电路的隔离技术论文

电路的隔离技术论文（精选8篇）

电路的隔离技术论文 第1篇

电路隔离主要有:模拟电路的隔离, 数字电路的隔离, 数字电路与模拟电路之间的隔离;所使用的隔离方法有:变压器隔离法, 脉冲变压器隔离法, 继电器隔离法, 光电耦合器隔离法, 直流电压隔离法, 线性隔离放大器隔离法, 光纤隔离法, A/D转换器隔离法等。

一、模拟电路的隔离

一套控制装置或者一台电子电气设备, 通常包含供电系统, 模拟信号测量系统, 模拟信号控制系统。而供电系统又可以分为交流供电系统和直流供电系统, 交流供电系统主要采用变压器隔离, 直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。模拟信号测量系统相对来说比较复杂, 对于高电压.大电流信号, 一般采用互感器 (电压互感器, 电流互感器) 隔离法。近年来, 又出现了霍尔变送器, 这些元器件都是高电压.大电流信号测量常规使用的元器件;对于微电压.微电流信号, 一般采用线性隔离放大器隔离。模拟信号控制系统与模拟信号测量系统所使用的隔离相类似, 一般采用变压器.直流电压隔离器。

(一) 供电系统的隔离。

由于交流电网中存在着大量的谐波.雷击浪涌.高频干扰等噪声, 所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备, 都应该采取措施抑制来自交流电源的干扰。采用电源隔离变压器, 可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是, 普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用, 这是因为:虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的, 能够阻止一次绕组侧的噪声电压.电流直接传输到二次绕组侧, 有隔离作用, 然而, 由于分布电容 (绕组与铁心之间, 绕组之间, 层匝之间, 引线之间) 的存在, 交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次绕组侧。为了抑制噪声, 必须在绕组间加屏蔽层, 这样就能有效地抑制噪声, 消除干扰, 提高设备的电磁兼容性。现在, 专门抑制噪声的隔离变压器已经研制成功并投入使用, 这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。这类变压器的结构.铁心材料.形状及其线圈位置都比较特殊, 它可以切断高频噪声漏磁通和绕组的交连, 从而使差模噪声不易感应到二次绕组侧, 故这种变压器既能切断共噪声电压, 又能切断差模噪声电压, 是比较理想的隔离变压器。

当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时, 它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离, 其隔离方式大致有两种:一是在交流侧使用隔离变压器;二是使用直流电压隔离器 (即DC/DC变换器) 。

(二) 模拟信号测量系统的隔离。

对于具有直流分量和共模噪声干扰比较严重的场合, 在模拟信号的测量中必须采取措施, 使输入与输出完全隔离, 彼此绝缘, 消除噪声的耦合。隔离对系统有如下好处:A.防止模拟系统干扰, 尤其是电力系统的接地干扰进入逻辑系统, 导致逻辑系统的工作紊乱;B.在精密测量系统中, 防止数字系统的脉冲波动干扰进入模拟系统, 尤其是前置放大部分, 因为前置放大部分的信号非常微弱, 较小的骚扰波动信号就会把有用信号淹没。1、高电压.大电流信号的隔离。高电压.大电流信号采用互感器隔离, 其抑制噪声的原理与隔离变压器类似。2、微电压.微电流信号的隔离。微电压.微电流模拟信号的隔离系统相对来说比较复杂。一般情况下, 对于较小量的共模噪声, 采用差动放大器或仪表放大器就能够取得良好的效果, 但是对于具有较大量的共模噪声, 且测量精度要求比较高的场合, 应该选择高精度线性隔离放大器。

二、数字电路的隔离

数字系统包括数字信号输入系统和数字信号输出系统。数字信号输入系统主要采用脉冲变压器隔离, 光电耦合器隔离;而数字信号输出系统主要采用光电耦合器隔离, 继电器隔离, 个别情况下也可采用高频变压器隔离。

(一) 光电耦合器隔离。

这种隔离方法是用光电耦合器把输入信号与内部电路隔离开来, 或者是把内部输出信号与外部电路隔离开来。目前, 大多数光电耦合器件的隔离电压都在2.5kV以上, 有些器件达到了8kV, 既有高压大电流大功率光电耦合器件, 又有高速高频光电耦合器件 (频率高达10MHz) 。

(二) 脉冲变压器隔离。

脉冲变压器的匝数较少, 而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁芯的两侧, 这种工艺使得它的分布电容特小, 仅为几个pF, 所以可作为脉冲信号的隔离元件。脉冲变压器传递输入.输出脉冲信号时, 不传递直流分量, 因而在微电子技术控制系统中得到了广泛的应用。一般地说, 脉冲变压器的信号传递频率在1kHz~1MHz之间, 新型的高频脉冲变压器的信号传递频率可达到10MHz。脉冲变压器主要用于晶闸管 (SCR) .大功率晶体管 (CTR) .IGBT可控器件的控制隔离中。

(三) 继电器隔离。

继电器是常用的数字输出隔离元件, 用继电器作为隔离元件简单实用, 价格低廉。

三、模拟电路与数字电路之间的隔离

一般地说, 模拟电路与数字电路之间的转换通过模数转换器 (A/D) 或数模转换器 (D/A) 来实现。但是, 若不采取一定的措施, 数字电路中的高频振荡信号就会对模拟电路带来一定的干扰, 影响测量的精度。为了抑制数字电路对模拟电路带来的高频干扰, 一般须将模拟地与数字地分开布线。这种方式不能彻底排除来自数字电路的高频干扰, 要想排除来自数字电路的高频干扰, 必须把数字电路与模拟电路隔离开来, 常用的隔离方法是在A/D转换器与数字电路之间加入光电耦合器, 把数字电路与模拟电路隔离开来。但是这种电路还不能从根本上解决模拟电路中的干扰问题, 仍然存在着一定的缺陷, 这是因为信号电路中的共模干扰和差模干扰没有得到有效地抑制, 对于高精密测量的场合, 还不能满足要求。

对于具有严重干扰的测量场合, 把信号接收部分与模拟处理部分也应该进行隔离, 这样一来, 既防止了数字系统的高频干扰进入模拟部分, 又阻断了来自前置电路部分的共模干扰和差模干扰。当然, 这种系统的造价较高, 一般只用于高精度的测量系统中。

数模转换 (D/A) 电路的隔离与模数转换 (A/D) 电路的隔离类似, 因而所采取的技术措施也差不多。

网络隔离和防火墙技术的比较研究 第2篇

2012-8-6 21:20:21 文章来源：万方数据

摘要： 目前的防火墙大都依靠于对数据包的信息进行检查，检查的重点是网络协议的信息。防火墙主要查看IP包中的IP包头、TCP包头、应用层包头以及数据加载的包头，要了解防火墙的具体架构。

