2962A ,作为 Ke y s i g h t B2900A 系列精密仪器中的成员,是一款先进的电源。它可以 6.5 位分辨率输出电压或电流,同时还可以监测电压和电流,是各种测量应用中不可或缺的基本工具 (请见图 1)。 B2961A/B2962A 拥有直观的图形用户界面 (GUI),也可通过是德科技免费提供的计算机应用软件进行控制。因此,它可以立即开始执行高效测量,操作极为简单。 B2961A/B2962A 是一款支持 4 象限工作的双极性电源,因此电压和电流极性可以是正极,也可以是负极。它可以输出 10 fA 至 3 A (直流) 或 10.5 A (脉冲) 电流,以及 100 nV 至 210 V 电压 (请见图 2)。除了上述的基本供应功能之外,B2961A/B2962A 还具有多种高级功能,使用户可以执行更复杂的测试和测量。这些功能包括任意波形生成、可编程输出电阻功能和时域电压/电流波形。因此,B2961A/B2962A 与 Keysight 34420A 结合使用,可以满足精密低电阻测量的所有要求。 电压电流 图 2. 宽广的双极性电压和电流范围 (4 象限工作) 图 1. B2961A/B2962A 能够以 6.5 位分辨率电压或电流。 10.5 3.01.5电流 [A] 直流脉冲 Keysight B2961A/62A 电 提供检测

避雷器的阻性电流的测量 (图文) 民熔

氧化锌避雷器氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或亳安级) ;当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。 这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。 避雷器牌子推荐:民熔电气 氧化锌避雷器(MOA)具有体积小、造价低、保护性能优越、非线性特性好,无续流,流通量大、耐污性能好等优点,广泛应用于电力系统的过电压保护。 2.测量避雷器阻性电流的目的由于MOA有良好的非线性电阻特性,所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。 正是由于没有间隙,在正常运行中阀片长期承受电力系统运行电压的作用,以及内部受潮或过热等因素的影响,因而会造成阀片非线性电阻特

性的劣化。这种劣化的主要表现是正常电压下的阻性电流的增加,阻性电流的加大造成发热量的增加,避雷器内部温度的上升,温度的上升又加速阀片的老化,形成恶性循坏,最后导致MOA由于过热而损坏,严重时可能引起避雷器的爆炸,引起大面积停电事故。 一般认为仅占总泄漏电流10%~20%的阻性电流的增加是引起MOA劣化的主要因素,所以从总泄漏电流中准确提取其阻性电流是判断MOA运行状况的关键。 3.避雷器电流分析氧化锌避雷器的泄漏电流可以被分为两部分:容性部分和阻性部分,一-般认为阻性电流仅占总泄漏电10%~20%。如下图2为MOA的等效电路,由非线性电阻R和电容C并联组成。其中为MOA的总泄漏电流,I为阻性电流,I。为容性电流。由图2知,MOA的阻性电流与电压同相位,而容性电流超前电压90°,其电压和电流的矢量图如图3所示。

高精度电流检测电阻

高精度电流检测电阻作者去者日期 2008-1-20 11:15:00 1 推荐 作者:北京航空航天大学方佩敏 在一些电子测量仪器、装置或产品中,经常有测量电路中直流电流的需要,因此研发人员开发出各种各样的电流检测集成电路。它是一种I/V转换器,将测量的电流转换成相应的电压,即V=kI,其中k为比例常数。另外,在一些电子产品中要限制输出电流,以防止有故障时(负载发生局部短路或输出端短路、电源输出电压升高等)产生过流而造成更大损失。检测到有过流发生时,可以控制关断电源或负载开关,或以限制的电流输出。 图1 电流检测电路 图1是一种电流检测电路。RS是电流检测电阻,RL是负载(通常为直流电机、电磁阀或加热器等)。当电流流过电流检测电阻时产生一个电压降VRS,此电压输入电流检测IC,经放大器放大后输出与电流I成比例的电压V。为减小在RS 上的电压降VR,检测电阻一般取很小阻值(几毫欧到几百毫欧)。

