CN204615375U - 接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置。其目的是为了提供一种运行可靠、结构紧凑、能耗低、使用时间长的消弧线圈阻尼装置。本实用新型包括变压器、消弧线圈、主触点常闭型接触器和阻尼电阻，变压器一次侧接入输电系统，变压器的中性点通过导线与消弧线圈一次侧的一次线圈的一端连接，一次线圈的另一端与零电势点连接，消弧线圈二次侧的二次线圈的两端与阻尼电阻并联，在二次线圈与阻尼电阻之间的导线上设置有主触点常闭型接触器和保护熔断器。通过自启动器或者电压互感器和第一电流互感器对主触点常闭型接触器的电磁线圈带电情况进行控制。

Description

接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置

技术领域

本实用新型涉及电气领域，特别是涉及一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置。

背景技术

消弧线圈的作用是当中性点谐振接地电网发生单相接地故障时，提供感性电流补偿接地点电容电流，使接地点残流变小，从而使电弧自然熄灭。从提高消弧效果看来，脱谐度的绝对值越小越好，最好是处于全补偿状态，即调谐在谐振点上，但在电网正常运行时，调谐至全补偿的消弧线圈会产生危险的串联谐振过电压，这是不允许的。为了解决该矛盾，调匝式消弧线圈通常直接串联阻尼电阻，从而增大电网阻尼率，使得电网正常运行时串联谐振过电压小于额定相电压值的15％，这样一来就可以在电网正常运行时将消弧线圈调谐至接近全补偿状态，当出现单相接地后，将阻尼电阻短接或切除，从而实现最佳补偿。目前调匝式消线弧圈通常在一次回路串联阻尼电阻，采用晶闸管自触发短接阻尼电阻，解决了阻尼电阻的自动投入与退出问题，但由于其在原理和设计上存在缺陷，因而又带来了一些新的问题和安全隐患：例如接入一次回路的晶闸管由于绝缘耐压问题而容易被击穿；发生接地故障时，暂态转换过程中的过电流造成直接串联在一次回路中的阻尼电阻烧毁；晶闸管导通后不能实现自动控制而容易造成“虚幻接地”等问题。另外，对于现有的阻尼装置，其中接触器的电磁线圈的耗电量也是一大问题：现有的这种常开型接触器，对于短时工作负载来说，接触器的工作时间较短，线圈耗电较少。但对于长时间工作的负载来说，接触器线圈多数时间处于带电状态，因此，对线圈的损耗很大，使线圈的整体使用寿命缩短，另外线圈的耗电量也会大大增加，带来不必要的电能损失，为企业增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种运行可靠、结构紧凑、能耗低、使用时间长的接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其中，包括变压器、消弧线圈、主触点常闭型接触器和阻尼电阻，变压器一次侧接入输电系统，变压器的中性点通过导线与消弧线圈一次侧的一次线圈的一端连接，一次线圈的另一端与零电势点连接，消弧线圈二次侧的二次线圈的两端与阻尼电阻并联，在二次线圈与阻尼电阻之间的导线上设置有主触点常闭型接触器和保护熔断器。