CN204858552U - 电流互感器开路保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电流互感器开路保护装置，装置主要有两个场效应三极管(Q1)、(Q2)、整流桥(D1)、滤波电容(C1)、检测电路及驱动电路组成，两个场效应三极管(Q1)、(Q2)的源极都连接到整流桥(D1)的直流输出负极，两个场效应三极管(Q1)、(Q2)的漏极分别连接到保护装置的两个输入端(AV-A)、(AV-B)，两个场效应三极管(Q1)、(Q2)的栅极都连接到驱动电路的输出端(D)，整流桥(D1)的交流输入端分别连接到保护装置的两个输入端(AV-A)、(AV-B)，电容(C1)的正极接整流桥(D1)的直流输出正极(VCC)，负极接整流桥(D1)的直流输出负极(GND)，本实用新型效率高，自身功耗小。

Description

电流互感器开路保护装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统中的保护装置，尤其涉及一种电流互感器开路保护装置。

背景技术

在电力系统中，电流互感器的二次侧在运行中是严禁开路的，由于开路造成二次线圈上的电压可能升高到几千伏，甚至上万伏，这将严重威胁到人身的安全和设备安全，因此，电流互感器的开路保护引起了人们的高度重视，采取了许许多多的保护措施，早期保护电流互感器开路的措施，往往采用氧化锌电阻并联在电流互感器的二次侧，利用氧化锌电阻的非线性电阻特性，来抑制电流互感器开路时产生的高电压，但是由于氧化锌电阻本身的特性，决定了在运行中不可避免的要产生分流，造成对计量仪表精度的影响，也有用继电器在检测到电流互感器开路时，将电流互感器的二次侧短路的方案，但是，该方案不但成本较高，而且速度较慢，中国专利公报CN200979839Y公开了一种防止电流互感器开路的保护装置，在电流互感器的二次侧并联了反向串联的稳压二极管，当电流互感器的二次侧开路，电压升高时，稳压二极管击穿，抑制了可能出现的几千上万伏的危险电压，但是，该装置中的稳压二极管，在电流互感器的额定电流时，其击穿电流为5安培，考虑安全因素，选用的稳压二极管将更大，因此该装置不但功耗大、而且成本也较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电流互感器开路保护装置，该装置不但能够在电流互感器开路时，能够有效的抑制电流互感器二次侧产生危险高电压，而且成本较低。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：装置主要有两个场效应三极管、整流桥、滤波电容、检测电路及驱动电路组成，两个场效应三极管的源极都连接到整流桥的直流输出负极，两个场效应三极管的漏极分别连接到保护装置的两个输入端，两个场效应三极管的栅极都连接到驱动电路的输出端，整流桥的交流输入端分别连接到保护装置的两个输入端，电容的正极接整流桥的直流输出正极，负极接整流桥的直流输出负极。

所述的检测电路主要有可调式精密并联稳压器、限流电阻、上分压电阻、下分压电阻组成，可调式精密并联稳压器的阴极串联限流电阻后接到整流桥的直流输出正极，可调式精密并联稳压器的阳极接整流桥的直流输出负极，可调式精密并联稳压器的参考端通过上分压电阻接整流桥的输出正极，同时通过下分压电阻接整流桥的输出负极。

为了检测电路工作更加稳定，可以在所述的可调式精密并联稳压器的阴极与参考端连接串联连接的电阻、电容。

所述的可调式精密并联稳压器可以采用TL431。

所述的驱动电路主要有PNP型三极管、限流电阻和负载电阻组成，三极管的发射极接整流桥的直流输出正极，基极通过限流电阻接到可调式精密并联稳压器的阴极，集电极为驱动电路的输出端，通过负载电阻接整流桥的直流输出负极。

为使两个场效应三极管可靠工作在开关状态，检测电路中可调式精密并联稳压器的参考端与驱动电路中的输出端之间连接一个反馈电阻.

当电流互感器开路，一次侧有电流流过，二次侧感应出交流电压，经整流桥整流，滤波电容滤波为直流电压，通过检测电路中分压电阻分压，加在可调式精密并联稳压器的参考端，当参考端的电压达到基准电压时，可调式精密并联稳压器导通，驱动电路中的PNP型三极管也导通，输出端输出电压，驱动两个场效应三极管导通，电流互感器二次侧接近短路，输出电压近似为零，此时滤波电容上的电压逐渐下降，直至可调式精密并联稳压器截止，两个场效应三极管导通状态结束，电流互感器二次侧又感应出交流电压，重复上述过程，这样在电流互感器二次侧形成的是幅值不高的窄脉冲，抑制了电流互感器二次开路可能出现的危险电压。

为使保护装置更加可靠，可以在保护装置的两个输入端之间连接双向瞬态抑制二极管。

整流桥的任一个交流输入端与保护装置的输入端之间串联双向瞬态抑制二极管，使保护装置在电流互感器二次侧电压不高，无危险电压出现的情况下不工作，双向瞬态抑制二极管的击穿电压要小于上述并联在保护装置输入端的双向瞬态抑制二极管的击穿电压。

在上述整流桥与保护装置的输入端之间串联的双向瞬态抑制二极管的任意一端最好串联一个限流电阻。

本发明的有益效果是：1.用于保护电流互感器开路的主原件采用场效应三极管，工作在开关状态，效率高，自身功耗小；2.场效应三极管相对大功率稳压管而言，价格便宜，成本低；3.该方案很容易实现报警功能。

附图说明

图1是本实用新型第一个实施例的电原理图；

图2是本实用新型第二个实施例的电原理图；

图3是本实用新型第三个实施例的电原理图；

图4是本实用新型第四个实施例的电原理图；

图5是本实用新型第五个实施例的电原理图；

图6是本实用新型第六个实施例的电原理图；

图中：Q1.场效应三极管，Q2.场效应三极管，Q3.三极管，U1.可调式精密并联稳压器，D1.整流桥，VTS1.双向瞬态抑制二极管.VTS2.双向瞬态抑制二极管，R1.电阻，R2.电阻，R3.电阻，R4.电阻，R5.电阻，R6.电阻，R7.电阻，R8.电阻，C1.电容，C2.电容.

