[發明專利]采集終端電源保護裝置

無效

• 申請號: 201110344713.6
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102510042A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 何培東;卿蓮;李久林
• 申請（專利權）人: 四川省電力公司內江電業局
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;H02M1/44
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及交流工作電源保護裝置，特別是電能量信息采集終端、電能表等設備（以下簡稱表計）的工作電源隔離保護裝置。

背景技術

2008年7月，我局一用電客戶使用中的組合互感器突然炸裂，計量箱內煙塵滿布。經觀察煙塵是從一臺無線電能量采集終端中冒出，終端外殼有灼燒痕跡，電能計量表計只外觀被熏黑。（均已正常運行2年多）。打開兩設備外蓋觀察，兩設備C相過壓保護壓敏電阻均已炸裂，回路有明顯的過流燒毀痕跡，無線電能量采集終端電壓連接線燒斷。

經分析，此事故原因是：該地區當時有雷擊，估計是雷擊時產生的過高電壓使設備內的C相電源過壓保護的壓敏電阻失效（短路），在PT回路產生過流，因按規程規定，計量用電壓互感器回路未裝設熔斷器，從而導致組合互感器炸裂。

近幾年筆者已處理過6起因壓敏電阻炸裂事故，但由于有的表計有過流保護（熔斷器），未將故障擴大。現在電網內使用壓敏電阻做過壓保護的表計太多，而大多未設過流保護措施，筆者認為這是電網潛在的安全隱患，應引起高度警惕。

壓敏電阻以其優越的非線性導電特性，電路設計簡單，對過壓的響應時間非常快，一般為20納秒，又可重復使用(一定條件下)。因此在電力、電子技術領域被普遍用作電力線路、電子設備、元器件的過壓和浪涌吸收的保護器件。但由于在使用中各類型的過壓和浪涌的頻繁出現，壓敏電阻會相應的動作以抑制過壓，確保電壓在被保護設備安全范圍內，從而保護設備安全。這樣使用次數一多，就會導致壓敏電阻的性能失效。

壓敏電阻的失效分為二種：

（1）劣化：表現為壓敏電阻的電阻值變小而使回路漏電流增大，一般是在多次抑制電壓和浪涌，但又未超過壓敏電阻的最大沖擊電流下產生的劣化：如φ20基片的壓敏電阻，其廠家給予的在不同浪涌電流條件下，器件的使用次數表：

允許沖擊次數1210100每次沖擊電流(A)6500400020001000

另外就是自然劣化，由于芯片質量，封裝材料、質量的原因及使用的環境等因素影響，時間一長，芯片受潮后的阻值變小劣化。?

（2）炸裂(短路)：由于過高的電壓引起浪涌能量超過了所選壓敏電阻器的極限承受能力，使壓敏電阻過熱而炸裂(短路)。但壓敏電阻一般在使用中的最終失效模式據統計報道，絕大多數為炸裂(短路)。

現電力系統廣泛使用的電子式多功能電能表，無線電能量采集終端，電壓監測儀等表計)，它們的過壓保護都使用了壓敏電阻，保護電路原理圖如圖1中虛線的右部份，對設備起到了一定的保護作用，但均未設計過流保護措施。

由于現電力計量裝置安裝規程(DL/T?825—2002)中第5.4條規定，35KV以下電壓互感器二次側不安裝熔斷器。此類高壓計量表計的實際電壓回路電路接線原理圖如圖1。可見當壓敏電阻失效后(視失效壓敏電阻下降值情況)，PT回路將產生最大幾十安電流，而電壓互感器設計額定功率只有10VA，即0.1A電流。因此當壓敏電阻失效后，PT會因過負荷在回路中又無任何過流保護情況下就產生發熱而燒毀并炸裂。