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其中所述主触点常闭型接触器包括第一接触杆、第二接触杆、第一铜排、第二铜排、传动拐臂、第一电磁铁铁芯、第二磁铁和陶瓷外壳，传动拐臂又包括水平传动臂和竖直传动臂，第一接触杆和第二接触杆在陶瓷外壳内部沿竖直方向设置，第一接触杆和第二接触杆上分别与第一铜排和第二铜排的一端连接，第一铜排和第二铜排的另一端分别与二次线圈和阻尼电阻之间的导线连接，第一接触杆底端的接触头与第二接触杆顶端的接触头在陶瓷外壳内部接触，第一接触杆的顶端从陶瓷外壳顶端伸出并与陶瓷外壳固定连接，第二接触杆的底端从陶瓷外壳底端伸出并与沿竖直方向设置的触头弹簧顶端连接，触头弹簧底端与绝缘件顶端连接，绝缘件与水平传动臂的左侧边缘铰接，在竖直传动臂左侧外壁上固定有第二磁铁，与第二磁铁相对的位置固定有第一电磁铁铁芯，第一电磁铁铁芯的外侧缠绕有电磁线圈。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其中所述陶瓷外壳内部真空，第一接触杆与陶瓷外壳的顶端之间密封连接，陶瓷外壳内部的第二接触杆上套设有波纹管，波纹管底端与陶瓷外壳底端内壁密封连接，陶瓷外壳内部还设置有屏蔽罩，第一接触杆的接触头和第二接触杆的接触头都位于屏蔽罩内部。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其中所述主触点常闭型接触器还包括绝缘板，绝缘板沿竖直方向设置在竖直传动臂左侧与竖直传动臂相对的位置，绝缘板与竖直传动臂之间沿水平方向设置有合闸弹簧，第一电磁铁铁芯固定在绝缘板右侧外壁的中部位置。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其中所述二次线圈的两端还并联有自启动器，自启动器的控制端与主触点常闭型接触器的电磁线圈电源端连接。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其中所述消弧线圈二次侧还设置有电压互感器，一次线圈与零电势点之间的导线上还设置有第一电流互感器，电压互感器的两端和第一电流互感器的两端分别与过压继电器的信号输入端和过流继电器的信号输入端连接，过压继电器的信号输出端和过流继电器的信号输出端与第一接触器的控制端连接，第一接触器的触头与主触点常闭型接触器的电磁线圈连接。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置与现有技术不同之处在于：本实用新型将阻尼电阻并联接入电磁线圈的二次线圈中，代替了在电磁线圈的一次线圈中串联接入晶闸管自触发短接阻尼电阻，既解决了晶闸管容易被击穿的问题，又避免了直接串联接入的阻尼电阻被烧毁。采用主触点常闭型接触器对阻尼电阻进行控制，当输电系统正常工作时，主触点常闭型接触器的主触点闭合，阻尼电阻接入电路中，此时主触点常闭型接触器的电磁线圈不带电；当输电系统发生单相接地故障时，可通过自启动器或者电压互感器和第一电流互感器两种不同方式控制主触点常闭型接触器的主触点断开，使阻尼电阻切除出电路中，确保了装置运行的可靠性，这种主触点常闭型接触器适用于长时间工作的输电系统，只有在输电系统发生单相接地故障时电磁线圈才会耗电，相对于现有的接触器来说大大减少了电磁线圈的工作时间，降低了电磁线圈的损耗，延长了电磁线圈的使用寿命，同时电磁线圈的耗电量大大降低，避免了电能不必要的浪费，为企业节约了用电成本。在二次线圈与阻尼电阻之间的导线上设置有保护熔断器，一旦输电系统发生单相接地故障，二次线圈电流过大，而主触点常闭型接触器因故未发生动作时，保护熔断器能够及时熔断，从而确保阻尼电阻不被烧毁。

