CN2667764Y - 电流互感器过电压保护器 - Google Patents

Abstract

该保护器是一种新型的CTB电流互感器过电压组合式的保护装置，应用于电力系统中的电流互感器二次侧开路后引起的高电压危害而设计的保护器。现有的CTBZ电流互感器过电压保护器不足之处，是体积大、保护绕组少、成本高、多绕组的虚地没有分离。目的是克服了现有技术的弱点而设计的。技术方案：由电流互感器二次绕组经整流滤波电路(1)、监测调配电路(2)、光耦合电路(3)、稳态电路(4)连接控制电路(5)组成。优点：只有原保护器体积的三分之一左右。占用面积约三分之一左右。触点容量有余量，短路保护时安全可靠。经陕西省质检局和国家继电器质检中心动态模拟试验完全合格。

Description

电流互感器过电压保护器

一、技术领域：该保护器是一种新型的CTB电流互感器过电压组合式的保护装置，应用于电力系统中的电流互感器二次侧开路后引起的高电压危害而设计的保护器。

二、背景技术：市场上现有的CTBZ电流互感器过电压保护器，有的产品经科技成果鉴定属国内首创，达到国际先进水平，该保护器的技术水平仍是先进的。见附图1。

根据电力设计院的要求和希望，现有的CTBZ电流互感器过电压保护器仍有不足之处，一是体积大；二是保护绕组少；三是成本高，不易推广；四是多绕组的中心接点(虚地)没有分离独立。

现有的CTBZ电流互感器过电压保护器基本原理见附图1(为一组，省略其它各组视图)。当互感器二次绕组负载开路时，RV₁和RV₂(压敏电阻)两端的电压迅速上升，达到选定值以后，压敏电阻击穿，在RV₂上产生电压差，经4DI桥式整流、滤波后，在磁保持继电器的J₁₁线圈中产生电流而工作，其四对触点转换而接通。一对触点短接互感器二次绕组；再一对触点接通故障信号灯；第三对触点接通J₂继电器而工作，其触点是断开输出电路；第四对触点接通输出电路。当J₁₁线圈工作后由于永磁作用，使四对触点接通，故短路互感器二次绕组后，即J₁₁线圈无电流后，磁保持继电器仍处于工作状态。

当互感器二次绕组负载开路故障排除后，按动一下“复位”按钮，电流经J₁₂线圈产生与永磁极性相反的磁场，磁保持继电器断开四对触点，从而恢复正常工作。

三、发明内容：

本实用新型的目的是研制一种新型的电流互感器过电压保护器，其电路是克服了现有技术的弱点而设计的，本实用新型的特点和保护内容为具体的新型电路：2-检测调配电路；3-光耦合电路；4-触发稳态电路。

实用新型的技术方案：电流互感器过电压保护器，多绕组保护器中任意组合，其基本是由电流互感器二次绕组输出经整流滤波电路(1)、监测光耦合稳态电路连接控制电路(5)组成，其特征是：在监测光耦合稳态电路中，由监测调配电路(2)输出经光耦合电路(3)连接稳态电路(4)组成，其中监测调配电路(2)中选配电阻R1、抗干扰电容C19和快恢复二极管D1并联，并联上端连接压敏电阻RU1和选配电阻R19，并联下端和电阻R19另一端作为输出连接光耦合电路(3)中光偶合器A7，光耦合电路(3)输出连接稳态电路(4)中稳态触发器A11的D端，稳态触发器A11的输出Q端连接控制电路(5)，光耦合电路(3)以光信号传输。

控制电路(5)中，稳态电路(4)Q端经电阻R73、开关三极管K1并接小型电磁继电器J1、二极管(D1、D20、LED1)，电源经发光二极管LED1、电阻R55、三极管K1倒地组成显示控制电路，其中小型电磁继电器J1的触点电流为7A~16A。

电源经电阻R91、开关三极管K19倒地，三极管K19输出连接继电器J19，继电器J19触点转换以外信号输出，复位按钮AN一端并接各组稳态电路中稳态触发器各R端，复位按钮AN另一端连接地。

电流互感器二次绕组正常输出电流为4A~6A，电流互感器过电压保护器的正常输出为4VCD~5VCD，保护额定电压为交流150V±10％。

多绕组保护器中A、B、C为一组，其中N为虚地，各组互相独立。

本实用新型的技术方案以实际产生18个绕组保护器与现有技术方案(一个产品最多12个绕组保护器)产生18个绕组保护器估算比较，有如下几个优点：

①本保护器的体积只有原保护器体积的三分之一左右。

②本保护器的占用面积只有原保护器占用面积约三分之一左右。

③本保护器的材料、加工、劳务费为515元左右，是原有保护器的材料、加工、劳务费(约为2425元)的五分之一到四分之一。这是因为原保护器运用的磁保持继电器体积大，价格贵的原因。

④本保护器选用的小型继电器(型号：OMIH-SS-1122，16A240VAC)触点电流为7A-16A，AC240；原保护器选用的磁保持继电器(型号：JHX-2F-C-4H，5A250VAC)。互感器二次绕阻的电流为5A左右，少数绕阻大于5A，故本保护器选用的触点容量有余量，短路保护时安全可靠。

