CN109193605B - 一种防止电流互感器二次开路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防止电流互感器二次开路的方法，电流互感器二次侧并联设置电流互感器二次开路保护装置，所述二次侧回路高压时，电流互感器二次开路保护装置内部通过短接消除二次侧回路高压；所述电流互感器二次开路保护装置包括外壳、金属片一、金属片二以及导电球，所述外壳为密闭结构，外壳内部充满惰性气体，金属片一、金属片二下端均穿过外壳底部与引脚固定连接，所述金属片一上端为向下弯曲的不闭合弧形框，所述弧形框夹紧导电球。此方法采用密闭玻璃管内惰性气体电离产生辉光放电，辉光放电的热量使金属片受热膨胀，从而使玻璃管中导电球自由落体，将两个电极短接闭合，达到电磁式电流互感器开路绕组短接的方法制作成本低廉、可以重复使用。

Description

一种防止电流互感器二次开路的方法

技术领域

本发明涉及电流互感器开路保护技术领域，具体涉及一种防止电流互感器二次开路的方法。

背景技术

目前，电力系统中常用的电流互感器绝大多数还是电磁式。从电磁式电流互感器结构上看，一次绕组只有一两匝，二次绕组有上百甚至上千匝缠绕在同一闭合硅钢片组合件上。根据电磁感应原理，当一次侧施加交流电压，二次侧感应出电动势。由N1/N2＝U1/U2看出，匝数少的一侧电压低，匝数多的一侧电压高，匝数与电压成正比。在实际工作中，当电磁式电压互感器二次开路时，这一电压往往有几百伏、甚至上千伏，这一高电压足以把二次连接导线间绝缘击穿、仪表装置烧毁、对试验人员人身造成伤害。为了消除上述这种高电压，须将电流互感器二次开路的绕组短接，即可消除高电压产生的危害。

中国专利授权公告号CN2105449655B本发明公开了一种电流互感器二次开路保护方法及装置，所述方法是监测电流互感器二次侧回路电压，当二次侧开路，电压会变得很大，将电流互感器二次侧回路短接起来，并提醒工作人员设备损害，该装置包括外壳、驱动机构、传动机构和短接机构，所述驱动机构由继电器、电动伸缩杆和连接插头组成，所述连接插头将所述继电器连接到电流互感器二次侧，所述继电器与电动伸缩杆连接，所述驱动机构包括底座，所述底座通过支架设置传动杆，所述短接机构包括铜板，所述铜板下方设置插头，所述铜板用绝缘材料包裹。该发明运用了继电器控制电路的技术，当电压变化时，继电器启动伸缩杆推动传动杆将短接插头插入二次侧回路端子，将二次侧回路短接。此方法虽然可以达到预期效果，但是制做成本较高，结构较为复杂。

中国专利申请公布号CN106291038A公开了一种二次侧不怕开路的电流互感器及其制作方法，包括至少一个穿心式的母线侧电流互感器和一个与其电性连接的转换电流互感器；所述母线侧电流互感器用以感应母线电流；母线侧电流互感器的输出端电性连接至转换电流互感器的初级线圈接线端；所述转换电流互感器的输出用以连接至计量表计，所述转换电流互感器设置于母线侧电流互感器的一侧，转换电流互感器和母线侧电流互感器通过其间浇铸的树脂实现机械连接和电气隔离。该发明相当于给母线侧电流互感器的输出固定地并接一个防止其开路的负载，能够从根本上有效地防止和杜绝二次侧开路造成的危害，避免了二次开路造成产品爆炸的问题，安全可靠，确保人身设备安全。但是树脂脆性大，抗开裂性能差，容易开裂，并且热稳定性差，不能经受强烈温度冲击。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的问题是提供一种防止电流互感器二次开路的方法，当电流互感器二次开路时，能及时快速的将开路的电流互感器二次绕组短路，避免电流互感器二次绕组因开路产生的高电压对开路绕组所连接的导线、仪表装置等，造成击穿、烧毁。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防止电流互感器二次开路的方法，电流互感器二次侧并联设置电流互感器二次开路保护装置，所述二次侧回路高压时，电流互感器二次开路保护装置内部通过短接消除二次侧回路高压；