关键词： 网络隔离防火墙

一、前言

随着Internet的飞速发展以及我国政府信息化为代表的电子政务的蓬勃发展，宽带网已经得到普及。业界电子商务的开展，海量的网络信息，[J趋丰富的网络功能使得“网上办公”条件已经成熟。办公信息化带来了办公效率质的飞跃，但办公信息化的安全，也极大地引起人们的关注和思考，相应的网络隔离技术与防火墙技术的应用研究引起了人们的高度重视。

二、网络隔离技术简介

（一）网络隔离技术的发展历程

网络隔离，英文名为Network Isolation，主要是指把两个或两个以上可路由的网络（如：TCP／IP）通过不可路由的协议（如：IPX／SPX、NetBEUI等）进行数据交换而达到隔离目的。由于其原理主要是采用了不同的协议，所以通常也叫协议隔离（ProtocolIsolation）。

（二）网络隔离技术原理

网络隔离产品采用了网络隔离技术，是使用带有多种控制功能的固态开关读写介质连接两个独立主机系统的信息安全设备。由于两个独立主机系统之问，不存在通信的物理连接、逻辑连接、信息传输命令、信息传输协议，不存在依据协议的信息包转发，只有数据文件的无协议“摆渡”，且对固态存储介质只有“读”和“写”两个命令。所以，网络隔离产品从物理上隔离，阻断了具有潜在攻击可能的一切连接，使“黑客”无法入侵、无法攻击、无法破坏，实现了真正的安全。

（三）网络隔离设备的实现机制 网络隔离设备由内网处理单元、外网处理单元和专用隔离硬件组成。网络隔离硬件包括一个独立的固态存储单元和一个独立的调度和控制单元，内网处理单元和外网处理单元在同一时刻最多只有一个同固态存储单元建立非TCP／IP协议的数据连接，并通过私有协议进行数据的交换。

三、防火墙的体系架构介绍

目前的防火墙大都依靠于对数据包的信息进行检查，检查的重点是网络协议的信息。防火墙主要查看IP包中的IP包头、TCP包头、应用层包头以及数据加载的包头，要了解防火墙的具体架构，就需要分析检查它是哪一层协议的信息。根据OSI模型，防火墙架构包含以下几种：包过滤防火墙，电路网关防火墙，应用网关防火墙，状态检测包过滤防火墙和切换代理防火墙。防火墙是建立在内外网边界上的过滤封锁机制，内部网络被认为是安全和可信赖的，而外部网络被认为是不安全和不可信赖的。防火墙的作用是防止不希望的、未经授权的通信进出被保护的内部网络。防火墙对网络安全的保护程度，很大程度上取决于防火墙的体系架构。随着网络应用的增加，对网络带宽提出了更高的要求。这意味着防火墙要能够以非常高的速率处理数据。一些防火墙制造商开发了基于ASIC的防火墙和基于网络处理器的防火墙。从执行速度的角度看来，基于网络处理器的防火墙也是基于软件的解决方案，它需要在很大程度上依赖于软件的性能，但是由于这类防火墙中有一些专门用于处理数据层面任务的引擎，从而减轻了CPU的负担，该类防火墙的性能要比传统防火墙的性能好许多。

四、防火墙存在的安全漏洞

防火墙设备侧重丁二网络层到应用层的策略隔离，操作系统、内部系统的漏洞、通用协议的缺陷等都成为不安哞：的潜在因素。首先由防火墙的体系架构可知，防火墙可能会产生网络层短路，从而导致伪造合法数据包带来的危害：防火墙还难以抵御数据驱动式攻击，即大量合法的数据包将导致网络阻塞而使止常通信瘫痪。其次，防火墙很难阻止由通用协议本身漏洞发起的入侵。第三，防火墙系统本身的缺陷也是影响内部网络安全的重要因素，当防火墙土机被控制后，内部受保护网络就会暴露无疑。第四，要使防火墙发挥有效的安全性，需要正确、合理地配置防火墙相关的安全策略，而配置的复杂程度不仅带来繁琐的工作量，同时也增加了配置不当带来的安全隐患。

五、安全性分析比较

（一）指导思想不同 1.防火墙的思路是在保障互联互通的前提下，尽可能安全；

2.网络隔离技术的思路是在保证必须安全的前提下，尽可能互联互通。

（二）体系架构不同

网络隔离产品一般为双机或三机系统，而防火墙由一台处理机组成，为单机系统。而网络隔离设备实现了0SI模型七层的断开和应用层内容的检查机制，因而不会产生网络层短路，消除了基于网络协议的攻击。

（三）安全规则配置的复杂程度不同

电路的隔离技术论文 第3篇

关键词：配电线路；线路故障；快速切除技术；快速隔离技术；供电网络 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2015）15-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.071

当前大规模的电力网络建设也带来了巨大的经济负担，尤其电力网络的故障问题，一方面影响了供电效果，另一方面需要电力企业投入不小的维修成本。结合本文重点谈到的配电网络，配电线路一旦出现故障，对于故障的处理往往需要在停电的前提下，因此故障导致的检修工作会极大地影响电力供应。在配电网络检修技术的发展中，基于配电线路故障的快速切除与隔离技术日渐成熟起来，在实践中也取得不错的效果。本着促进配电网络检修技术水平、推动电力网络平稳安全运行的目的。本文笔者结合配电网络故障检修的实际工作，依据配电网络故障产生的主要原因，通过对配电线路故障的快速切除与隔离技术的介绍分析，提高快速切除与隔离技术在配电线路故障检修中的应用水平。

1 配电线路故障的主要原因分析

1.1 配电线路的内部因素

针对当前配电线路故障常见多发的现象，本着内因决定外因的理念，我们首先要从配电线路的内部寻找原因。以下是具体分析：

第一，在配电线路中经常发生由于导线断裂引发的整个线路故障的问题。造成配电线路导线断裂的原因比较繁杂，比如铝绞导线由于本身材质的缘故就会很容易出现断裂，一般导线与绝缘子的连接部位没有紧密的话，也会造成扎线分离，进而导致电流中断以及导线断裂的故障，引起整个配电线路的事故发生。

第二，配电线路的故障也可能是由配变损坏、引线烧断等事故引起的，在配电区由于电压负荷长期过大、天气干燥等因素，共同导致了配电线路变压器的损坏，进而造成了整个配电线路的故障出现。另外，在雷雨天气下，由于变压器的避雷装置失效或者损坏，导致配电线路变压器遭受雷击的破坏，同样会引起相关配电线路故障的出现。