能够对采用自启动器对主触点常闭型接触器进行自动控制，节省了人力物力的损耗。

下面结合附图对本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置的电路结构图；

图2为本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置中主触点常闭型接触器的主视剖视图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置的电路结构图，包括变压器19、消弧装置20和阻尼箱21。消弧装置20又包括消弧线圈和第一电流互感器CT1，消弧线圈又包括一次线圈N1和二次线圈N2，一次线圈N1和二次线圈N2分别设置在消弧线圈的一次侧和二次侧。阻尼箱21内部又设置有第二电流互感器CT2、主触点常闭型接触器22、阻尼电阻R和自启动器KM。变压器19一次侧接入输电系统，变压器19的中性点N通过第一导线与消弧装置20的进线端连接，第一导线上设置有单相隔离开关G，在单相隔离开关G与消弧装置20的进线端之间引出第二导线，第二导线的另一端与零电势点GND连接，在第二导线上设置有过电压保护器MOA。消弧装置20的进线端和出线端通过第三导线连接，在消弧装置20内的第三导线上连接有消弧线圈的一次线圈N1，消弧线圈的二次线圈N2的两侧接线端分别引出第四导线和第五导线，第四导线的另一端和第五导线的另一端分别从阻尼箱22的接线口伸入到阻尼箱22内部并与阻尼电阻R的两端连接。在阻尼箱22的接线口与阻尼电阻R之间的第四导线上依次串联有保护熔断器RD和主触点常闭型接触器22，在主触点常闭型接触器22与保护熔断器RD之间的第四导线上引出第六导线，第六导线的另一端与阻尼箱21内部的第五导线连接，在第六导线上设置有自启动器KM，自启动器KM的控制端与主触点常闭型接触器22的电磁线圈电源端连接，自启动器KM通过接收二次线圈N2的电压信号对主触点常闭型接触器22的电磁线圈的带电情况进行控制。在消弧线圈的二次侧还设置有电压互感器PT，电压互感器PT的两端分别与过压继电器23的信号输入端连接，过压继电器23的信号输出端与第一接触器25的控制端连接，第一接触器25的触头与主触点常闭型接触器22的电磁线圈15连接。在消弧装置20内的第三导线上还连接有第一电流互感器CT1，第一电流互感器CT1的两端分别与过流继电器24的信号输入端连接，过流继电器24的信号输出端与第一接触器25的控制端连接，第一接触器25的触头与主触点常闭型接触器22的电磁线圈15连接。通过电压互感器PT和第一电流互感器CT1采集输电系统的电压值和电流值，将采集到的电压值和电流值传输给过压继电器23和过流继电器24，过压继电器23和过流继电器24根据预设的电压值和电流值对第一接触器25的触头进行控制，从而控制主触点常闭型接触器22的电磁线圈的带电情况。消弧装置20出线端的第三导线从阻尼箱21的接线口伸入到阻尼箱21内部，并通过阻尼箱21的出线口与零电势点GND连接，在阻尼箱21内部的第三导线上设置有第二电流互感器CT2，第二电流互感器CT2起到继电保护的作用。

如图2所示，为本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置中主触点常闭型接触器的主视剖视图，包括传动拐臂、绝缘板12、第一电磁铁铁芯16、第二磁铁17、电磁线圈15、陶瓷外壳6、第一铜排1和第二铜排2。陶瓷外壳6内部真空，在陶瓷外壳6的内部分别沿竖直方向设置有第一接触杆4和第二接触杆5，第一接触杆4的顶端伸出到陶瓷外壳6上方，第一接触杆4与陶瓷外壳6的顶端之间固定连接。第二接触杆5顶端的接触头位于陶瓷外壳6内部并与第一接触杆5底端的接触头接触，第二接触杆5的底端伸出到陶瓷外壳6下方。在陶瓷外壳6内部两接触头的接触点上方罩有屏蔽罩7，两接触头的接触点位于屏蔽罩7内部，在陶瓷外壳6内部的第二接触杆5上套设有波纹管8，波纹管8底端与陶瓷外壳6底端内壁密封连接。在陶瓷外壳6上方设置有第一铜排1，位于陶瓷外壳6上方的第一接触杆4与第一铜排的左侧连接，第一铜排的右侧接入外部电路。在位于陶瓷外壳6下方的第二接触杆5上固定连接有连接板11，连接板11的右侧设置有第二铜排2，连接板11的右侧侧壁与第二铜排的左侧连接，第二铜排的右侧接入外部电路。在第二接触杆5下方设置有绝缘件12，第二接触杆5底端与沿竖直方向设置有触头弹簧10顶端连接，触头弹簧10底端与绝缘件12顶端连接，绝缘件12右侧设置有截面为L形的传动拐臂，传动拐臂又包括水平传动臂13和竖直传动臂14，水平传动臂13的左侧边缘与绝缘件12铰接，水平传动臂13的右侧边缘与竖直传动臂14的底端连接，在水平传动臂13与竖直传动臂14的连接点处设置有转轴18，传动拐臂可沿着转轴18转动。在竖直传动臂14左侧与竖直传动臂14相对的位置沿竖直方向设置有绝缘板3，绝缘板3上部与竖直传动臂14上部之间沿水平方向设置有合闸弹簧9，合闸弹簧9的左右两端分别与竖直传动臂14左侧外壁和绝缘板3右侧外壁连接。在绝缘板3右侧外壁的中部位置固定有第一电磁铁铁芯16，第一电磁铁铁芯16的外侧缠绕有电磁线圈15，在与第一电磁铁铁芯16位置相对的竖直传动臂14左侧外壁上固定有第二磁铁17，电磁线圈15通电后，第一电磁铁铁芯16能够对第二磁铁17进行吸附。

