浅析电缆直流高压发生器过流保护

以某供电线路的过流控制为例。由电流互感器检测线路电流，当电流过大时，发出报警信号，并切断电源。其具体过程为：通过电流互感器，将大电流信号转变为小电流，并通过电阻将其转换为电压信号，然后由LOGO!的模拟量输入端将其输入到LOGO!的内部。通过LOGO!的处理,延迟时间T1后，控制继电器TM及报警信号灯，切断电路的电源，并发出报警信号。并能在切断后自动将电路接通。若此时电路电流正常，这报警灯熄灭。并且，在过流后的指定时间内，若再次发生直流高压发生器过流，不必再延迟T1时间，只需延迟时间T2，就会再次发出报警信号。这样使LOGO!具有选择性。在电机启动等造成的电流瞬间过大时，LOGO!不会再启动，减少了设备的误动作。并且在一次报警后，若电流再次过大，则在较短的时间内，就会再次报警，减少了因故障未被排除而造成的损失。

调试中的问题

用电流电压直流高压发生器转换装置把电流信号转变为电压信号，并且可以调节输出电压的大小，以更好的满足实际要求。在频率触发模块中，将计数时间段设定为6S，使其具有了选择功能，在电机启动等正常的过流情况下，不会发出报警信号。并且在设定脉冲个数时，实际值为80个，而不是300个。这样就避免了因干扰等造成电源电流偏小时，报警装置不能启动的情况。同时，减小了因过流发生在B02的计时时间内时，延迟时间过长的情况。同理，B03在设置脉冲个数时，只设定为70个。

为获得较高的输出电压值，LM317稳压器的调节端与地之间的电阻R2值及其压降往往较大，在R2两端并接一个小于10μF的电容C3，直流高压发生器可有效地抑制输出端的纹波。当输入端或输出端发生短路时，电容C3的放电将在R1上产生冲击电压，会危及稳压器的基准电压电路，因此需在R1两端并二极管D3以保护稳压器。

稳压器的输出端不加电容亦能工作，由于稳压器在1∶1的深度负反馈下工作，当输出端负载为容性的某一值时，稳压器有可能出现自激现象。因此，在稳压器的输入端接入0.1μF的电容C1，输出端接入1000μF的电解电容C5，提供足够的电流供给，同时可以防止可能发生的自激振荡以及减小高频噪声和改善负载的瞬态响应。当输入端发生短路时，C5通过稳压器的调整管放电，C5值较大，则放电时的冲击电流很大，电压会通过稳压器内部的输出晶体管放电，可能造成输出晶体管发射结反向击穿。为此，在稳压器两端并接二极管D2，输入端短路时C5通过D2放电，保护稳压器。

该装置所用的LOGO!型号为24RCLB11，其供电电源为24V直流电，输出用220V交流电，用于带动继电器及报警灯。该装置的继电器TM，常闭触电接在主电路中。LOGO!的模拟量输入端I1,I2。输出为Q1，Q2。互感器输出的电流信号经电流电压转换装置(I/V)，进入LOGO!的I1和I2端。

1过流保护的设计思想

LOGO!的程序设计，是通过使用LOGO!中的功能模块来实现的。直流高压发生器系统软件逻辑图如图2

LOGO!内部的工作原理为：由模拟量输入端AI1,AI2输入的模拟量经模拟量触发器B08,B12使模拟量转换为数字量。模块B08,B12的设置相同。模拟开关接通电压为6V，关闭电压为1V。当输入的信号峰值大于6V时，模块输出数字脉冲信号，频率为50HZ。通过B06后，由频率触发器B02计数。当6S内，输入280个脉冲时，模块B02输出高电平。这时输出Q1接通，接通TM跳闸控制器，将电路断开。同时输出端Q2被置为高电平，输出报警信号。此时，电路已被切断，没有模拟信号输入。经过6s后，频率触发器输出低电平，即Q1无信号输出，电路被接通。若这时电路没有过流，则报警灯熄灭。若在报警灯没有熄灭，或报警灯熄灭后的时间段(由B09控制)内仍然过流，则在2S内，B09只要检测到70个电流脉冲，报警装置就会再一次启动，以防止故障没有排除时，报警装置按正常处理。当Q2为0后，B09开始计时，若经过自定时间后，Q2仍没有报警输出，则B09输出低电平，经过非门B10反向后变为高电平，将RS触发器B05复位。这时，报警装置恢复原始状态。

考虑到故障没有排除时，报警装置仍会在延迟时间6S后接通电源。为免造成危险，加入了B03，并有模块B04,B05,B09,B10辅助产生延迟信号。使该装置在一次过流后的指定时间内，对过流信号有更高的灵敏度，即在过流发生时，过流信号只需持续2S就会再次报警，以减小危险。

直流高压发生器的过流保护在电缆应用非常广泛，尤其在电力部门的保护电缆工作中非常重要!