第三，由于配电网络复杂性和密集性的实际情况，造成了整个配电线路的通道迂回曲折，各相线路之间混乱不清，尤其是在配电线路经过树木、房屋的地区，由于配电线路和这些物体的距离不够引发了短路事故，进而将故障波及相关配电线路，在造成安全危害的同时，也极大影响了正常的电力供应。

1.2 配电线路的外部因素

配电线路的内部因素在电力科学技术的发展下，对于配电线路的故障的影响，已经呈下降和减弱的趋势。但是配电线路的外部因素由于自身的不可控制性，对于配电线路故障的影响变得越来越大，值得引起相关电力检修人员的警惕，尤其是要结合分析当前引起配电线路故障发生的典型外部因素，制定出合理有效的应对措施。以下是对引起配电线路故障的外部因素的具体

分析：

第一，天气因素。灾害性的天气不仅是在内部因素上催生配电线路故障的发生，也可以通过自身的破坏力直接造成配电线路发生故障。当前由于全球气候变暖以及人类对于生态平衡的巨大破坏，灾害性天气较以往更加多发。除了灾害性天气常见多发的原因外，由于灾害性天气的不可预见性和突然性，共同对当前的配电网络造成了不可想象的破坏，导致配电线路相应故障的产生。比如突然降临的暴风雪天气，由于气温骤降以及冰雪覆盖，在一定程度上就会导致配电线路断裂，断裂不仅会发生在不定的多个线路，而且因为风雪的阻隔，会给后续的配电线路抢修工作带来不小的阻碍，进而造成配电线路故障的扩大化。

第二，人为因素。比如在电力工作中，电力调度人员或者维护人员由于不规范的操作，对配电线路造成了一定损伤，进而导致了配电线路发生故障。人为因素也包括一些社会不良人员对于配电线路的破坏甚至盗窃，这种行为对配电线路的影响更大，不仅会造成配电线路出现故障，还会影响整个供电线路的安全，应当做好相应的防护措施。

第三，技术因素。配电线路对于整个供电网络有着重要的作用，但是在配电线路的维修中，由于技术条件的有限，加上操作人员的素质不高，导致故障在处理后又形成新的故障，这也是造成配电线路故障的外部因素之一。

2 快速切除与隔离技术分析

当前我国的配电网络中，10kV配电线路环网供电是主要的组成部分。该形式的配电线路的供电一般为开环单端供电，也就说如果整个配电线路中某一段出现故障的话，那么该段的供电会通过开关装置转换到另一条线路进行供电，这种方法可以及时解决供电故障，提升供电的质量和效率。

以某城市10kV配电线路为例，该配电线路供电形式为开环单端，开关隔离装置会在发生配电线路故障的时候发挥作用，也就是通过开关调整为线路的另一侧来供电。如图1所表示的内容。该图里的A、B、C、D、E五个开关都处在电气操作柱上面。其中数据传输电台可以使用9500bit/s速率在大气中传输，拥有两万功率的发射信号能够直接一次性传输到10千米外，同时该数传电台由于经过特别改装，因此可以接受并发送频率不一样的信号。数传电台根据操作命令的不同，发出相应的指示，比如数传电台可以向电源侧开关传达闭合挥着向负荷端开关跳闸的指示。

图1 配电线路以及电台装置示意图

在该配电线路之中，如果BC端发生故障的话，各个装置会做出不同的反应。以下是具体过程：首先A在检测到电流信号时，同时接受到B传达的关闭指示，那么就会发生闭锁跳闸的情况。在B检测到经过电流的信号时，但是C没有发出相应的闭锁信号的话，就会造成跳闸出口的现象；假设经过1s后电闸重新闭合，一旦发生短暂的线路故障，那么就会成功的合闸。反之，如果是长期性的线路故障，就会加快B的跳闸，另外也会波及到C。此时联络开关E一旦感应到电流压力逐渐为零的话，会在3s之后做出重合闸的动作，并且重新供应C、D、E处的电流。如果是CD段出现线路事故的话，各装置会做出如下的反应：首先A、B、C三个点检测到经过电流的信号，那么B向A传达出闭锁的指示，B同时会接受C发出的闭锁指示，以上反应会造成A和B的同时闭锁跳闸。因为C收不到闭锁的指示。在经过1s之后电闸重新合上，此时假设只是短暂的电路故障的话，那么合闸就算成功的。如果此时的线路故障是长期性的话，C、D会一起加速远跳，联络开关E一旦感应到电流压力逐渐转小的话，就会在2s后重新合闸，并对D、E处重新供电。

通过以上分析研究，我们发现开关的位置状态的情况是可以及时传递的，具体就是利用数传电台的闭锁频率经由电源开关发送相应的开关信号，促使配网变电站的主控制做出开关的反应，一般会情况控制中心会指派检修人员及时进行线路故障的修复工作。在城市的配电线路中，可以考虑配置数传电台，以此促进配电线路上故障的快速切除与隔离工作的效率与效果。

3 结语

通过以上分析研究，广大电力工作人员应在配电线路故障中推广应用快速切除与隔离技术，促进配电线路故障可以及时有效地得到处理，尽量降低配电线路故障对于整个电力供应的不利影响，推动供电企业取得经济效益与社会效益的统一。

参考文献

[1] 王宝平.配电线路故障的快速切除与隔离[A].第十届全国保护和控制学术研讨会论文集[C].2005.

[2] 张焕峰.配电线路故障的快速切除与隔离技术初探

[J].电子制作，2013，（21）.

作者简介：陈建科（1989-），男，广东江门人，广东电网有限责任公司江门新会供电局助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

电路的隔离技术论文 第4篇

关键词：光电隔离,直流电机,调速电路,电机控制,可控硅,过零触发

(一) 引言

因工作需要, 开发了一款可以应用于工业现场的能可靠控制24V或者220V小功率直流电机的调压电路以用于驱动24V或者220V直流电机 (220V这款是德国的小型直流电机) 。本人使用光电隔离, 双向可控硅等元件制作的直流电机控制器, 该装置结构简单, 输出功率大, 经过多次实验反复调试工作安全可靠, 而且使用单层板即可实现, 制作成本低。

(二) 直流电机调速电路特点

自制电路命名为STGJ2009, 该电路的原理图如图1:电路最大的特点, 与传统的直流电机直接使用改变串联电阻大小的方式进行调速比较, 传统的调速方式在电机处于低速时候把大量的电能浪费在电阻上面, 不符合节能环保的要求。而使用该电路是通过控制可控硅BTA12的开通时间, 来控制输出的直流脉冲的个数来对直流电机进行调速, 使用该方法不仅节能环保而且得到理想的调速特性而且也避免了使用单向晶闸管调压电路的复杂繁琐, 从成本上看, 使用单向晶闸管调速电路需要两个单向晶闸管, 而市面上两个同等耐压等级12A的晶闸管的价格高于单个12A双向晶闸管的价格。而且控制和保护环节也更多。所以采用双向晶闸管构成直流调压电路也更为简单, 另外由于采用了光耦合隔离器件隔离了驱动脉冲信号发生电路和主电路, 防止了误触发, 提高了电路的可靠性[1,3]。