⑤原保护器启动的额定电压为48VDC，电流为10mA以上才能启动光耦合器工作。本保护器只需要4-5VCD，4-5Madc电流就能启动光耦合工作，即为过电压后的启动灵敏度高。

⑥本保护器中的光耦合器输入端接有R、C抗瞬间干扰电路，防止互感器的瞬时过流，过压冲击。开关电源KGDY内部也接有抗干扰电路元件，从而使本保护器工作更加可靠。

⑦本保护器性能经陕西省质检局和国家继电器质检中心动态模拟试验完全合格。

四、图说明：图1是现有的电流互感器过压保护的基本原理图。图2是一种新型的电流互感器过压保护器的原理方框图。图3是新型电流互感器过压保护器的原理线路图。图3中各标号的说明如下：4D1-18为硅桥整流器；C1-18为滤波电容；RU1-18为ZnO压敏电阻；R1-36位选配电阻；C19-36为抗干扰电容；A7-24为光耦合器；A1.1-A6.3为稳态触发器；R37-54为上拉电平电阻；R55-72为限流电阻；K1-19为开关三极管；J1-19小型电磁继电器；D1-18快恢复二极管；D1-36二极管；LED1-18发光二极管；C37-39滤波电容；AN-复位按钮。

五、实施方式：附图2说明其技术方案，由电流互感器二次绕组输出的高电压信号送入到保护器的整流滤波电路(1)，它把电流变成高压直流信号后送到检测调配保护电路(2)中，其功能是压敏电阻检测到超额定电压后而击穿，再经过选(调)配电阻调压快恢复二极管稳压和反向二极管保护光耦合器输入管。光耦合电路(3)收到触发电流后而发光，然后控制其输出信号。光耦电路是以光信号传输，隔离输入与输出电路。稳态电路(4)是当光耦电路输出触发信号时电路翻转后稳定不变。控制电路(5)收到稳态翻转信号时，控制互感器二次绕组短路、控制故障灯亮和外部信号电路转换等。二次绕组短路后就消除了高压的产生，从而保护了二次绕组。当故障排除后，送出一个复位信号，稳态电路又翻转复原，控制电路又恢复初始状态。

参见图3，该电流互感器过压保护器共计保护18个绕组，以第一绕组为例说明。假如电流互感器1A相开路时，二次绕组1A电压突然升高，经4D1整流后加到压敏电阻RU1上，当电压超过选定的电压后(例如大于150V)，压敏电阻击穿，在R1和D1上与1N(中心接点—虚地)有一定电压差，当电压差达到一定值时，光耦合器导通，其输出端触发A11的输入端D，稳态触发器翻转，Q端输出高电平，再经R73和K1，于是开关管K1导通。当K1导通后，电源经J1线圈和K1到地后，继电器J1工作，它的触点接通，将输入端1A和1N短路，这样短路后就保护了互感器二次绕组开路的危害。同时，电源经R55、LED1、K1到地红色发光二极管发亮，它表示了互感器二次绕组有故障。再一路是电源经R91、K19到地，使K19导通，从而使J19继电器工作，其触点转换，作为外部信号输出。当互感器二次开路故障排除后，按动一下“AN”复位按钮，稳态触发器又翻转，Q端输出低电平，使继电器J1停止工作，LED1不亮，于是该路保护电路又恢复监测状态。

Claims (5)

1、电流互感器过电压保护器，多绕组保护器中任意组合，其基本是由电流互感器二次绕组输出经整流滤波电路(1)、监测光耦合稳态电路连接控制电路(5)组成，其特征是：在监测光耦合稳态电路中，由监测调配电路(2)输出经光耦合电路(3)连接稳态电路(4)组成，其中监测调配电路(2)中选配电阻R1、抗干扰电容C19和快恢复二极管D1并联，并联上端连接压敏电阻RU1和选配电阻R19，并联下端和电阻R19另一端作为输出连接光耦合电路(3)中光偶合器A7，光耦合电路(3)输出连接稳态电路(4)中稳态触发器A11的D端，稳态触发器A11的输出Q端连接控制电路(5)，光耦合电路(3)以光信号传输。

2、根据权利要求1所述的电流互感器过电压保护器，其特征是：控制电路(5)中，稳态电路(4)Q端经电阻R73、开关三极管K1并接小型电磁继电器J1、二极管(D1、D20、LED1)，电源经发光二极管LED1、电阻R55、三极管K1倒地组成显示控制电路，其中小型电磁继电器J1的触点电流为7A～16A。

3、根据权利要求1所述的电流互感器过电压保护器，其特征是：电源经电阻R91、开关三极管K19倒地，三极管K19输出连接继电器J19，继电器J19触点转换以外信号输出，复位按钮AN一端并接各组稳态电路中稳态触发器各R端，复位按钮AN另一端连接地。

4、根据权利要求1所述的电流互感器过电压保护器，其特征是：电流互感器二次绕组正常输出电流为4A～6A，电流互感器过电压保护器的正常输出为4VCD～5VCD，保护额定电压为交流150V±10％。

5、根据权利要求1所述的电流互感器过电压保护器，其特征是：多绕组保护器中A、B、C为一组，其中N为虚地，各组互相独立。

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