CN209388862U - 一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器,包括位于一次线圈内的二次线圈，所述二次线圈内部中空并穿插设置有环形的铁心，且铁心下端包裹在一次线圈底部下方，在一次线圈顶部设有与其通过焊锡焊接的一次线圈吊装支架，在一次线圈吊装支架顶部设有一次M10嵌件，一次M10嵌件的数量有两个并均通过导电铜片与一次线圈焊接，在一次线圈底部焊接连接有二次熔管结构；不同于传统全封闭式互感器，本互感器一二次线圈之间增加风道散热结构，并通过二次熔断保护装置有效限制互感器允许电流，并采用切口铁心且将其外露，三点出发，同时针对系统谐振产生的过电压过电流现象，从而有效降低互感器因谐波影响而发热导致烧毁或炸裂的可能性。

Description

一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器

技术领域

本实用新型涉及互感器散热技术领域，具体是一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器。

背景技术

电磁式电压互感器作为一种转换电压信号的高精度设备，主要用于后续电力系统中用电量的计量和电力系统的保护，在电力系统中，起着至关重要的作用。

然而，随着社会的发展以及科技的进步，大量的电力电子装置和非线性负载装置接入到电网中，例如电弧炼钢炉、晶闸管变流供电设备、电力机车、化工整流器、直流输电换流站及其他变频设备等，导致电力系统中时常发生电流畸变情况，使电网的谐波污染问题越来越突出，严重影响了电力系统运行的稳定性。

电力系统中存在着许多储能元件，当系统中的各次谐波含量达到一定的量值时，系统中运行的变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中的电容原件串联就有可能引发铁磁谐振现象，从而对电力系统的运行安全造成严重的威胁。

在中性点不接地的非直接接地系统中，电磁式电压互感器引起的铁磁谐振产生过电压是非常常见的现象，而这就是造成事故较多的一种元件内部过电压。这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器导致系统停运。

为了减轻或消除这一现象给电力系统稳定运行带来的不良影响，各大研究院以及行业内实力强大的公司都进行了各种不同的尝试，目前行业内普遍认为的较为有效的抗谐振型电压互感器主要是采用4PT 方案；该方案是在Y型接法的三相电压互感器的中性点后，再串联一个零序电压互感器。其抗谐振的机理简单的从稳态分析是：当单相接地时，互感器中性点对地有相电压产生，而主PT仍处于正序对称电压之下，互感器电感并不发生改变，在零序回路中仅有单相电压互感器一种磁化电感，从根本上破坏了铁磁谐振的条件。

目前4PT方案只要由两种方式实现，第一种为4PT一体方案，该方案存在体积大，成本高，接线复杂，以及对原有已投入运行的互感器替换困难等的问题，另一种为分体4PT方案，即在原有YY接线PT 尾端串联一个零序PT，以实现4PT的接线方案，该方案相对4PT一体式互感器而言有显著地优点：成本较低，安装替换较为简单；然而，此方案也存在传统互感器所共有的缺陷：散热性能不理想，无对后端用电器的保护措施，在极端条件下已发热烧毁甚至炸裂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，包括位于一次线圈内的二次线圈，所述二次线圈内部中空并穿插设置有环形的铁心，且铁心下端包裹在一次线圈底部下方，在一次线圈顶部设有与其通过焊锡焊接的一次线圈吊装支架，在一次线圈吊装支架顶部设有一次M10 嵌件，一次M10嵌件的数量有两个并均通过导电铜片与一次线圈焊接，在一次线圈底部焊接连接有二次熔管结构，所述二次熔管结构包括二次熔管嵌件和位于二次熔管嵌件上的二次出线嵌件；所述一次线圈和二次线圈之间设有风道结构，所述风道结构包括两侧分别贴装对接一次线圈和二次线圈的骨架以及在骨架上沿圆周方向开设的多个弧形风道；所述铁心采用切口型铁心。

所述骨架两侧与线圈贴合处设有环氧树脂绝缘层，环氧树脂绝缘层厚度为7.5mm。

作为本实用新型的优选方案：所述铁心为两侧外露式结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：不同于传统全封闭式互感器，本互感器一二次线圈之间增加风道散热结构，并通过二次熔断保护装置有效限制互感器允许电流，并采用切口铁心且将其外露，三点出发，同时针对系统谐振产生的过电压过电流现象，从而有效降低互感器因谐波影响而发热导致烧毁或炸裂的可能性；

1、电压互感器中风道结构的设计以及引入，该散热方式大大提高了电压互感器的散热速度，很大程度上减少了因互感器谐振以及低频震荡发热对电路系统的后续影响。并在一定程度上提高了电压互感器的使用寿命。

2、电压互感器切口铁心以及二次熔断的组合运用，该应用方式大大提高了电压互感器的可靠程度，既可于故障前减少系统源头对后续用电器的损伤及危害，又可于系统故障后有效断开高、低压电路间的联系，保护系统中后续用电器免于二次损害。

附图说明

图1为现有技术中互感器4PT方案的电路原理图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为图2的侧视图。