(三) 工作原理

该电路分主要为两个部分:一是驱动双向晶闸管的驱动电路即控制脉冲发生的电路, 该电路位于原理图的上半部分;二是直接驱动直流电机的主电路, 它位于原理图的下半部分;两个部分通过一个光耦合器件隔离开来, 这样就保证了驱动电路在工业现场可以不受其他瞬时电流脉冲的影响而产生误触发, 大大提高了该电路的调速的可靠程度。

1. 脉冲发生电路

该电路位于原理图的上半部分, 位于光耦之前, 通过D1~D4这4个整流二极管把交流变为直流, 并且通过R1降压和D5稳压得到12V左右直流电压, 这作为后面以BT33F为主和RV1、R2、C2、R3和R9构成的脉冲发生电路, 其中由RV1控制通过C3输出的脉冲的个数。其基本原理是通过RV1调节经R2往小电容C2充电电流的大小, 当C2充满到达放电时, 触发BT33F在b2 (与C3连接的脚) 脚产生被放大的电脉冲, 之后C2因为放电电位下降, 需要再经过充电电流的充电才能再次放电。触发BT33F产生电脉冲。所以如果充电电流越大, 则C2充电满的时间间隔越短, 同一个时间内输出的电脉冲也越多, 所以电脉冲的输出是通过RV1调整对C2的充电电流的大小来控制的, 当RV1调整为100K时, 充电电流最小, 电机转速最慢, 当RV1调整为0欧姆时候, 充电电流最大, 输出脉冲最多。脉冲最密集的时候控制双向晶闸管输出的电压也达到最大[4,5]。

2. 驱动电机的主电路

通过电桥DQ1把输入的交流 (交流24V或220V) 电转化为直流电 (24V或220V) ;直流电作为直流电机的电源, 当双向可控硅接收到来自光耦合的控制信号就会触发导通, 当信号消失则关断。为防止驱动双向晶闸管的电流过大损坏双向晶闸管, 经光耦合送来的脉冲信号需要经过R6和1N4148进行保护。如果V2端输入的是24V交流电, 则把SW打到R8的位置 (如果V2输入的是220V交流电则把SW打到R7位置) , 确保提供12V左右的交流电源, 再通过D9、D7和C5进行整流稳压为光耦合提供12V直流电源再使用RV2调整光耦合器件的C极电流大小, 确保输出电脉冲电流大小。

注意:再双向晶闸管两侧要并联RW1和C6作为双向晶闸管的保护电路。

(四) 元件选择

为确保该电路可以长时间连续稳定带动直流电机运行, 该电路在主要器件的选用上要注意一下, 例如主电路的电桥, 最好选用带散结构的8A左右的整流桥, 因为根据如果该电路用于长时间带直流电机等负载最好留有一定的余量, 整流桥的额定电流最好是工作电流的2倍。另外主要的功率器件双向晶闸管BTA12额定电流最大能通过12A, 为确保直流电机连续稳定工作, 也应留有一定余量, 根据经验公式, 取其标称值的1/3左右。所以该电路可以用于带动功率在880瓦及以下的直流电机连续运行。

(五) 电路调试

该电路在调试时, 先调试触发电路, 使用示波器观察触发电路产生的波形, RV1起调时脉冲波形下如图

此时, 输出电压也最小, 约为额定电压的5%左右。

当RV1调到电阻最小 (也即脉冲最密集时候) , 示波器显示如图, 此时输出电压为额定电压。

接着调试主电路, 主电路主要调节供给光耦的电流的电阻RV2, 它的大小决定了触发脉冲的大小, 最好调整到合适的范围。一开始可以把RV1和RV2调到中间, 此时, 电路多数是关断的, 接着逐步把RV2逐渐调小, 电路会在这个过程开通, 然后再有缓慢地增大, 如果调小RV2调小还不能提高输出电压, 那说明电流正好够用了。不必再调小R V2了。

最终电路的实物图如下, (由于调试需要笔者多留了几个放调试针脚的插孔) 图中, 亮点处为光耦, 左侧为触发电路, 右侧为主电路。

(六) 小结

该电路由于采用了光耦器件进行隔离, 确保了主电路与触发电路各自独立运作, 互不干扰。经过现场测试, 该电路符合在工业现场长时间稳定应用的要求;而且一次调试即可以长期运行基本免维护。该电路采用相控原理, 通过控制触发角大小, 控制输出电压的大小, 不仅输出电压连续可调, 也使电源得到有效利用, 符合国家现在提倡的节能环保的要求。而且采用单层板就可以制作, 造价低廉, 对于广大的需要小型直流调速控制装置的工厂企业来说。具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]陈伯时.电力驱动自动控制系统[M].机械工业出版社

[2]张国峰, 张维.实用稳压电源150例[M].人民邮电出版社

[3]周渊深交直流调速系统与MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社, 2007:135-150.

[4]王承缘.现代电机控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2009 (1) .

电路的隔离技术论文 第5篇

【摘 要】数控机床广泛应用于机械加工领域，通过对数控机床电气控制系统工作原理以及数控机床常见干扰的分析，探讨了相关的电气隔离技术，提出了数控机床抑制干扰而采取的电气隔离的技术措施。

【关键词】数控机床；电气控制；电气隔离；抗干扰

数控机床是集计算机控制系统、电气控制和数控控制系统于一身的机电一体化设备，广泛应用于机械加工领域。电气控制部分多数处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。很容易被周围干扰源干扰而引起控制系统产生误动作。为了让控制系统稳定工作，在系统设计与安装时应采取一定的抗干扰措施电气隔离技术就是较好的抗干扰技术之一，能从电路上把干扰信号和被干扰的部分隔离开来，达到隔离现场干扰的目的。通过电路把传递干扰的路径切断，以抑制干扰信号。通过采用电气隔离技术，大多数电路都能够很好地抑制噪声干扰，使设备符合电磁兼容性的要求。

通过对数控机床电气控制系统工作原理以及对数控机床常见干扰的分析，为了降低数控机床电气控制系统被干扰程度，提高数控机床控制系统的可靠性，必须优先考虑硬件电气隔离措施，例如各种控制信号的隔离，电源系统的隔离等。电气隔离就是切断干扰通道，使测控装置与现场仅保持信号联系，不直接发生电的联系。脉冲变压器隔离、光电隔离、继电器隔离和布线隔离等是工控装置与现场信号之间常用的隔离技术。

