[实用新型]一种电压互感器

说明书

技术领域

本实用新型属于电测量技术领域，涉及一种电压互感器，尤其涉及一种用于电气化铁路车辆的电压互感器。 

背景技术

用于电气化铁路车辆的电压互感器起着用来给测量仪表和继电保护装置供电和测量接触网电压的作用，准确度不低于1级，世界上大多数国家包括中国大陆采用的额定电压是25kV。对于电气化铁路接触网使用单相交流电给铁路车辆提供动力，其中和谐号机车采用直流电机驱动，故需要使用整流装置把交流变换为直流；高速动车采用调频三相交流电机驱动，需要使用整流装置把交流变换为直流，再通过电子线路把直流逆变为频率可调的三相交流。 

因此，由于在车辆运行过程中整流装置的非线性，电机牵引功率的随机起伏，高压开关的频繁操作等都可以使供电变压器发生直流充磁与退磁过程，从而在接触网上产生最大达到4kV的直流电压。直流电压的存在对电压互感器危害极大，电压互感器铁芯被直流磁化后，一次电流会异常增加，造成电压互感器一次绕组过热。如果电压互感器的铁芯被直流电流磁化到饱和，一次交流电压将作用到一次绕组的电阻和漏电感上，产生0.1A量级的一次电流，在持续数分钟的交直流电流冲击下电压互感器就会因过热而烧毁。 

有时电压互感器的一次磁化电流还没有严重到危害电压互感器安全运行的程度，只是直流磁化使一次绕组呈现较小的感抗。但一旦铁道车辆进入接触网的电分相无电区，在接触网杂散电容的耦合下，接触网电源可以激发电压互感器产生频率为16.67Hz(三分频)的持续的铁磁谐振，电流足以达到0.1A 以上，电流只要持续数分钟就会使电压互感器因过热而烧毁。目前欧洲使用加大电压互感器一次回路电阻的措施抑制直流磁化电流，必要时还在外部串入50kΩ电阻。但是同样的措施对我国电气化铁路的效果并不理想，主要原因是我国电气化铁路的供电负荷远大于欧洲，牵引设备的运行环境更为严酷，接触网的电压畸变比欧洲要严重。虽然我国铁路车辆使用的电压互感器的绝缘标准高于欧洲标准，但烧损事故并没有显著减少。 

实用新型内容

为了有效避免因电压互感器的铁芯被直流电流磁化到饱和，防止一次交流电压作用到一次绕组的电阻和漏电感上，进而避免电压互感器因过热而烧毁；以及电压互感器在接触网电分相无电区因接触网杂散电容的影响下，发生铁磁谐振，进而引起一次绕组产生较大电流造成电压互感器因过热而烧毁。本实用新型提供了一种电压互感器。 

为解决上述问题，本实用新型电压互感器采用以下技术方案； 

一种电压互感器，包括一次绕组、二次绕组、绕线管、铁芯和绝缘材料； 

其中，电压互感器的铁芯开有气隙。 

进一步，所述气隙开口位于铁芯两侧，铁芯中非气隙部分的磁路处于铁芯截面的中部。 

进一步，切开的气隙面积与余下未切开的铁芯材料面积接近相等。 

以此，对于铁芯开有气隙的电压互感器，在接触网无直流分量的状态下，铁芯的磁路当然不会达到饱和状态，电压互感器能够正常运行；当接触网出现直流分量的状态下，一次绕组流过的直流电流虽能使铁芯中非气隙的部分磁路饱和；但对于有气隙的部分，由于气隙的存在增加了磁阻、减小磁导率从而有效的避免了磁路达到磁饱和状态；一次绕组漏感抗也保持在安全值范围。 这样也就有效的避免了电压互感器出现磁饱和状态，电压互感器也就不会因为磁饱和状态的存在过热而被烧毁。 

另一方面，对于铁芯开有气隙的电压互感器；因开气隙的原因，电压互感器的磁阻相应的增大，磁导率也相应减小。这样在进入接触网的电分相无电区，在接触网杂散电容的耦合下，虽接触网电源可以激发电压互感器产生持续的铁磁谐振，但对于开有气隙的铁芯的电压互感器因其磁阻增大和磁导率减小，就会使一次绕组产生的电流限制在一定的额度内。这样也就有效的防止了电压互感器因过热而被烧毁。 

附图说明

图1是以铁芯为截面的视图。 

图2是以绕组为截面的视图。 

图3是图2中的铁芯气隙在A-A方向上的剖视图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步的详细阐述。 

为此，对本实用新型提供两个实施例，实施例一对本实用新型的应用作出较宏观的说明；实施例二，结合附图及实验数据对本实用新型进行更加详尽的阐述与分析，以使对本实用新型的说明更加清楚与完整。 

实施例一： 

对于铁芯开有气隙的电压互感器；因开气隙的原因，电压互感器的磁阻相应的增大，磁导率也相应减小。