图2 过流保护的负载开关结构框图 图2是一种带过流保护的负载开关结构框图,图2中,RL是负载,RS是电流检测电阻。流过RS的电压降VRS与电流I成比例,此电压VRS输入负载开关VI 端。若内部电流检测电路检测出有过流状态,输出过流信号(电平信号)给通、断控制电路,关断负载开关。一旦开关断开,RS上电压VRS=0,开关又接通,产生振荡,如图3所示。输出电流将小于限制电流。更好的办法是通过FLAG端输出过流信号给μC,使μC输出低电平给负载开关ON端,关断负载开关。图2中未画出μC及μC与负载开关的连线。 从图1及图2可看出:无论电流测量或电流限制控制电路都需要外接电流检测电阻RS。RS的选择是否正确及RS的质量好坏,对电流测量精度有很大的影响。 电流检测电阻的要求及特点 电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广,从几毫安到几十安;测量的精度要求不同,电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻,其主要要求及特点如下。

基于单片机的霍尔电流检测装置硬件开发

绪论 电流检测有多种方法,最通用的方法是采用阻性分流器、互感器或霍尔传感器。阻性分流器工作时与负载串联,无法进行隔离测量;互感器只适用于50 Hz工频交流的测量;霍尔检测技术综合了互感器和分流器技术的所有优点,同时又克服了互感器和分流器的不足,采用一只霍尔电流电压传感器/变送器模块检测元件,既可以检测交流,也可以检测直流,甚至可以检测瞬态峰值,同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离,因而是替代互感器和分流器的新一代产品。 基于霍尔传感器的电流检测系统以AT89C51单片机为核心,应用霍尔传感器技术,实现对被检测电路电流的测量。检测系统硬件电路包括电源电路、单片机电路、数据采集电路、数码显示电路、电流检测电路,系统硬件框图如图1所示。 图1 系统硬件框图

第一章硬件原理图的设计 1.1电源电路 图2 电源模块 如图2所示.系统的供电电源由220V-9V变压器提供.考虑到变压器体积比较大,且220V属于较高电压,容易影响板子芯片的正常 工作.我们选择变压器独立外接的处理办法. 变压器二次侧的输出电压为交流9V电源,经过整流桥得到脉动的直流电源,经过滤波电容,稳压管78L05,以及二次滤波电容的 处,得到符合系统要求的+5v电源,为装置各部分电路供电,保证 各装置的正常工作。

1.2电流检测电路 选用ACS712作为电流检测传感器.ACS7i2是Allegro公司新推出的一种线性电流传感器,该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路,能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。具有低噪声,响应时间快(对应步进输入电流,输出上升时间为5 S),50千赫带宽,总输出误差最大为4%,高输出灵敏度(66mV/A~185 mV/A),使用方便、性价比高、绝缘电压高等特点,主要应用于电动机控制、载荷检测和管理、开关式电源和过电流故障保护等,特别是那些要求电气绝缘却未使用光电绝缘器或其它昂贵绝缘技术的应用中。 1.2.1 引脚描述 ACS712采用小型的SOIC 8 封装,其引脚分布如图3所示,采用单电源5V供电。各引脚的功能介绍如表l所示,其中引脚1和2、3和4均内置有保险,为待测电流的两个输入端,当检测直流电流时,l和2、3和4分别为待测电流的输入端和输出端。