1.光电耦合隔离技术

光电隔离电路是以光为媒体传送信号，对输入和输出电路进行隔离。因而能有效地抑制干扰信号，消除接地回路的干扰，并且响应速度快、寿命长、体积小、耐冲击等特点，常用在强-弱电接口电路中，计算机控制系统的前向和后向通道中也经常采用。

光电隔离是由光电耦合器件来完成的。其输入端配置发光源，输出端配置受光器，输入和输出在电气是完全隔离的。由于光电耦合器的输入阻抗（100Ω～1kΩ）与一般干扰源的阻抗（105～106Ω）相比较小，因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小，它所能提供的电流并不大，不易使半导体二极管发光。另外光电耦合器的隔离电阻很大（约1012Ω）、隔离电容很小（约几个pF），所以能阻止电路耦合产生的电磁干扰，被控设备的各种干扰很难反馈到输入系统。

光电耦合器把输入信号与内部电路隔离开来，或者是把内部输出信号与外部电路隔离开来。开关量输入电路接入光电耦合器后，由于光电耦合器的隔离作用，使夹杂在输入开关量中的各种干扰脉冲都被挡在输入回路的一侧。由于光电耦合器不是将输入侧和输出侧的电信号进行直接耦合，而是以光为媒介进行耦合，具有较高的电气隔离和抗干扰能力。

在数控机床PLC控制系统中，由于测控系统与被测和被控设备之间不可避免地受到干扰，导致传输信号发生畸变或失真；另外，在通过较远的设备之间传输信号的电缆，常因设备间的地线电位差，导致地环路电流，形成差模干扰电压。为增强传输的可靠性，可采用光电耦合技术进行隔离，将两个电路的电气连接隔开，使他们相互独立，切断可能形成的环路，提高电路的抗干扰性能。若传输线较长，现场干扰严重，可通过两级光电耦合器将长线完全“浮置”起来。

2.脉冲变压器隔离技术

脉冲变压器的匝数较少，而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁心的两侧，这种工艺使得它的分布电容很小，仅为几个pF，所以可作为脉冲信号的隔离元件。脉冲变压器传递输入、输出脉冲信号时，不传递直流分量，PLC使用的数字量信号输入/输出的控制设备不要求传递直流分量，因而在数控系统中得到了广泛的应用。

3.继电器隔离技术

继电器的线圈和触点没有电气上的联系，因此，可利用继电器的线圈接收信号，利用触点发送和输出控制信号，从而避免强电和弱电信号之间的直接接触，实现了抗干扰隔离。在该电路中，通过继电器把低压直流与高压交流隔离开来，使高压交流侧的干扰无法进入低压直流侧。

4.配线系统隔离

将微弱信号电路与易产生噪声污染的电路分开布线，最基本的要求是信号线路必须和强电控制线路、电源线路分开走线，而且相互间要保持一定的距离。配线时应区别分开交流线、直流稳压电源线、数字信号线、模拟信号线、感性负载驱动线等。配线间隔越大，配线越短，则噪声影响越小。但是，实际设备的内外空间是有限的，配线间隔不可能太大，只要能维持最低限度的间隔距离便可。如果受环境条件的限制，信号线不能与高压线和动力线等离得足够远时，就得采用诸如信号线路接电容器等各种抑制电磁感应噪声的措施。

5.供电系统的电气隔离

大多数强干扰是通过供电系统进入数控机床电气控制系统的，为此要对电源进行滤波、隔离和稳压处理。在使用380V电网电压的条件下，可在输入端加电源滤波器；若采用线性稳压器，除了通过电源变压器的隔离外，通常还要在三端稳压器的基础上增加由磁环和高频电容组成的π型滤波；必要时也可在控制系统的电源引脚加瞬态电压抑制器，以减小电源噪声的干扰。

电源变压器是数控机床供电系统的主要元件，为了抑制电网中的干扰，一般选用隔离变压器，且变压器容量应比实际需要要大1.2～1.5 倍左右。在使用中应要求变压器的屏蔽层良好接地，次级线圈连接线要使用双绞线，以减少电源线间干扰。对于数控机床的PLC的控制器电源，如果条件许可，还可在隔离变压器前加入滤波器，此时变压器的初级和次级连接线均需使用双绞线。

6.交流电源隔离技术应用

由于交流电网中存在着大量的谐波、高频干扰等，所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备，都应采取抑制措施。采用电源隔离变压器，可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是，普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用，这是因为，即使一次绕组和二次绕组之间是绝缘的，能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧，有隔离作用。然而，由于分布电容（绕组与铁心之间、绕组之间、层匝之间和引线之间）的存在，交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。为了抑制噪声，必须在绕组间加屏蔽层，这样就能有效地抑制噪声，消除干扰，提高设备的抗干扰性。

7.结束语

在开发数控模切烫金机、数控车（铣）床以及其它数控产品时，在电气控制方面均根据不同电气控制部分采用了相应的电气隔离措施。通过验证，绝大多数电路都能够取得良好的抑制干扰的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。同时在产品的研制实践中，还要对电子电气设备的内部干扰及外部干扰进行全面的分析，结合“接地问题”，“屏蔽问题”，选择合理的隔离方式及其恰当的隔离部位，进行统一配置，才能设计出满足电磁兼容性要求的合格产品。当然，除了采用硬件抗干扰措施外，还可结合软件抗干扰技术，如指令冗余法、软件陷阱法等，进一步提高数控系统电气控制的抗干扰性能。

【参考文献】

[1]熊轶娜，吴跃明，陈洁.数控机床控制系统的抗干扰分析[J].组合机床与自动化加工技术，2009，（8）：65-67.

[2]刘国通，李传伟.屏蔽和接地在数控系统抗干扰中的应用[J].机床电器，2008，（3）：20-23.

