CN108305769A - 一种具有热保护功能的电压互感器结构 - Google Patents

Abstract

一种具有热保护功能的电压互感器结构，将一个或多个温控开关安装在电压互感器铁芯附近，与铁芯、一次线圈、二次线圈、一次接线端子、二次接线端子装配于互感器外壳内形成封闭的电压互感器整体。温控开关5贴近安设在铁芯3附近以感应互感器内部温度。温控开关与互感器二次线圈串连接至二次接线端子构成具有热保护自恢复功能的电压输出回路，温控开关接点引出至二次接线端子构成故障信号输出回路。温控开关在正常温升时不动作，当温度超出正常温度且低于互感器破坏温度时可靠动作。

Description

一种具有热保护功能的电压互感器结构

所属技术领域

本发明一种具有热保护功能的电压互感器结构涉及交流50或60Hz的电磁式电压互感器。其主要特点为在电压互感器内部植入温控开关，利用温控开关的特性接入电压互感器输出回路，防止电压互感器内部过热并发出过热故障信号。

背景技术

电压互感器是一种电压变换装置，有电压变换和隔离两重作用，它将高压回路或低压回路的高电压转变为低电压(一般为100V或220V)，供给仪表和继电保护装置实现测量、计量、保护等作用。电压互感器也用于从一次线路取电，二次回路给小功率控制设备提供控制电源。电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器外壳受热膨胀变形开裂，或者熔毁二次线圈，造成不可修复的破坏性损坏。一般在电压互感器二次侧回路中装设熔断器防止二次回路短路，但计量等特殊应用中二次侧不允许装设熔断器。电压互感器发生破坏性故障的事件中，绝大部分事故是由电压互感器二次侧外部电路短路引起的，二次线圈因短路形成过流引起内部发热，从而使互感器外壳因受热不均衡导致变形破坏或使二次线圈熔毁。

随着供配电技术的发展，对元器件的要求也越来越高。现有的电压互感器仅具有互感器的基本功能，无法实现故障检测，自我保护。市场上现有的电压互感器，无论是用于室内还是用于户外的，其二次线圈均直接引出到接线端子，从接线端子至外部保险(熔断器或微断)这一段是没有保护的，而电压互感器短路故障多发生在这一段电路中，在二次回路中加装熔断器或微断并不能完全避免短路故障的发生。本专利发明的思路是在电压互感器内部植入一个或数个温控开关，在铁芯过热时，使温控开关动作，切断二次输出回路，或发出内部过热故障报警信号，则可以避免故障的扩大化。而且温控开关在受热时断开故障电路，冷却后温控开关能够自动复位，使电路具备了自动恢复能力。

采用本专利可防止因电压互感器二次回路短路过流而引起电压互感器内部发热导致的变形损毁事故，防止事故扩大，提高电压互感器寿命。内部过热故障信号可以接入自动化系统，可以监测电压互感器是否工作正常，亦可用于断开电压互感器一次侧电源的控制信号。

发明内容

为克服电压互感器因过热而导致内部线圈熔毁或互感器外壳受热变形破坏的问题，本发明提出一种具有热保护功能的电压互感器结构，使电压互感器不致因内部过热而发生变形破坏或熔毁事故，并提供内部过热报警信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在电压互感器铁芯3附近植入一个或数个温控开关5，使之串接在二次线圈4与二次接线端子7之间，或直接接入二次接线端子7，当铁芯过热时，断开二次电压输出回路或发出电压互感器内部过热信号。

本发明提出的一种具有热保护功能的电压互感器结构，由一次线圈2，二次线圈4，铁芯3，互感器外壳6，一次接线端子1，二次接线端子7，温控开关5构成。一次线圈2与一次接线端子1相互连接构成电压互感器一次回路，二次线圈4、温控开关5与二次接线端子7串联构成二次电压输出回路，温控开关5与二次接线端子7连接构成故障信号输出回路。

二次电压输出回路中，温控开关5为常闭型开关，即在正常工作状态下，该开关接点是常通的，当发生内部铁芯3过热(例如：温度高于80℃)时，温控开关5接点断开，切断二次线圈电路，断开故障电流，铁芯3冷却后，温控开关5自动接通，恢复二次电压输出。二次故障信号输出回路中，温控开关5为常开型开关，当发生内部铁芯3过热(例如：温度高于65℃)，温控开关5接通，对外发出故障信号。如此一来，电压互感器内部温度能始终控制在一个安全的水平，工作人员可根据二次侧电压的有无或报警信号来判断电否存在故障现象，并作进一步的处理，给工作人员处理问题预留了充足的时间。