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在图1所示的第一个实施例中，电流互感器开路保护装置主要有两个场效应三极管Q1、Q2、整流桥D1、滤波电容C1、检测电路及驱动电路组成，两个场效应三极管Q1、Q2的源极都连接到整流桥D1的直流输出负极GND，两个场效应三极管Q1、Q2的漏极分别连接到保护装置的两个输入端AV-A、AV-B，两个场效应三极管Q1、Q2的栅极都连接到驱动电路的输出端D，整流桥D1的交流输入端分别连接到保护装置的两个输入端AV-A、AV-B，电容C1的正极接整流桥D1的直流输出正极VCC，负极接整流桥D1的直流输出负极GND。

所述的检测电路主要有可调式精密并联稳压器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R7组成，可调式精密并联稳压器U1的阴极串联电阻R1后接到整流桥D1的直流输出正极VCC，可调式精密并联稳压器U1的阳极接整流桥D1的直流输出负极GND，可调式精密并联稳压器U1的参考端通过电阻R2接整流桥D1的输出正极VCC，同时通过电阻R7接整流桥D1的输出负极GND。

所述的驱动电路主要有PNP型三极管Q3、电阻R4、电阻R6组成，三极管Q3的发射极接整流桥D1的直流输出正极VCC，基极通过电阻R4接到可调式精密并联稳压器U1的阴极，集电极为驱动电路的输出端D，通过电阻R6接整流桥D1的直流输出负极GND。

在图2所示的第二个实施例中，是在第一个实施例的基础上，所述的可调式精密并联稳压器U1的阴极与参考端之间增加连接了串联连接的电阻R8、电容C2。

在图3所示的第三个实施例中，在检测电路中可调式精密并联稳压器U1的参考端与驱动电路中的输出端D之间还接有电阻R5.

图4所示的第四个实施例，是在第三个实施例的基础上，在保护装置的两个输入端AV-A、AV-B之间加接了双向瞬态抑制二极管VTS1。

图5所示的第五个实施例，是在第四个实施例的基础上，在整流桥D1的一个交流输入端与保护装置的输入端AV-A或AV-B之间串联了双向瞬态抑制二极管VTS2，双向瞬态抑制二极管VTS2的击穿电压小于双向瞬态抑制二极管VTS1的击穿电压。

图6所示的第六个实施例，是在第五个实施例的基础上，在双向瞬态抑制二极管VTS2的一端串联电阻R3。

在上述实施例中，所述的可调式精密并联稳压器U1优选TL431。

Claims (9)

1.一种电流互感器开路保护装置，其特征在于：装置主要有两个场效应三极管(Q1)、(Q2)、整流桥(D1)、滤波电容(C1)、检测电路及驱动电路组成，两个场效应三极管(Q1)、(Q2)的源极都连接到整流桥(D1)的直流输出负极(GND)，两个场效应三极管(Q1)、(Q2)的漏极分别连接到保护装置的两个输入端(AV-A)、(AV-B)，两个场效应三极管(Q1)、(Q2)的栅极都连接到驱动电路的输出端(D)，整流桥(D1)的交流输入端分别连接到保护装置的两个输入端(AV-A)、(AV-B)，电容(C1)的正极接整流桥(D1)的直流输出正极(VCC)，负极接整流桥(D1)的直流输出负极(GND)。

2.根据权利要求1所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：所述的检测电路主要有可调式精密并联稳压器(U1)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R7)组成，可调式精密并联稳压器(U1)的阴极串联电阻(R1)后接到整流桥(D1)的直流输出正极(VCC)，可调式精密并联稳压器(U1)的阳极接整流桥(D1)的直流输出负极(GND)，可调式精密并联稳压器(U1)的参考端通过电阻(R2)接整流桥(D1)的输出正极(VCC)，同时通过电阻(R7)接整流桥(D1)的输出负极(GND)。

3.根据权利要求2所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：所述的可调式精密并联稳压器(U1)的阴极与参考极连接有串联连接的电阻R8、电容C2。

4.根据权利要求2所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：所述的可调式精密并联稳压器(U1)为TL431。

5.根据权利要求1所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：所述的驱动电路主要有PNP型三极管(Q3)、电阻(R4)、电阻(R6)组成，三极管(Q3)的发射极接整流桥(D1)的直流输出正极(VCC)，基极通过电阻(R4)接到可调式精密并联稳压器(U1)的阴极，集电极为驱动电路的输出端(D)，通过电阻(R6)接整流桥(D1)的直流输出负极(GND)。

6.根据权利要求1所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：检测电路中可调式精密并联稳压器(U1)的参考端与驱动电路中的输出端(D)之间还接有电阻(R5)。

7.根据权利要求1所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：保护装置的两个输入端(AV-A)、(AV-B)之间还接有双向瞬态抑制二极管(VTS1)。

8.根据权利要求1或7所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：整流桥(D1)的任一个交流输入端与保护装置的输入端(AV-A)或(AV-B)之间还串联有双向瞬态抑制二极管(VTS2)，双向瞬态抑制二极管(VTS2)的击穿电压小于双向瞬态抑制二极管(VTS1)的击穿电压。

9.根据权利要求8所述的电流互感器开路保护装置，其特征在于：在双向瞬态抑制二极管(VTS2)的任意一端还串联有电阻(R3)。