主触点常闭型接触器22的工作原理为：第一铜排1和第二铜排2分别接入电路中，当电路中的负载进行工作时，不对电磁线圈15通电，第一电磁铁铁芯16与第二磁铁17之间不吸合，传动拐臂不发生转动，第一接触杆4的触头和第二接触杆5的触头之间自动闭合；当电路中的负载不需要进行工作时，向电磁线圈15通电，第一电磁铁铁芯16与第二磁铁17之间产生磁力，第一电磁铁铁芯16与第二磁铁17之间发生吸合，第二磁铁17带动传动拐臂以转轴18为旋转点发生转动，从而传动拐臂中的水平传动臂13带动绝缘件12向下运动，绝缘件12通过触头弹簧10带动第二接触杆5向下运动，使第一接触杆4的触头和第二接触杆5的触头之间断开，负载断电停止进行工作。

本实用新型的工作过程为：单相隔离开关G闭合，消弧装置20和阻尼箱21投入输电系统中进行工作。当输电系统正常工作时，二次线圈N2电压很低，电磁线圈15不带电，第一接触杆4的触头和第二接触杆5的触头之间闭合，阻尼电阻R与二次线圈N2并联连接，从而增大了输电系统的阻尼率，使得输电系统正常运行时串联谐振过电压小于额定相电压；当输电系统发生单相接地故障时，可分别通过自启动器KM或者电压互感器PT和第一电流互感器CT1对主触点常闭型接触器22的电磁线圈15的带电情况进行控制：采用自启动器KM进行控制时，自启动器KM对二次线圈N2的电压进行检测，二次线圈N2电压升高到预设值，自启动器KM控制电磁线圈15带电，从而带动传动拐臂发生转动，使第一接触杆4的触头和第二接触杆5的触头之间断开，阻尼电阻R从电路中切除，输电系统的阻尼率减小，从而使消弧线圈实现全补偿；采用电压互感器PT和第一电流互感器CT1进行控制时，电压互感器PT和第一电流互感器CT1采集输电系统的电压值和电流值，将采集到的电压值和电流值传输给过压继电器23和过流继电器24，过压继电器23和过流继电器24根据预设的电压值和电流值控制第一接触器25的触头闭合，使主触点常闭型接触器22的电磁线圈带电，从而带动传动拐臂发生转动，使第一接触杆4的触头和第二接触杆5的触头之间断开，阻尼电阻R从电路中切除，输电系统的阻尼率减小，从而使消弧线圈实现全补偿。

本实用新型接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，将阻尼电阻R并联接入电磁线圈的二次线圈N2中，代替了在电磁线圈的一次线圈N1中串联接入晶闸管自触发短接阻尼电阻，既解决了晶闸管容易被击穿的问题，又避免了直接串联接入的阻尼电阻被烧毁。采用主触点常闭型接触器22对阻尼电阻R进行控制，当输电系统正常工作时，主触点常闭型接触器22的主触点闭合，阻尼电阻R接入电路中，此时主触点常闭型接触器22的电磁线圈不带电；当输电系统发生单相接地故障时，可通过自启动器KM或者电压互感器PT和第一电流互感器CT1两种不同方式控制主触点常闭型接触器22的主触点断开，使阻尼电阻R切除出电路中，确保了装置运行的可靠性，这种主触点常闭型接触器22适用于长时间工作的输电系统，只有在输电系统发生单相接地故障时电磁线圈才会耗电，相对于现有的接触器来说大大减少了电磁线圈15的工作时间，降低了电磁线圈15的损耗，延长了电磁线圈15的使用寿命，同时电磁线圈15的耗电量大大降低，避免了电能不必要的浪费，为企业节约了用电成本。同时，采用自启动器KM对主触点常闭型接触器22进行自动控制，节省了人力物力的损耗。在二次线圈N2与阻尼电阻R之间的导线上设置有保护熔断器RD，一旦输电系统发生单相接地故障，二次线圈N2电流过大，而主触点常闭型接触器22因故未发生动作时，保护熔断器RD能够及时熔断，从而确保阻尼电阻R不被烧毁。本实用新型运行可靠、结构紧凑、能耗低、使用时间长，与现有技术相比具有明显的优点。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其特征在于：包括变压器(19)、消弧线圈、主触点常闭型接触器(22)和阻尼电阻(R)，变压器(19)一次侧接入输电系统，变压器(19)的中性点(N)通过导线与消弧线圈一次侧的一次线圈(N1)的一端连接，一次线圈(N1)的另一端与零电势点(GND)连接，消弧线圈二次侧的二次线圈(N2)的两端与阻尼电阻(R)并联，在二次线圈(N2)与阻尼电阻(R)之间的导线上设置有主触点常闭型接触器(22)和保护熔断器(RD)。