电路的隔离技术论文 第6篇

关键词：有源功率检测法,超导储能,失超检测,电压隔离校正

0引言

超导储能系统具有大功率、高灵敏度、小体积, 低损耗等诸多优势, 在工业和科研领域得到广泛的应用。尤其是在输电电网中[1,2,3,4], 能够解决用电高峰和低谷期电网输电的供求矛盾, 提高电网的电能容量, 增强系统的稳定性。因此, 超导储能因为其得天独厚的优点, 成为未来最具潜力的储能装置。超导储能系统在运行时, 内部线圈会因为瞬间高压、局部高热以及过载应力等电磁和机械扰动, 使系统处在失超状态[5,6], 易受损且可靠性下降。故研究失超保护系统有助于延长超导储能装置的稳定性和寿命, 是推广超导储能系统应用的重要一环。而设计研发高灵敏度的失超检测装置, 预先监测超导系统运行指标, 更是失超保护系统的焦点所在。

本文在超导储能混合磁体的失超检测系统中, 为该系统设计一套光耦隔离与校正电路, 用于检测串联超导磁体线圈的失超电压, 同时将该电压与干扰信号隔离, 并相应地放大或缩小单线圈电压, 消除作为干扰因素的串联线圈感生电压分量。该电路有效提高失超保护系统的可靠性, 满足超导储能系统失超保护的要求。

1失超检测装置的设计原理与分析

失超检测流程如图1所示。

以下着重阐述电压隔离矫正部分的机理:

在电压隔离校正环节中, 超导线圈L1和L2上的电压v1和v2经过电压隔离校正电路后, 一方面隔离超导线圈端的干扰信号;另一方面调整光耦隔离放大电路的参数, 消除电感量带来的差别。超导线圈在纵轴方向上串联连接, 故不考虑互感的影响。根据实际超导储能混合磁体的特点, 采取有源功率检测法, 并对电压差测量环节进行了校正[7], 如图2所示。

r1和r2, L1和L2分别为超导线圈的电感和失超电阻。有源功率检测法通过测量P=[ (L1-L2) di/dt+ (r1-r2) i]i=[ (L1-L2) di/dt]i+ (r1-r2) i2的值来检测失超。由于误判断是由于感应电压差 (L1-L2) di/dt引起的, 对v2进行L1/L2倍放大, 得到 (L1/L2) v2, 再经过电压差测量环节与v1进行比较, 得v1- (L1/L2) v2=0, 消除了感应电压产生的影响。

随后由差分运算电路、绝对值运算电路、电流传感器电路、模拟乘法运算电路、滤波电路电路、低通滤波器、比较电路对信号进行处理, 比较电路得出的信号送入数字信号处理器DSP中, 判别超导线圈状态, 并进一步找出失超线圈的具体位置。

进一步分析可得:

(1) 两个线圈均未失超, 有:

P1=K[v1- (L1/L2) v2]i=0;

(2) 单个线圈失超, 有:

P1=K[v1- (L1/L2) v2]i=Kr1i2;

(3) 两个线圈均失超, 有:

P1=K[v1- (L1/L2) v2]i=K[r1- (L1/L2) r2]i2

从上述3种情况看出, P1值已不包含感应电压差分量, 此时可通过有源功率检测法测得P1值与阈值比较判断是否失超。

2电压隔离电路的硬件电路设计与实现

根据上述失超检测系统的原理框图, 进行硬件电路设计[8]。本文研究的电压隔离校正电路有2部分功能, 一是检测超导磁体单个线圈的电压;二是对电压进行隔离并按比例放大。

利用隔离器件将磁体与检测电路以及DSP隔离开, 保护整个检测系统。线性光耦HCNR201可以较好地实现电路隔离。该耦合器是一种由3个光电元件组成的器件。图3是HCNR201的外围电路配置。其中Ipd1和Ipd2表示LED的输入电流If和光敏二极管的反向电压处在额定值时光敏二极管中流过的电流。该电流的大小与If有关。

如果LED的输出光强发生改变, 那么, 光耦的前端运放N1就会调节If以进行补偿, 并且在PD1, PD2上保持一个稳定的电流。将第3, 4输出端与第1, 2输入端一起接入前端运放N1回路, 其中第3, 4端的光敏二极管起反馈作用, 它可将产生的输出电流再反馈到第1, 2端的LED上, 以对输入信号进行反馈控制。Ipd1, Ipd2的大小与If的关系如下:Ipd1=K1If, Ipd2=K2If, K1和K2分别为Ipd1和Ipd2随If的变化参数。对于图3所示电路, 其输入Uin=Ipd1R1, 输出端Uout=Ipd2R2, 故有Uout/Uin=K2R2/K1R1=R2/R1。隔离放大器的增益可通过调整R2与R1的比值来实现。

根据HCNR201的运行特性选定前置运放的类型和阻值。本设计电路采用双电源供电的LM358集成运算放大器, 其输出电流可达40 mA。R2可以根据所需要的放大倍数确定, 另外由于光耦会产生一些高频的噪声, 通常在R2处并联电容, 构成低通滤波器。

将单边信号接入电压隔离放大电路, 通过图4所示的电压隔离放大电路, 达到线性输出且隔离的目的。在升流阶段, 产生的电感电压为正值, U1B不工作, 则输入电压通过U1A线性或放大输出;在降流阶段, 电感感应电压为负值, U1A不工作, 则输入电压通过U1B线性或放大输出。当HCNR201的第3, 4端的光敏二极管受光后, 其输出信号将反馈到放大器的输入端, 以提高光耦的线性并减少温漂。第5, 6端输出的信号经运放放大后输出。电容C1, C2为反馈电容, 可用于提高电路的稳定性, 消除自激振荡, 滤除电路中的毛刺信号, 降低电路的输出噪声。调整R5和R1的值, 可以对输出值进行一定倍数的放大。

3失超检测系统校正电路实验

实验采用不同电感值的超导线圈YBCO与Bi2223。

3.1 实验装置

其主要实验装置及作用如下:由YBCO带材绕制的超导储能磁体, 由10个超导线圈串联而成, 分为宽带和窄带, 两者具有不同的电感量;制冷机为单级G-M制冷机 (600 W, 77 kHz) ;超导电源为超导磁体提供高精度稳定直流电源;真空机组为杜瓦提供减压降温环境, 与散热器配合工作;空压机为真空机组提供高压空气;冷水机为真空机组、超导电源和制冷机提供冷却水源, 保障设备的长期工作;液氮罐为储存液氮容器。将超导线圈放置在装有液氮的杜瓦瓶内, 通过制冷机、冷水机以及真空机组的共同作用, 使液氮温度降低至65 K并保持此低温, 进行失超保检测实验。

3.2 实验连接

根据实验目的, 设计如图5所示的实验电路, 充电电源以某一速度为超导线圈充电, 测试系统通过虚拟仪器软件LabVIEW进行编程控制充电电流的速度并可以检测超导磁体上电压以及温度的变化。将超导线圈上的电压和电流信号输入到失超检测系统, 通过示波器观察实验过程中的波形。

3.3 宽带线圈与窄带线圈比较试验波形图

宽带线圈与窄带线圈比较试验波形如图6～图10所示。

3.4 实验结果分析

图6～图10为宽带与窄带比较时失超前后电压电流信号波形, 其中v3, v4为经电压隔离校正电路后的电压, 从图中可以看出在充电电流未达到临界电流时, 超导线圈上的电压v1≠v2, 经校正后超导线圈具有接近相等的电压值, 失超电压低于阈值电压且几近于零, 输出电压为高电平, 表明失超检测电路能够消除感应电压的影响, 反映线圈未失超;当充电电流达到临界电流时, 超导线圈开始失超, v3≠v4, 失超电压开始上升, 输出电压由高电平转换为低电平, 表示产生失超。

