電流互感器二次側輸出回路開路保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及過電壓保護裝置，特別是涉及一種電流互感器的二次側保護裝置。
【背景技術】
[0002]在電力系統的每個環節，包括發電、變電、輸電、配電和用電，都需要對線路進行測量、保護和控制(以下簡稱測控)。然而線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有，這些電流需要轉換為比較統一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高，如直接測控是非常危險的。電流互感器(Current transformer，簡稱CT)的作用是可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉變為5A的電流。除起到電流變換的作用外，還起到電氣隔離作用。
[0003]電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少，實際中往往只有一匝，也就是穿心而過，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次側匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路等設備中。電流互感器在正常工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態近乎短路。
[0004]電流互感器在一次電流不為零的情況下，輸出端是不允許開路的，因為一旦開路，則會在互感器輸出端產生上1000V的電壓，輸入端電流越大、匝比越大，該電壓越高，這時互感器輸出端開路會造成以下幾種破壞或損失:
[0005]一、如果是在測控設備接入端子處松脫而開路，很可能這種高壓會擊穿設備，導致設備失效。
[0006]二、從互感器輸出端到測控設備的接線端子，中間任何一處線路松動或脫落，都會弓丨起打火，燒毀觸點，甚至引發電氣火災。
[0007]三、測控設備調試中發現電流線路接錯，或需要更換測控設備，互感器的輸出端需與測控設備斷開，從而使得互感器的輸出開路。而這種情況下，往往被測線路是處在工作狀態，一次電流不為零。然而，很多時候是不能停電后再來重新接線的，尤其是對于改造項目，更是如此，因為用電設備都在運行中，停電會給用戶帶來經濟損失，如冶煉設備、陶瓷設備、大型醫療設備，都是不能輕易停電的，據測算，停電后重啟一條陶瓷生產線，需要耗費三四百萬人民幣的費用。有經驗的工作人員，會采取某種方式短接互感器的輸出，然后重新接線，但是這種操作是具有很高的不可靠性，也是非常危險的，稍不注意就會引起打火、工作人員觸電。
[0008]解決電流互感器二次側輸出回路開路的現有保護措施，基本有以下幾種:
[0009]第一種、采用壓敏電阻、氣體放電管等壓敏元件，當電流互感器二次側輸出回路開路時，一旦開路電壓達到壓敏器件的動作電壓，壓敏器件導通，而使輸出電壓控制在壓敏電壓。
[0010]第二種、利用電流互感器二次側輸出回路開路時，一旦開路電壓達到一定值，由一個并接在兩輸出端的線圈吸引彈簧脫扣機構，脫扣機構動作使觸點短路，從而達到保護作用。
[0011]第三種、在輸出端安裝一個繼電器，繼電器的觸點連接在輸出端的兩端，由操控裝置控制繼電器開與合，以此來實現電流互感器的輸出回路的保護。
[0012]以上幾種方案明顯存在這樣一些不足:
[0013]1、壓敏器件的導通電壓高(十幾伏以上)、持續過流能力小，而線路上使用的電流互感器，其額定輸出基本都是5A，現有技術下的壓敏器件只可能在毫秒(ms)級的范圍內持續過流這么大的電流，而電流互感器輸出回路一旦開路，持續時間不可能是ms級的。因此，壓敏器件做保護，很容易擊穿而形成永久性導通，必須更換器件才能恢復互感器輸出回路的正常工作，或者直接燒毀而起不到保護作用。
[0014]2、上述第二種方式，由于線圈并接在互感器的兩輸出端，互感器正常工作時，線圈本身不可避免的要流經一部分互感器二次側的電流，該部分電流沒有流經本該需要流經的檢測設備，從而給檢測設備帶來明顯的誤差；其二，機械機構動作緩慢，而互感器輸出開路時，電壓上升很快(us級)，很多時候還沒起到保護作用，而外部事故已然發生。
[0015]3、上述第三種方式，完全需要人工干預，對于意外開路，根本起不到保護作用。
[0016]4、當外部故障消除時，不能自動恢復到互感器二次側輸出端回路的正常工作狀
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[0017]5、缺少明顯的醒目的故障指示。

【發明內容】

[0018]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種電流互感器二次側輸出開路保護電路，其目的是當電流互感器的二次側輸出回路發生意外開路時能自動形成回路，并且當故障消除時，能自動恢復回路的正常工作狀態；同時也可在做維護或更換測控設備時，可以很方便地、穩定可靠地人工短接電流互感器的輸出，同時保證在恢復正常工作時又能很方便地恢復原態。
[0019]為了解決上述的技術問題，本發明提出的基本技術方案為:一種電流互感器二次側輸出回路開路保護電路，包括與電流互感器的二次側輸出端并接的用于二次側輸出回路開路保護的自動保護電路和手動保護機構，所述自動保護電路包括至少一組基本電路，每組基本電路包括一個晶閘管以及用于感知互感器的二次側輸出端的兩端電壓并控制晶閘管導通的穩壓器件。
[0020]優選的，本發明所述的電流互感器二次側輸出回路開路保護電路中，自動保護電路包括一組基本電路，所述穩壓導通器件為雙向穩壓二極管Dl或者雙向TVS管，所述晶閘管為雙向晶閘管Ql ;雙向穩壓二極管Dl的一端與雙向晶閘管Ql的門極G連接；雙向穩壓二極管Dl的另一端和雙向晶閘管Ql的ΜΤ2極連接到輸出端中的第一端，雙向晶閘管Ql的MTl極連接輸出端的第二端。
[0021]優選的，本發明所述的電流互感器二次側輸出回路開路保護電路中，雙向穩壓二極管Dl的一端與雙向晶閘管Ql的門極G的連接線與輸出端的第二端的連接線連接第一輔助保護電路，該第一輔助保護電路包括并聯連接的電阻Rl和電容Cl。
[0022]優選的，本發明所述的電流互感器二次側輸出回路開路保護電路中，所述電阻Rl阻值在1ΚΩ?2ΚΩ之間，所述電容Cl的電容值在0.0luF?0.1uF之間。
[0023]優選的，本發明所述的電流互感器二次側輸出回路開路保護電路中，自動保護電路包括電路結構相同并反向并接在二次側輸出端的第一基本電路和第二基本電路；其中第一基本電路的穩壓導通器件為串聯連接的穩壓二極管D2和整流二極管D3，所述晶閘管為可控硅晶閘管Q2 ;其中穩壓二極管D2的A極與Q2的G極連接，所述穩壓二極管D2的K極與整流二極管D3的K極連接，該整流二極管D3的A極與可控硅晶閘管Q2的A極相連并連接至二次側輸出端的第一端，并且所述的可控硅晶閘管Q2的K極連接至二次側輸出端的第
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[0024]優選的，本發明所述的電流互感器二次側輸出回路開路保護電路中，至少一組基本電路的穩壓二極管D2的A極與Q2的G極的連接線與二次側輸出端的第二端的連接線設置第二輔助保護電路，該第二輔助電路包括并聯連接的電阻R2和電容C2。
[0025]優選的，本發明所述的電流互感器二次側輸出回路開路保護電路中，所述電阻Rl阻值在1ΚΩ?2ΚΩ之間，所述電容Cl的電容值在0.0