[實(shí)用新型]一種用于電氣化鐵路車(chē)輛的電壓互感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320321866.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203433981U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎莎;陳亞軍;沈曉清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢黎賽科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01F38/24
• 分類(lèi)號(hào): H01F38/24;H01F27/24;H01F3/14;H01F27/30;G01R15/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電氣化鐵路車(chē)輛的電壓互感器。?

背景技術(shù)

電壓互感器是一個(gè)帶鐵芯的變壓器，主要通過(guò)變換線路上的電壓，用來(lái)給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電，或者用來(lái)測(cè)量線路的電壓、功率和電能，或者用來(lái)在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過(guò)一千伏安。它主要由一、二次線圈、鐵芯和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵芯中就產(chǎn)生一個(gè)磁通φ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，由此組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，電壓互感器一次繞組側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次繞組側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等，可以確保操作人員和二次設(shè)備的安全。?

用于電氣化鐵路車(chē)輛的電壓互感器起著測(cè)量接觸網(wǎng)（即電力機(jī)車(chē)上方用的高壓線）電壓的作用，準(zhǔn)確度不低于1級(jí)，世界上大多數(shù)國(guó)家包括中國(guó)大陸采用的額定電壓是25kV。電氣化鐵路接觸網(wǎng)使用單相交流給鐵路車(chē)輛提供動(dòng)力，其中和諧號(hào)機(jī)車(chē)采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，需要通過(guò)整流裝置把交流變換為直流；高速動(dòng)車(chē)采用調(diào)頻三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，需要通過(guò)整流裝置把交流變換為直流再通過(guò)電子線路把直流逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流。在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中整流裝置的非線性，電機(jī)牽引功率的隨機(jī)起伏，或高壓開(kāi)關(guān)的頻繁操作等都可以使供電變?壓器發(fā)生直流充磁與退磁過(guò)程，從而在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生最大達(dá)到4kV的直流電壓。直流電壓對(duì)電壓互感器危害極大，電壓互感器鐵芯被直流磁化后，一次電流會(huì)異常增加，造成電壓互感器一次繞組過(guò)熱。如果電壓互感器的鐵芯被直流電流磁化到飽和，一次交流電壓將作用到一次繞組的電阻和漏電感上，產(chǎn)生0.1A量級(jí)的一次電流，在持續(xù)數(shù)分鐘的交直流電流沖擊下電壓互感器就會(huì)過(guò)熱燒毀。即使一次磁化電流還沒(méi)有嚴(yán)重到危害電壓互感器安全運(yùn)行的程度，如僅是使一次繞組呈現(xiàn)較小的感抗，但一旦鐵道車(chē)輛進(jìn)入接觸網(wǎng)的電分相無(wú)電區(qū)，在接觸網(wǎng)雜散電容的耦合下，接觸網(wǎng)電源可以激發(fā)電壓互感器產(chǎn)生頻率為16.67Hz(三分頻)的持續(xù)的鐵磁諧振，電流足以達(dá)到0.1A以上，只要持續(xù)數(shù)分鐘電壓互感器也會(huì)過(guò)熱燒毀。?

目前歐洲使用加大電壓互感器一次回路電阻的措施抑制直流磁化電流，必要時(shí)還在外部串入50kΩ電阻。但是這種方法并不適合我國(guó)電氣化鐵路，主要原因是我國(guó)電氣化鐵路的供電負(fù)荷遠(yuǎn)大于歐洲，牽引設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境更為嚴(yán)酷，接觸網(wǎng)的電壓畸變比歐洲要嚴(yán)重。雖然我國(guó)鐵路車(chē)輛使用的電壓互感器的絕緣標(biāo)準(zhǔn)高于歐洲標(biāo)準(zhǔn)，但燒損事故仍然較多。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于電氣化鐵路車(chē)輛的電壓互感器，避免鐵路車(chē)輛使用的電壓互感器發(fā)生飽和直流磁化，減少電壓互感器過(guò)熱燒毀事故。?

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：?

一種用于電氣化鐵路車(chē)輛的電壓互感器，包括鐵芯（5），其中，所述鐵芯（5）的芯柱中部開(kāi)設(shè)有氣隙切口（6），以使在電氣化鐵路車(chē)輛的接觸網(wǎng)無(wú)直流分量的狀態(tài)下，鐵芯（5）的磁路不飽和，在所述接觸網(wǎng)出現(xiàn)直流分量的狀態(tài)?下，鐵芯（5）中非氣隙切口的部分磁路飽和、鐵芯（5）中氣隙切口（6）的部分磁路不飽和。?

其中，所述鐵芯（5）為冷軋取向硅鋼片卷制而成的R型鐵芯；?

所述鐵芯（5）的兩側(cè)芯柱（51）的中部分別開(kāi)設(shè)有兩個(gè)氣隙切口（6），且每側(cè)芯柱（51）上的兩個(gè)氣隙切口（6）分別設(shè)置在該側(cè)芯柱（51）的上表面和下表面并同時(shí)向內(nèi)延伸，且以鐵芯（5）的中截面對(duì)稱分布，并且所有氣隙切口（6）均處于同一平面上。?

其中，還包括：一次繞組（1）、二次繞組（2）、繞圈管（4）和絕緣材料（3），其中，所述線圈管（4）套在所述鐵芯（5）上部芯柱外面，所述二次繞組（2）繞在所述線圈管（4）上，所述一次繞組（1）繞在二次繞組（2）外面，所述一次繞組（1）、二次繞組（2）、繞圈管（4）、鐵芯（5）通過(guò)絕緣材料（3）澆注固化。?

其中，所述鐵芯（5）的芯柱（51）標(biāo)稱直徑為80毫米，有效截面積42.6平方厘米，額定磁密設(shè)計(jì)值0.38T。?

其中，所述一次繞組（1）分三層，且繞線由內(nèi)自外寬度依次減小。?

其中，所述絕緣材料（3）為環(huán)氧樹(shù)脂。?

其中，所述二次繞組（2）繞線寬度100mm，用Φ1.45漆包圓銅線繞制，高10mm。?

其中，所述一次繞組（1）分三層繞制，由內(nèi)自外層繞線寬度依次是80mm、70mm和60mm，且各層之間都設(shè)置層絕緣材料（3），所述一次繞組（1）的外徑246mm。?