一种电压互感器开关型热敏消谐装置及电压互感器的制作方法

本发明涉及电力互感器，尤其涉及一种电压互感器开关型热敏消谐装置及电压互感器。

背景技术：

1、电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件；电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等电容元件。这些元件组成了许多串联或并联振荡回路。在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的振荡。但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能发生谐振。臂如国内6kv～35kv配网系统普遍采用中性点非有效接地系统中：一相断线接地，受电变压器和相间电容；电压互感器和线路对地电容；空载变压器和空载长架空线电容所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。谐振常常引起持续时间很长的过电压和过电流。pt一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁心磁通密度不高，铁心并不饱和，如在过电压下铁心饱和了，电感会迅速降低，从而与电容产生谐振，这时的谐振称作铁磁谐振。铁磁谐振不仅可在基频下发生，也可在高频和低频下发生。

2、6kv～35kv配电网网架结构复杂，绝缘强度较低，很容易发生单相接地故障。为了减少停电损失，提高供电可靠性，我国配网通常采用中性点不直接接地的运行方式。在此运行方式下，系统发生单相接地故障时不需要立即跳闸，可以带故障运行两个小时，在此时间段内运行人员可采取措施隔离故障点，消除故障，减少停电范围。但是在系统带故障运行的时间内，容易发生pt高压侧熔断器熔断和pt本身烧毁等事故，将单相接地故障发展成多相接地，使事故扩大，造成更大的损失。近年来，高压设备成套厂家和运维部门尽管采取了多种消谐措施，如采用高饱和点的pt、中性点经消弧线圈或阻尼电阻接地的方案及4pt方案等措施，但pt谐振事故还是频发。据统计，国内每年都发生几十起因铁磁谐振造成的pt烧损、pt绝缘击穿、pt高压侧熔断器熔断等事故。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种电压互感器开关型热敏装置及电压互感器，有效解决中性点不直接接地系统中pt的铁磁谐振问题，可快速响应、有效抑制pt发生铁磁谐振，避免铁磁谐振引发pt高压侧熔断器熔断和pt烧毁事故。

2、本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种电压互感器开关型热敏消谐装置，应用在电压互感器上，装置包括：上部电极(1)、上部内屏蔽(2)、上部外屏蔽(3)、开关型热敏电阻模块(4)、带伞裙的绝缘护套(5)、下部内屏蔽(6)、下部外屏蔽(7)、下部电极(8)；

4、所述上部电极(1)、所述开关型热敏电阻模块(4)、所述下部电极(8)由上到下依次电性连接并且置于所述绝缘护套(5)的内腔中，其中，所述绝缘护套(5)上下两端具有开孔，两个电极的本体外缘与所述绝缘护套(5)的孔内缘贴合连接，电极触头置于所述绝缘护套(5)外部；

5、所述上部内屏蔽(2)和所述下部内屏蔽(6)上下相对设置、分别置于所述绝缘护套(5)两端的内屏蔽槽内；两个内屏蔽均与相邻电极本体外缘电性连接，相邻电极与所述开关型热敏电阻模块(4)的接合面(91)、相邻电极与所述绝缘护套(5)的接合面(92)、相邻电极与所述开关型热敏电阻模块(4)以及所述绝缘护套(5)的交界处(93)、所述开关型热敏电阻模块(4)的端面外缘(94)均位于内屏蔽所围成的区域内；

6、所述上部外屏蔽(3)和所述下部外屏蔽(7)上下相对设置、分别置于所述绝缘护套(5)两端外表面；两个外屏蔽均与相邻电极本体外表面及所述绝缘护套(5)外表面可靠连接，所述接合面(91)、所述接合面(92)、所述交界处(93)、所述开关型热敏电阻模块(4)的端面外缘(94)以及所述绝缘护套(5)的端面边缘均位于外屏蔽所围成的区域内；

7、所述上部电极(1)用于连接电压互感器的中性点接线端子，所述下部电极(8)用于连接电气设备的接地端子；

8、在配电网系统出现单相接地时，所述开关型热敏电阻模块的温度快速升高、阻值快速增大，从而降低对地电容与pt电感串联而成的回路的电流值、消除pt内的铁磁谐振。

9、较优地，所述上部内屏蔽(2)、所述上部外屏蔽(3)、所述下部内屏蔽(6)、所述下部外屏蔽(7)均为底部开孔的单层环形罩；所述上部内屏蔽(2)、所述下部内屏蔽(6)开口方向相对设置，用于提供内部屏蔽，材质为不锈钢、铜、铝或半导体中的任一种；所述上部外屏蔽(3)、所述下部外屏蔽(7)开口方向相对设置，用于提供外部屏蔽，材质为不锈钢。