根据有源功率检测法, 比较电路中的阈值可设定为超导线圈上失超电压差的阈值与临界电流的乘积, 检测电路得到的P1值为超导线圈电压差与线圈电流的乘积。由示波器可以看出, 超导磁体充电的过程中受各种干扰及误差的影响, 检测电路中存在幅值200 mV以内的干扰信号, 那么阈值的设定还需考虑干扰信号的影响, 根据实验取得经验值2.2 V, 当失超电压大于2.2 V时, 输出信号由高电平跳变到低电平, 说明产生失超。

从实验得知, 失超检测系统不仅使用于电感值不等的超导线圈之间的比较, 也适用于相同电感值的超导线圈之间的比较, 实现失超检测的功能。

4结语

本文选取有源功率检测法作为本课题的研究方法, 对现有有源功率检测法的电压差测量环节进行了校正, 设计了用于超导储能混合磁体的电压隔离校正系统。详细阐述了该系统的工作原理;并用超导线圈进行实验, 验证隔离校正的可靠性。结果表明, 该系统不仅适用于超导线圈电感值不等的情况, 在线圈电感值相等的情况下, 也能准确、及时的检测到失超信号, 保证失超保护装置及时准确的动作, 进而维护超导储能混合磁体的安全稳定运行。

参考文献

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[3]石晶, 唐跃进.电力安全与超导磁储能系统[J].低温物理学报, 2003, 25 (5) :1051-1057.

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[8]华成英, 童诗白.模拟电子技术基础[M].3版.北京:高等教育出版社, 2001.

电路的隔离技术论文 第7篇

1 硬件电路设计

1.1 硬件电路结构

电路结构如图1所示,待测模拟信号经前级调理电路调理后,送入由线性光耦和运算放大器构成的隔离运放,FPGA主控单元控制模拟开关切换采样通道,实现了对8路模拟量的循环采集并写入缓存,在后续处理单元可以对缓存中数据进行处理。每一路模拟信号输入端的调理部分和线性光耦的输入端采用独立的DC-DC电源供电,每路模拟信号仅与该路调理单元共地,使得待测信号之间、待测信号与数据采集系统中数字电路之间均相互隔离,保证了被测设备的电气独立性。

1.2 线性光耦工作原理

本设计中,线性光耦选用HCNR201。HCNR201采用8脚封装形式,由一支发光二极管LED及两支光敏二极管PD1、PD2组成。PD1和LED用作信号输入端,工作时与待测信号共地;

PD2位于输出端,与采集电路共地。HCNR201的主要工作参数如下:

非线性误差 0.01%

传递增益 ±5%

带宽 DC 1MHz

增益温漂 -6.510-5/℃

最大输入电流IF 20mA

温度范围 -40～85℃

由HCNR201构成隔离运放的应用电路如图2所示。当LED通过驱动电流时,发出红外光,该光分别照射在光敏二极管PD1和PD2上。PD1、电容C1与运放A1构成反馈回路,调整流经LED的电流以补偿各种非线性误差;另一个光敏二极管PD2接收LED发出的光线,产生与输入端电流成比例的感应电流,通过电阻将电流信号转换为电压信号,从而实现输出电压与输入电压的比例运算,且达到输出端与输入端相互隔离的目的[2,3]。

假定A1、A2为理想运算放大器,在输入端,流经光敏二极管PD1的电流为:

undefined

在输出端,流经光敏二极管PD2的电流为IPD2,运放A2与电阻R2将电流信号IPD2转化为电压信号Vout,即:

Vout=IPD2R2 (2)

由于线性光耦本身的结构特点,在光敏二极管饱和电流范围之内,输出端电流IPD2与输入端电流IPD1成比例关系,转换系数为K,即:

IPD2=KIPD1 (3)

由式(1)～(3)可得:

undefined

上式中比例系数K随时间及温度的变化极小,因此保证了输出电压Vout与输入电压Vin之间有良好的线性关系。

1.3 线性光耦测试试验

1.3.1 线性度及转换系数测试试验

为测试线性光耦HCNR201的线性度及转换系数K,运放A1、A2选用AD824,电阻R1、R2均为180kΩ,R3为620Ω,电容C1、C2分别为10、30pF。输入电压Vin与输出电压Vout的测试值如表1所示。

拟合结果表明,输出电压Vout与输入电压Vin近似满足以下关系式:

Vout=1.0260Vin+0.04835 (5)

输出电压与输入电压偏差在5%以内,非线性度小于0.01%。

1.3.2 幅频特性及相频特性测试

仍使用以上电路测试线性光耦的频率特性,试验结果表明:输入信号频率大于3kHz时,输出信号幅值开始衰减;频率达到18kHz时,输出信号幅值约衰减3dB;输入信号频率为11kHz时,输出信号的相位约滞后45°,频率达到27kHz时,输出信号的相位约滞后90°。试验波形如图3所示。

以上试验表明,线性光耦HCNR201拥有良好的线性度。对频率在3kHz以下的电压输入信号基本可以无衰减输出,偏差在5%以内;-3dB带宽约为18kHz。

2 供电要求

隔离采集电路中,每路信号输入端采用独立DC-DC供电。依据本设计的需要,该DC-DC应当满足以下条件:

a. 输出端与输入端不共地;

b. 输出功率满足负载要求;

c. 封装尺寸小。

本设计中,DC-DC选用RECOM公司的RM-0505,该电源芯片输入端与输出端的地线阻抗高达10GΩ;输出电压纹波小于50mV;最大输出电流为50mA,满足线性光耦供电要求:单路线性光耦输入5V电压信号时,所需电流为10mA。封装

尺寸为11.5mm10mm6mm,封装尺寸较小,节省了电路板空间。

3 结束语

设计了一个基于FPGA的多通道数据隔离采集电路,试验验证了线性光耦的线性度及频率特性,该电路结构简单、工作稳定。

参考文献

[1]李晓辉,周荫清,王祖林.基于FPGA的机载数据采集系统设计[J].仪器仪表学报,2006,27(z3):2378～2380.

[2]谭颖琦,范大鹏,陶溢.基于线性光耦HCNR200的DSP采集电路设计与实现[J].电测与仪表,2006,43(6):46～48.

