[发明专利]互感器状态检测装置及断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种互感器状态检测装置，用于对互感器的工作状态是否正常进行在线检测。

背景技术

目前，集保护、测量、监控于一体的低压智能断路器已经成为低压电器的发展趋势，作为其核心部件的智能控制器包括了电流电压传感器、信号处理显示和控制执行等多方面功能，其中电流/电压互感器为后续处理和控制提供了信息来源，是保证断路器正常工作的前提条件。电流/电压互感器是智能断路器实现电流/电压测量、保护的基础部件，其工作的可靠性直接关系着断路器的整体可靠性。智能断路器中的互感器运行时间较长、环境较复杂，必须具有较好的可靠性，保证断路器正常工作。一旦互感器出现故障，轻则影响断路器电力参数的测量，严重时会导致断路器误动作。因此，监测互感器的工作状态，对提高智能断路器工作可靠性具有重要的意义。

在现有技术中，大多数智能断路器均不具有对互感器状态进行监测的功能，而少数带有电流互感器状态监测功能的断路器，只能判别电流互感器是否断线，而无法判别电流互感器变阻。例如一篇中国发明专利申请（申请号为20111005974.8）描述了一种用于监测电流互感器状态的电流诊断装置及其诊断方法，在电流互感器与电流信号采集电路之间加入一个接地电阻，通过检测电流信号调理电路的输出电压来判别电流互感器是否断线。另外一篇中国发明专利申请（申请号为20101056781.4）描述了一种电流互感器断线检测方法，通过软件对电流采样信号进行计算及比较来判别电流互感器是否断线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有互感器检测装置只能对互感器是否断线进行检测的不足，提供一种互感器状态检测装置，不仅能判别互感器是否断线，还能判别互感器是否变阻，从而对互感器的自身状态进行更准确的在线监测。

本发明的互感器状态检测装置，包括状态检测电路、电平转换电路及波形检测单元；所述状态检测电路包括第一直流电源、第一电阻、第二电阻，第一电阻、第二电阻串联于所检测互感器二次线圈的两端之间，第一直流电源的正极接入第二电阻与所检测互感器二次线圈间的连线；所述电平转换电路包括第二直流电源、三极管、第三电阻、第四电阻，所述三极管的基极接入第一电阻与第二电阻之间的连线，集电极串接第三电阻后与第二直流电源的正极连接，第四电阻跨接于所述三极管的基极与发射极之间；所述第一直流电源负极、第二直流电源负极、三极管的发射极的电势相同；所述波形检测单元与所述三极管的集电极连接，并根据所检测到的三极管集电极的电平波形判断互感器的状态；所述各电阻及直流电源之间满足以下条件：R2>>R1>>RL，R1与R4为一个量级，且的值刚好大于所述三极管的导通电压；其中R1、R2、R4分别为第一电阻、第二电阻、第四电阻的电阻值，V₁为第一直流电源的输出电压，RL为所检测互感器正常情况下的内阻。

进一步地，所述三极管的发射极与一可输出不同电平的检测控制单元连接，通过调整检测控制单元的输出电平可控制所述互感器状态检测装置工作与否。

对于类似断路器这种应用而言，通常需要设置多个互感器以对各相电流分别进行监测，因此可以对每个互感器均设置一套上述的互感器状态检测装置，然而，这种方式所耗费的元器件数量过多，经济性不佳。为了减少元器件使用量，降低成本，本发明基于相同的发明构思，提出了另外一种互感器状态检测装置，用于对至少两个互感器的状态进行检测，所述互感器状态检测装置包括至少两个状态检测电路以及一个电平转换电路、一个波形检测单元；每个状态检测电路对应于一个待检测互感器，各状态检测电路均包括第一直流电源、第一电阻、第二电阻，第一电阻、第二电阻串联于所检测互感器二次线圈的两端之间，第一直流电源的正极接入第二电阻与所检测互感器二次线圈间的连线；所述电平转换电路包括第二直流电源、三极管、第三电阻、第四电阻，所述三极管的基极通过一个多路开关接入各状态检测电路中第一电阻与第二电阻之间的连线，集电极串接第三电阻后与第二直流电源的正极连接，第四电阻跨接于所述三极管的基极与发射极之间；所述各状态检测电路中的第一直流电源负极与第二直流电源负极、三极管的发射极的电势相同；所述波形检测单元与所述三极管的集电极连接，并根据所检测到的三极管集电极的电平波形判断当前所连接互感器的状态；每个状态检测电路中的电阻、直流电源与所述电平转换电路中的电阻、直流电源之间满足以下条件：