关于氧化锌避雷器泄漏电流的分析及测试

氧化锌避雷器泄漏电流的测试及分析 崔志刚 (保定华创电气有限公司河北保定071000) 摘要:在对氧化锌避雷器的泄漏电流的测试中,采用阻性电流中的基波分量Ir1、谐波分量Ir3、Ir5、Ir7以及阻性电流峰值Irp作为金属氧化锌避雷器(MOA)的监测信号可以及时地发现其老化或劣化现象。该文就针对泄漏电流的阻性成分及谐波电压的影响进行了详细的仿真分析研究。 关键词:氧化锌避雷器;泄漏电流;阻性电流;谐波电压 一、前言 虽然Z n O避雷器不需要日常的维护,但还是要求在一定的时间段内检查避雷器的状况。由于实用性和经济性的考虑,希望检查能在不断电的J 清况下执行,很明显,这一限制使检查避雷器状态的可用方法大大减少。 以前也提出过几种检测金属氧化物避雷器状态的方法。众所周知,避雷器的连续泄漏电流的阻性成分能很好的判断它的状态,所以大多数方法是测量避雷器接地端的泄漏电流。阻性电流大幅度增加可能是由于密封问题引起的湿度人侵或是Z n O压敏电阻阀片的过早老化,而阻性泄漏电流的瞬态上升则是由压敏电阻器温度的临时升高引起的主要原因。 本文首先提出了避雷器泄漏电流的测试方法,然后进一步详细分析了其谐波成分的组成以及计算方法。 二、. 泄漏电流区Z n O避雷器的电特性 为了本文的讨论,需要定义一个接近压敏电阻器电压一电流特性拐点的电压水平,此处阻性电流成分开始起主要作用。根据新的I E C标准,也可以用参考电压。实际上,实际持续工作电压通常在额定或参考电压的0.6 -0.8倍范围内。为了比较,参考电压按以下定义:对一个75 m m直径的压敏电阻器,阻性电流为3mA (peak)时的电压值。对其它直径的压敏电阻器,电流的幅值相应的调整。 等效电路如图1所示: 图1 Z n O阀片在小电流区域的等效电路

超微电流检测

微弱电流信号检测记录 (2012-02-14 11:19:12) 标签: 杂谈 目录 零、序 一、微弱电流测试器的指标 二、微弱电流测试所需要的条件 三、微弱电流计 四、高阻电阻 五、微弱电流计放大器的基本电路 六、微弱电流标准源 七、微弱电流计的测试 八、微弱电流测试仪器DIY汇总 九、微弱电流测试器DIY 十、改进与应用 二、微弱电流计放大器的基本电路 1、微弱电流放大的基本电路 弱电流的基本电路是反向放大器的形式,即I-V转换电路。先看一个实例,来自ICH8500的数据表。 图片:Amp0.gif 放大器接成典型的反向放大器,但没有输入电阻,其实是一个电流-电压变换器,并有几点

不同: a、有保护(Guard,作用见下) b、反馈电阻Rfb非常大,为10的12次方欧姆,即1T c、有个反馈电容Cfb,用来与输入等效电容分压,提高响应时间。在一个实际采用ICH8500的电路板上,该电容采用了470pF的聚苯乙烯(反馈电阻用了30G) 图片:DSCN5966s.jpg 反馈电阻Rf(或叫Rfb)的选择。这是一个关键元件,一方面取决于所要求的灵敏度和噪音,另一方面与其他元件和电阻的来源情况有关。 上述电路的Rfb非常大达到1T,因此1pA的输入电流就会引起1V的输出,即灵敏度是1V/pA,这样用2V的电压表,就可以实现满度2pA的微电流计,甚至可以用200mV的电压表事项满度200fA的超微电流计。 Rfb也与电流噪音密切相关,越大则理论噪音越小,很多静电计选100G,这样理论噪音极限大概是0.25fArms,而K642选择了1000G,噪音就更小了。 当然,Rfb不能取得太大,因为运放的偏置电流Ib是完全流过这个电阻的,产生压降,也产生噪音、温度系数等弊病,所以Rfb要与运放匹配,最好Ib×Rfb小于满度输出的1%,至少<10%。否则,当没有输入的时候,Ib就要全部流过Rfb,1pA就产生了1V的假输出,这是不允许的。另一方面,大的电阻不仅价格贵、买不到,而且可能存在性能上的问题。从目前情况看,Rfb最大选择100G比较合适,除非你想PK吉时利,可以选1T或更大。

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