电路的隔离技术论文 第8篇

关键词：10kV配电线路；线路故障；自动定位；自动隔离；电力资源；供电质量 文献标识码：A

中图分类号：TM714 文章编号：1009-2374（2015）15-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.074

现代化社会是电力资源广泛应用的社会，各行各业的发展都依赖于电力资源能源，而且随着人们生活水平的提高，对于供电服务质量也提出了新的要求，整个社会形成了对电力资源的依赖，10kV配电线路是重要的线路，其运行质量与工作水平都直接关系到供电服务效果，因此，必须加强对10kV配电线路故障的预防与处理，采用自动定期与自动隔离技术，对10kV配电线路故障解决和处理。

1 配电线路故障自动定位技术

配电线路故障问题是常见的问题，然而，故障定位检测包括两大方法：故障指示器、线路FTU。前者能够对线路故障进行分段定位，但是无法实现自动定位，这样就带来了定位难度，而FTU技术则可以发挥自动定位与隔离的功能，但是其造价过高，不具有普及意义。

可以将故障指示器同GPRS技术联系起来，共同发挥对配电线路的故障定位与监测，从而实现安全高效供电，其中主要包括以下设备：故障指示器、IPU、CM200以及用户监测信息系统，实际的工作原理图见图1：

图1 配电线路故障自动定位系统

1.1 系统结构介绍

第一，故障指示器。将其设在开关拒或者架空线的母排上，其中涉及到的运转流程与部件包括电流检测、数字编码、就地指示、发射单元等。具体的定位检测过程为：配电线路出现故障后，故障指示器就会接到故障信号被触动，并把故障信号以数字编码的形式，途径发射单元，最后传送至IPU。故障指示器具体的工作过程见图2：

图2 故障指示原理图

如果5-8区段出现故障问题，那么，1-5检测点（3点除外）都会出现故障信息，这样就能很快地实现故障定位。

第二，IPU。也就是信息处理单元，通常设置在线路分支环节，IPU能够接受故障编码信息，然后破解编码信息，再将其同信息处理单元地址结合，打造出一个综合地址码，通过无线通讯系统传播出去。

第三，数据处理与转发系统。其作用就是接收来自于信息处理单元的信息信号，并实施解码、解调，最后呈现出来。

第四，用户监控信息系统。对故障进行指示并定位，而且同GIS系统一道，共同打造出一个独立的软件子系统。其中涵盖两大系统，分别是配网故障监测与定位系统与图形编辑系统。前者能够达到对配网运行情况与故障问题随时检查、控制，并准确地对故障点定位，为线路的维修创造有利条件；后者则发挥着对配网图的修改与编辑的功能与作用。

1.2 故障自动定位系统的运行原理

一般来说，单相、相间接地短路故障问题的定位与检测场用到这一技术。配电线路出现故障问题时，故障指示器会自行反应，发出红色警示，对应传播一种无线调制编码信号，信息处理单元接受到这些编码信号后，进行解调、解码，随之把信息处理单元的地址码信息与编码信息进行综合，再通过编码调制，最终传播发送，这些信号被数据处理与转发系统接受，再被解调，再将解调后的信息发送到通信主站，再实施解码，最终信息被传入监控中心的线路故障计算机系统，计算机系统对所接收的信息信号通过逻辑运算、归类编辑等，最终对故障点定位，并将这一点显示在电子地图上面，为维修处理提供清晰思路。

2 配网故障自动隔离技术

在自动定位系统发挥定位功能以后，如果不及时进行隔离处理，容易导致整个供电系统供电中断，因此，在自动定位技术应用的同时，也要采用隔离技术。

对于10kV配电线路来说，为了确保故障发生时继电保护具有一定的灵敏度，使得配电线路整体上都进入被保护状态。然而，这样往往会导致整个线路供电中断，这是因为配电线路上下级保护之间往往是交替配合的。针对这一问题就要在自动定位技术基础上选择自动隔离技术，通常智能型分界负荷开关隔离系统是正确的

选择。

2.1 隔离系统功能

第一，单相接地故障。对于这一类型的故障，一般实施自动切除，也就是一旦出现单相接地故障时，分界开关会主动分闸，将故障性线路隔离出来，其他支线依然正常运转。

第二，相间短路故障。通常采用自动隔离的方法，当故障发生后，分界开关在变电站出线保护跳闸后即刻分闸。变电站重合后，发生故障的配电线路则会被单独隔离开来，同样其他支线正常运转，用户也会持续享受供电服务。

第三，故障定位快。在分界开关的分界定位与保护下，只有保护范围内的用户才能停电，而且倘若此时用户能够积极上报情况，供电部门则会立刻亲临现场解决问题，而且如果再在分闸开关基础上安装一套通讯系统，故障问题信息则会更加飞速地得到反馈和处理。

2.2 系统运转原理

智能分界开关中通常安装两相电流互感器，及时供给电流信息，这样既达到了用户的用电负荷，又能有效监测配电线路的工作情况。当开关界内出现短路问题时，能够监测识别故障电流。开关中安装电压互感器，能够有效监测线路电压，同时为控制器供应电源，不需要额外链接电源，也能够达到保护的目的，同时开关内安装了零序电流互感器，单相接地故障发生后，非常微小的零序电流信息就能流出，从而为控制器提供保护判断的参考。

如果开关界内出现相间短路问题，通过对比两相数值来分析是否存在故障问题，这两项数值为：控制器监测得出的电流值、相间短路故障设定值，对应也会将短路故障问题记录下来。变电站重合以后，发生故障的线路已经处于隔离状态，其他用户依然能够正常用电。在分界开关的动作控制下，故障问题发生后，控制器中的警示设备会不断给予提醒，从而为故障检修人员提供有利条件。

3 实际运用成效分析

无论是故障自动定位系统还是隔离系统，经过在10kV配电线路中运用，事实证明效果明显，这两大自动系统的运用一方面减少了故障巡查人员的工作量，另一方面也提高了故障问题解决的效率，确保了供电的持续。更重要的是这一系统体现出构造简单、安全，运行方便等优点，特别适用于低压配电线路，对于10kV配电线路故障诊断效果十分明显，不仅能有效定位故障，及时解除故障，同时也能维护非故障区域的正常用电。

4 结语

10kV配电线路故障自动定位系统与自动隔离技术，在故障问题诊断、分析与处理方面发挥了十分重要的作用，提高了供电的安全性、可靠性，同时也节省了配电线路故障处理成本，特别适用于解决10kV配电线路故障问题，是一项值得深入发展与推广的技术。

参考文献

[1] 黎莺.浅谈配电网自动化系统线路故障自动隔离功能[J].中国新技术新产品，2009，（12）.

[2] 张焕峰.配电线路故障的快速切除与隔离技术初探[J].电子制作，2013，（21）.

[3] 杨琦.线路故障自动定位系统深化应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014，（3）.

作者简介：陈伟森（1977-），男，广东江门人，广东电网有限责任公司江门供电局工程师，研究方向：配电运行

管理。