10、较优地，配电网系统出现单相接地时，所述开关型热敏电阻模块的温度快速升高，装置中各零件受热快速形变，由于膨胀系数存在差异导致所述接合面(91)、所述接合面(92)、所述开关型热敏电阻模块(4)与所述绝缘护套(5)之间的接合面之间出现气隙，所述交界处(93)、所述开关型热敏电阻模块(4)的端面外缘(94)出现明显尖端，其中：

11、所述上部内屏蔽(2)和所述下部内屏蔽(6)协同作用，用于对所述接合面(91)、所述接合面(92)、所述交界处(93)、以及所述开关型热敏电阻模块(4)的端面外缘(94)提供内部屏蔽，确保内部电场均匀，避免电场形成畸变；

12、所述上部外屏蔽(3)和所述下部外屏蔽(7)协同作用，用于对所述接合面(92)、以及所述绝缘护套(5)的端面外缘提供外部屏蔽，确保内部电场均匀空气中的电场。

13、较优地，内屏蔽的罩体底部内缘与相邻电极本体的外缘贴合连接，所述内屏蔽的罩体与所述开关型热敏电阻模块(4)的表面不接触；内屏蔽覆盖区域包括部分相邻电极、相邻电极与所述开关型热敏电阻模块(4)的接触部位、以及部分所述开关型热敏电阻模块(4)；

14、外屏蔽的罩体底部内缘与相邻电极触头的外缘贴合连接，所述外屏蔽的罩体与所述绝缘护套(5)的表面相接触；外屏蔽覆盖区域包括相邻电极本体、相邻电极与一部分内屏蔽。

15、较优地，所述开关型热敏电阻模块(4)由n个热敏电阻顺序串联组成，所述热敏电阻为薄膜型、具有正温度系数的碳酸钡材料；所述开关型热敏电阻模块(4)的时间常数为毫秒级。

16、较优地，所述绝缘护套(5)的材质为硅橡胶材料或环氧树脂；伞裙直径大小、数量与电压等级正相关。

17、较优地，在装置的制备过程中，利用专用工装将所述开关型热敏电阻模块(4)、所述上部电极(1)和所述下部电极(8)固定，形成预制件；将所述预制件装在专用模具上进行一次成型浇注，形成所述绝缘护套(5)；待固化成型后，利用专用粘接剂在所述绝缘护套(5)两端安装所述上部外屏蔽(3)、所述下部外屏蔽(7)。

18、较优地，所述专用粘接剂为具有厌氧性质的材质。

19、较优地，所述预制件与所述绝缘护套(5)之间采用浇注连接方式，对所述预制件起到防潮作用。

20、一种带有消谐装置的电压互感器，包括：电压互感器本体和前述的电压互感器开关型热敏消谐装置，其中：所述电压互感器开关型热敏消谐装置的上部电极与所述电压互感器本体的中性点接线端子之间电性连接，下部电极(8)与电气设备的接地端子之间电性连接；

21、在配电网系统出现单相接地时，所述电压互感器开关型热敏消谐装置的开关型热敏电阻模块温度快速升高、阻值快速增大，从而降低对地电容与pt电感串联而成的回路的电流值、消除pt内的铁磁谐振。

22、由上述技术方案可知，本发明实施例提供的电压互感器开关型热敏消谐装置，应用在电压互感器上，包括：上部电极、上部内屏蔽、上部外屏蔽、开关型热敏电阻模块、带伞裙的绝缘护套、下部内屏蔽、下部外屏蔽、下部电极；上部电极、开关型热敏电阻模块、下部电极由上到下依次电性连接并且置于绝缘护套的内腔中，其中，绝缘护套上下两端具有开孔，两个电极的本体外缘与绝缘护套的孔内缘贴合连接，电极触头置于绝缘护套外部；上部内屏蔽和下部内屏蔽上下相对设置、分别置于绝缘护套两端的内屏蔽槽内；两个内屏蔽均与相邻电极本体外缘电性连接，相邻电极与开关型热敏电阻模块的连接部位位于内屏蔽所围成的区域内；上部外屏蔽和下部外屏蔽上下相对设置、分别置于绝缘护套两端外表面；两个外屏蔽均与相邻电极本体外表面及带伞裙的绝缘护套外表面可靠连接，相邻电极与开关型热敏电阻模块的连接部位位于外屏蔽所围成的区域内；上部电极用于连接电压互感器的中性点接线端子，下部电极用于连接电气设备的接地端子；在配电网系统出现单相接地时，开关型热敏电阻模块的温度快速升高、阻值快速增大，从而降低对地电容与pt电感串联而成的回路的电流值、消除pt内的铁磁谐振。本发明能够有效解决中性点不直接接地系统中pt的铁磁谐振问题，可快速响应、有效抑制pt发生铁磁谐振，避免铁磁谐振引发pt烧损、pt绝缘击穿、pt高压侧熔断器熔断事故，保护电压互感器。