所述电流互感器二次开路保护装置包括外壳、金属片一、金属片二以及导电球，所述外壳为密闭结构，外壳内部充满惰性气体，所述金属片一、金属片二均设置在外壳内部，金属片一、金属片二下端均穿过外壳底部与引脚固定连接，所述金属片一与金属片二在外壳内部呈V状分布，金属片一与金属片二不连通，金属片一与金属片二的间距上部大于导电球直径，间距下部小于导电球直径，所述金属片一上端为向下弯曲的不闭合弧形框，所述弧形框夹紧导电球，所述电流互感器二次开路保护装置竖直方向设置；

二次侧回路高压时，装置内的惰性气体发生电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使金属片一受热膨胀，金属片一位移。位移后的金属片，导致导电球自由落体，将两个金属片一与金属片二短接闭合，消除二次侧产生的高电压。

进一步的，所述电流互感器二次开路保护装置消除二次侧回路高压后，拆除电流互感器二次开路保护装置；使用交流调压器在两极间施加交流110～220V电压，当两极分开时，使电流互感器二次开路保护装置内部的导电球滑落至装置顶部；断开施加的交流110～220V电压，待电极冷却复位后，导电球将被金属片一阻挡住，即可再次使用。

进一步的，所述电流互感器主电路上设置电流过载报警器。

进一步的，所述二次侧并联设置1个以上电流互感器二次开路保护装置，每个电流互感器二次开路保护装置均设置报警灯串联。

进一步的，所述金属片一为一体结构，金属片一上端向下弯曲成弧形框。进一步的，所述金属片一与金属片二采用双程记忆合金，所述双程记忆合金为铜锌铝合金、铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金的一种或多种。采用双程记忆合金在冷却时金属片一夹紧导电球，温度升高后可以放开导电球。

进一步的，所述导电球采用熔点大于500摄氏度、在20摄氏度时电阻率小于100nΩ·m的材料，包括石墨烯、钼铝合金。

进一步的，所述外壳为玻璃管。

本发明的有益效果是：

1、采用密闭玻璃管内惰性气体电离，产生辉光放电，辉光放电的热量使金属片受热膨胀，通过金属片位移从而使玻璃管中导电球自由落体，将两个电极短接闭合，达到电磁式电流互感器开路绕组短接的方法制作成本低廉、可以重复使用。

2、采用玻璃管结构，体积小、重量轻，容易安装，因而无需复杂的凸轮或曲柄，所以不会出现金属疲劳现象，保证了几乎无限的使用寿命。

3、金属片元器件被密封于惰性气体中，不与外界环境接触，这样就大大减少了接点在开、闭过程中由于接点火花而引起的接点氧化和碳化，并防止外界蒸气和灰尘等杂质对接点的侵蚀，工作寿命长。

4、此种方式的绝缘电阻最高可达10¹⁵Ω，也就是其漏电流可以达到10^-15A的水平，绝缘性能优良。

5、采用此种方法，电流互感器二次开路保护装置故障后更换方便。

6、主电路设置有电流过载报警器，当电流互感器二次开路保护装置短接时，电流过载后就会报警，可以提醒工作人员引起注意。

7、每个电流互感器二次开路保护装置串联指示灯，短接后，可以提醒工作人员有针对性的进行更换。

8、导电球采用高熔点、电阻率低的导电材料，可以预防因高温导致导电球变形，并且可以保证其导电性能。

附图说明

图1为本发明实施例一的电流互感器二次开路保护装置的电路结构示意图。

图2为本发明实施例一电流互感器二次开路保护装置正常状态的结构示意图。

图3为本发明实施例一电流互感器二次开路保护装置回路时的结构示意图。

图4为本发明实施例二电流互感器二次开路保护装置金属片分体式的结构示意图。

图中，1-二次侧仪表，2-电流互感器二次开路保护装置，3-报警灯，4-电流互感器，5-电流过载报警器，6-外壳，7-金属片一，8-金属片二，9-导电球，10-金属片三，11-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对一种防止电流互感器二次开路的方法的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

如图1、图2所示,一种防止电流互感器二次开路的方法，电流互感器二次侧并联设置3个电流互感器二次开路保护装置，每个电流互感器二次开路保护装置2均与对应的报警灯3串联，主电路上设置有电流过载报警器5，二次侧回路高压时，电流互感器二次开路保护装置2内部通过短接消除二次侧回路高压；同时相对应的报警灯3会亮，主电流的过载报警器5会出警报提醒工作人员，从而避免二次侧仪表损坏1。