图中1—一次M10嵌件，2—一次线圈吊装支架，3—一次线圈，4 —二次线圈，5—铁心，6—二次熔管嵌件，7—二次出线嵌件，8—风道结构，9—二次熔管结构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图2-3，一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，包括位于一次线圈3内的二次线圈4，所述二次线圈4内部中空并穿插设置有环形的铁心5，且铁心5下端包裹在一次线圈3底部下方，在一次线圈3顶部设有与其通过焊锡焊接的一次线圈吊装支架2，在一次线圈吊装支架2顶部设有一次M10嵌件1，一次M10嵌件1的数量有两个并均通过导电铜片与一次线圈3焊接，在一次线圈3底部焊接连接有二次熔管结构9，所述二次熔管结构9包括二次熔管嵌件6和位于二次熔管嵌件6上的二次出线嵌件7，在进行安装时，一次M10 嵌件1一端通过导线与电路高压端相连接，另一端通过一次线圈吊装支架2与一次线圈3电性连接，二次出线嵌件7与二次熔管嵌件6连接后连接到电路出线端，形成对电路有效的二次熔断保护结构；所述一次线圈3和二次线圈4之间设有风道结构8，所述风道结构8包括两侧分别贴装对接一次线圈3和二次线圈4的骨架以及在骨架上沿圆周方向开设的多个弧形风道，风道结构8增加一次线圈3和二次线圈 4之间的间距，同时确保了风道结构8的绝缘域度。

同时，所述铁心5采用切口型铁心增加气隙以降低剩磁，提高拐点电压，从而变相提高拐点电压，以及增大铁心5的磁通工作区间；实际工作时，装置以VV接法接入电路中，当电路中出现电压不稳定波动以及谐振波时，首先经由铁心5根据电磁感应原理传导到二次端形成铁磁谐振，经由铁心5切口一定程度提高饱和点，使铁心5不易饱和，减少发热量。

具体的，所述骨架两侧与线圈贴合处设有环氧树脂绝缘层，环氧树脂绝缘层的设置，不仅保证了足够的绝缘距离，同时增加了骨架与线圈贴合处的结构强度，实际使用中，可采用7.5mm厚环氧树脂层作为结构强度与绝缘域度的保障。

当接入电路中谐振过大时，铁心5极易出现饱和现象，伴随铁心 5发热的同时，一二次线圈亦会发热，以及因谐波存在原因产生过电压使系统回路出现过负载现象，此时风道结构8的存在尤为重要，其可使一、二次线圈产生的热量以超出常规互感器数倍的速度散发至空气中，大大减少热量过多而对一、二次线圈导线绝缘漆层的损害，一定程度上防止烧坏线圈以及互感器本身，从而变相提高互感器在非稳定电路系统中的使用寿命，降低了互感器烧毁甚至爆裂的可能性；当电路中出现电压不稳定波动与互感器产生低频震荡时，铁心5将快速饱和，从而使线圈励磁电流增大，导致互感器发热；此时因该互感器的散热结构特性，可使其承受震荡能力大幅度提高，为系统的自我调节赢取宝贵的时间。

当系统出现故障或短路时(单相或两相接地)，会使互感器的承受电压升高导致互感器铁芯5快速饱和使励磁电流大幅度增大，从而引起互感器发热，同时因系统电流超出额定值过多，将以极快速度熔断二次熔管，使系统故障被限制在一次线圈3或二次线圈4端单侧，将其与另一回路相隔离，大大减小了故障风险；也可减少因系统故障而造成的直接与间接的经济损失，另一方面，也从一定程度上避免了安装接线时的人为接线错误导致的一系列后果，如二次接线短路、回路中二点或多点接地导致的间接短路等。

实施例2：

与实施例1的区别在于，所述铁心5为两侧外露式结构，此设计可使其以最快速度散出因电压互感器铁磁谐振所产生的热量，风道结构8的存在以及铁心5外露的安装方式，可使互感器本身的散热能力大大提高，从而一定程度上减小互感器的温升问题，从而在一定程度上提高了互感器的带负荷能力，提高了互感器的容量性能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，包括位于一次线圈(3)内的二次线圈(4)，其特征在于，所述二次线圈(4)内部中空并穿插设置有环形的铁心(5)，且铁心(5)下端包裹在一次线圈(3)底部下方，在一次线圈(3)顶部设有与其通过焊锡焊接的一次线圈吊装支架(2)，在一次线圈吊装支架(2)顶部设有一次M10嵌件(1)，一次M10嵌件(1)的数量有两个并均通过导电铜片与一次线圈(3)焊接，在一次线圈(3)底部焊接连接有二次熔管结构(9)；所述一次线圈(3)和二次线圈(4)之间设有风道结构(8)，所述风道结构(8)包括两侧分别贴装对接一次线圈(3)和二次线圈(4)的骨架以及在骨架上沿圆周方向开设的多个弧形风道。

2.根据权利要求1所述的一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，其特征在于，所述二次熔管结构(9)包括二次熔管嵌件(6)和位于二次熔管嵌件(6)上的二次出线嵌件(7)。

3.根据权利要求1或2所述的一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，其特征在于，所述铁心(5)采用切口型铁心。

4.根据权利要求1或2所述的一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，其特征在于，所述骨架两侧与线圈贴合处设有环氧树脂绝缘层，环氧树脂绝缘层厚度为7.5mm。

5.根据权利要求3所述的一种带风道散热以及二次熔断的电压互感器，其特征在于，所述铁心(5)为两侧外露式结构。