优选地，一种具有热保护功能的电压互感器结构，温控开关7贴近安设在铁芯3上，二次电压输出回路中，温控开关5为常闭接点，与二次线圈4串联引至二次出线端子7，二次故障信号回路中，温控开关5采用常开接点，两端直接连接至二次出线端子7。当铁芯3温度过高时(温度超出正常温度且低于互感器破坏温度)温控开关5动作，切断电压互感器二次电路或发出温度过高的报警信号，保护电压互感器外壳6不致发热变形毁损并发出报警信号。

本发明的有益效果是，通过在电压互感器内部加装温度保护，实现电压互感器过热保护功能，事故发生时电压互感器不会毁损，提供充分的故障检修时间，减少电压互感器毁损概率，避免了经济损失，降低设备维护成本。还为自动化系统提供了接入监控系统的接口，提升设备自动化水平。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1电压互感器结构图。

图2电压互感器电路图。

图中：1一次端子A、B，2一次线圈C1，3铁芯，4二次线圈C2，5温控开关W1、W2，6互感器外壳，7二次接线端子1、2、3、4

具体实施方式

在电压互感器中，可能存在多组二次线圈4，本案例仅以一组二次电压输出回路来说明，多组二次输出回路同本案例实施。用于发送故障信号的温控接点也可以是常闭接点，在本案例中仅以常开接点来说明。

如图1所示：在电压互感器内部主要有铁芯3及绕制在铁芯3上的一次线圈2、二次线圈4，一次线圈2两端通过导体接连接至位于互感器外壳6外表面的一次端子1形成高压侧受电回路，二次线圈4与温控开关5串联接至位于互感器外壳6外表面的二次接线端7形成低压侧电压输出回路，温控开关5接至二次接线端子7形成信号报警回路。温控开关5使用粘性导热材料粘贴在铁芯3上或贴近安装在铁芯3附近，所有器件安装在互感器外壳6内部使整个结构形成封闭电压互感器整体。

如图2所示：端子A，端子B与线圈C1接入高压U1构成电压互感器高压侧电路，端子1，端子2与温控开关W1常闭接点串接线圈C2构成电压互感器低压侧电路，用于输出低压电源U2，当电压互感器内部过热时温控开关W1内部双金属片受热弯曲断开电路，切断二次接线端子7两端的输出电压，二次线圈4中因无电流通过不再发热，在常温下慢慢冷却后再次接通，恢复低压侧电压输出。温控开关W2常开接点接入端子3端子4构成信号回路，用于输出报警信号。电压互感器内部发热时温控开关W2内部双金属片受热弯曲接通电路，向外输出故障报警信号。温控开关5保证在互感器正常温升时不动作，当温度超出正常温度且低于互感器破坏温度时可靠动作，有效保护互感器本体结构。

一种具有热保护功能的电压互感器结构，具有以下结构特征：1、由一次线圈2，二次线圈4，铁芯3，互感器外壳6，一次接线端子1，二次接线端子7，温控开关5构成。2、温控开关5贴近安设在铁芯3附近以感应互感器内部温度。3、二次电压输出回路中，温控开关5为常闭接点，与二次线圈4串联引至二次出线端子7，二次故障信号回路中，温控开关5两端直接连接至二次出线端子7。4、温控开关5须保证正常温升时不动作，当温度超出正常温度且低于互感器破坏温度时可靠动作。

Claims (4)

1.一种具有热保护功能的电压互感器结构，由一次线圈2，二次线圈4，铁芯3，互感器外壳6，一次接线端子1，二次接线端子7，温控开关5构成。

2.根据权利要求1所述的具有热保护功能的电压互感器结构，温控开关5贴近安设在铁芯3附近以玉互感器内部温度。

3.根据权利要求1所述的具有热保护功能的电压互感器结构，二次电压输出回路中，温控开关5为常闭接点，与二次线圈4串联引至二次出线端子7，二次故障信号回路中，温控开关5两端直接连接至二次出线端子7。

4.根据权利要求1所述的具有热保护功能的电压互感器结构，温控开关5须保证正常温升时不动作，当温度超出正常温度且低于互感器破坏温度时可靠动作。