[实用新型]采集终端电源保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流工作电源保护装置，特别是电能量信息采集终端、电能表等设备（以下简称表计）的工作电源隔离保护装置。

背景技术

2008年7月，我局一用电客户使用中的组合互感器突然炸裂，计量箱内烟尘满布。经观察烟尘是从一台无线电能量采集终端中冒出，终端外壳有灼烧痕迹，电能计量表计只外观被熏黑。（均已正常运行2年多）。打开两设备外盖观察，两设备C相过压保护压敏电阻均已炸裂，回路有明显的过流烧毁痕迹，无线电能量采集终端电压连接线烧断。

经分析，此事故原因是：该地区当时有雷击，估计是雷击时产生的过高电压使设备内的C相电源过压保护的压敏电阻失效（短路），在PT回路产生过流，因按规程规定，计量用电压互感器回路未装设熔断器，从而导致组合互感器炸裂。

近几年笔者已处理过6起因压敏电阻炸裂事故，但由于有的表计有过流保护（熔断器），未将故障扩大。现在电网内使用压敏电阻做过压保护的表计太多，而大多未设过流保护措施，笔者认为这是电网潜在的安全隐患，应引起高度警惕。

压敏电阻以其优越的非线性导电特性，电路设计简单，对过压的响应时间非常快，一般为20纳秒，又可重复使用(一定条件下)。因此在电力、电子技术领域被普遍用作电力线路、电子设备、元器件的过压和浪涌吸收的保护器件。但由于在使用中各类型的过压和浪涌的频繁出现，压敏电阻会相应的动作以抑制过压，确保电压在被保护设备安全范围内，从而保护设备安全。这样使用次数一多，就会导致压敏电阻的性能失效。

压敏电阻的失效分为二种：

（1）劣化：表现为压敏电阻的电阻值变小而使回路漏电流增大，一般是在多次抑制电压和浪涌，但又未超过压敏电阻的最大冲击电流下产生的劣化：如φ20基片的压敏电阻，其厂家给予的在不同浪涌电流条件下，器件的使用次数表：

允许冲击次数1210100每次冲击电流(A)6500400020001000

另外就是自然劣化，由于芯片质量，封装材料、质量的原因及使用的环境等因素影响，时间一长，芯片受潮后的阻值变小劣化。 

（2）炸裂(短路)：由于过高的电压引起浪涌能量超过了所选压敏电阻器的极限承受能力，使压敏电阻过热而炸裂(短路)。但压敏电阻一般在使用中的最终失效模式据统计报道，绝大多数为炸裂(短路)。

现电力系统广泛使用的电子式多功能电能表，无线电能量采集终端，电压监测仪等表计)，它们的过压保护都使用了压敏电阻，保护电路原理图如图1中虚线的右部份，对设备起到了一定的保护作用，但均未设计过流保护措施。

由于现电力计量装置安装规程(DL/T 825—2002)中第5.4条规定，35KV以下电压互感器二次侧不安装熔断器。此类高压计量表计的实际电压回路电路接线原理图如图1。可见当压敏电阻失效后(视失效压敏电阻下降值情况)，PT回路将产生最大几十安电流，而电压互感器设计额定功率只有10VA，即0.1A电流。因此当压敏电阻失效后，PT会因过负荷在回路中又无任何过流保护情况下就产生发热而烧毁并炸裂。