电流互感器二次开路保护装置2包括外壳6、金属片一7、金属片二8以及导电球9，所述外壳6为玻璃管状的密闭结构，内部充满惰性气体氖气，金属片一7、金属片二8均设置在玻璃管内部，金属片一7、金属片二8下端均穿过玻璃管底部与引脚固定连接，金属片一7与金属片二8在玻璃管内部呈V状分布，金属片一7与金属片二9不连通，金属片一7与金属片二8的间距上部大于导电球9直径，间距下部小于导电球9直径，金属片一7为一体结构，金属片一7上端向下弯曲成弧形框，弧形框夹紧导电球，所述电流互感器二次开路保护装置2竖直方向设置；二次侧回路高压时，装置内的惰性气体氖气发生电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使金属片一7受热膨胀，金属片一7位移。如图3所示，位移后的金属片，导致导电球9自由落体，将两个金属片一7与金属片二8短接闭合，消除二次侧产生的高电压。

实施例二

实施例一与实施例二基本相同，不同之处在于如图4所示，金属片一7为分体结构，金属片一7上端与金属片三10相连组成双金属片，金属片一7上端与金属片三10上端通过导电螺栓11固定，叠合成倒喇叭口，导电球9设置在喇叭口内，喇叭口夹紧导电球9。当二次侧高电压时，金属片三10发生形变膨胀，从而导电球跌落到玻璃管下方，短接金属片一7与金属片二8，从而消除高电压。

实施例一与实施例二均是采用热双金属片受热膨胀系数不一致的原理，在二次侧回路高压时，装置内的惰性气体氖气发生电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使金属片受热膨胀，金属片位移。位移后的金属片，使导电球9自由落体。

实施例三

实施例三不同于实施例一及实施例二的地方在于，所用的金属片采用双程记忆合金铜铝镍合金双程记忆合金，导电球采用钼铝合金，当电流互感器二次开路保护装置消除二次侧回路高压后，拆除短接的电流互感器二次开路保护装置2；使用交流调压器在两极间施加交流110～220V电压，当两极分开时，将电流互感器二次开路保护装置，使导电球9滑落至装置顶部。断开施加的交流110～220V电压，待电极冷却复位后，导电球将被金属片一7阻挡住，即可再次使用。

需要说明的是，本发明的防止电流互感器二次开路的方法所用的电流互感器二次开路保护装置必须竖直使用。作为本领域的技术人员，金属片与导电球采用高熔点、电阻率低的导电材料，可以预防因高温导致导电球变形，并且可以保证其导电性能，熔点大于500摄氏度、20摄氏度电阻率小于100nΩ·m的材料均可满足此要求，并达到预期效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：电流互感器二次侧并联设置电流互感器二次开路保护装置，所述二次侧回路高压时，电流互感器二次开路保护装置内部通过短接消除二次侧回路高压；

所述电流互感器二次开路保护装置包括外壳、金属片一、金属片二以及导电球，所述外壳为密闭结构，外壳内部充满惰性气体，所述金属片一、金属片二均设置在外壳内部，金属片一、金属片二下端均穿过外壳底部与引脚固定连接，所述金属片一与金属片二在外壳内部呈V状分布，金属片一与金属片二不连通，金属片一与金属片二的间距上部大于导电球直径，间距下部小于导电球直径，所述金属片一上端为向下弯曲的不闭合弧形框，所述弧形框夹紧导电球，所述电流互感器二次开路保护装置竖直方向设置；

二次侧回路高压时，金属片一膨胀，向外位移，导电球下落到金属片一与金属片二之间，使金属片一与金属片二短接，导走电流。

2.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述电流互感器二次开路保护装置消除二次侧回路高压后，拆除电流互感器二次开路保护装置；使用交流调压器在两极间施加交流110～220V电压，当两极分开时，使电流互感器二次开路保护装置内部的导电球滑落至装置顶部；断开施加的交流110～220V电压，待电极冷却复位后，导电球将被金属片一阻挡住，即可再次使用。

3.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述电流互感器主电路上设置电流过载报警器。

4.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述二次侧并联设置1个以上电流互感器二次开路保护装置，每个电流互感器二次开路保护装置均设置报警灯串联。

5.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述金属片一为一体结构，金属片一上端向下弯曲成弧形框。

6.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述金属片一与金属片二采用双程记忆合金，所述双程记忆合金为铜锌铝合金、铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述导电球采用熔点大于500摄氏度、在20摄氏度时电阻率小于100nΩ·m的材料，包括石墨烯、钼铝合金。

8.根据权利要求1所述的一种防止电流互感器二次开路的方法，其特征在于：所述外壳为玻璃管。