2.根据权利要求1所述的一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其特征在于：所述主触点常闭型接触器22包括第一接触杆(4)、第二接触杆(5)、第一铜排(1)、第二铜排(2)、传动拐臂、第一电磁铁铁芯(16)、第二磁铁(17)和陶瓷外壳(6)，传动拐臂又包括水平传动臂(13)和竖直传动臂(14)，第一接触杆(4)和第二接触杆(5)在陶瓷外壳(6)内部沿竖直方向设置，第一接触杆(4)和第二接触杆(5)上分别与第一铜排(1)和第二铜排(2)的一端连接，第一铜排(1)和第二铜排(2)的另一端分别与二次线圈N2和阻尼电阻R之间的导线连接，第一接触杆(4)底端的接触头与第二接触杆(5)顶端的接触头在陶瓷外壳(6)内部接触，第一接触杆(4)的顶端从陶瓷外壳(6)顶端伸出并与陶瓷外壳(6)固定连接，第二接触杆(5)的底端从陶瓷外壳(6)底端伸出并与沿竖直方向设置的触头弹簧(10)顶端连接，触头弹簧(10)底端与绝缘件(12)顶端连接，绝缘件(12)与水平传动臂(13)的左侧边缘铰接，在竖直传动臂(14)左侧外壁上固定有第二磁铁(17)，与第二磁铁(17)相对的位置固定有第一电磁铁铁芯(16)，第一电磁铁铁芯(16)的外侧缠绕有电磁线圈(15)。

3.根据权利要求2所述的一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其特征在于：所述陶瓷外壳(6)内部真空，第一接触杆(4)与陶瓷外壳(6)的顶端之间密封连接，陶瓷外壳(6)内部的第二接触杆(5)上套设有波纹管(8)，波纹管(8)底端与陶瓷外壳(6)底端内壁密封连接，陶瓷外壳(6)内部还设置有屏蔽罩(7)，第一接触杆(4)的接触头和第二接触杆(5)的接触头都位于屏蔽罩(7)内部。

4.根据权利要求2所述的一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其特征在于：所述主触点常闭型接触器22还包括绝缘板(3)，绝缘板(3)沿竖直方向设置在竖直传动臂(14)左侧与竖直传动臂(14)相对的位置，绝缘板(3)与竖直传动臂(14)之间沿水平方向设置有合闸弹簧(9)，第一电磁铁铁芯(16)固定在绝缘板(3)右侧外壁的中部位置。

5.根据权利要求1所述的一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其特征在于：所述二次线圈(N2)的两端还并联有自启动器(KM)，自启动器(KM)的控制端与主触点常闭型接触器(22)的电磁线圈电源端连接。

6.根据权利要求1所述的一种接触器自保护消弧线圈二次并联阻尼装置，其特征在于：所述消弧线圈二次侧还设置有电压互感器(PT)，一次线圈(N1)与零电势点(GND)之间的导线上还设置有第一电流互感器(CT1)，电压互感器(PT)的两端和第一电流互感器(CT1)的两端分别与过压继电器(23)的信号输入端和过流继电器(24)的信号输入端连接，过压继电器(23)的信号输出端和过流继电器(24)的信号输出端与第一接触器(25)的控制端连接，第一接触器(25)的触头与主触点常闭型接触器(22)的电磁线圈(15)连接。