阅读说明：本技术 一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器 (Circuit breaker divide-shut brake coil protection and fault alarm ) 是由 许兴祥 王东福 李鑫 许永胜 张天舒 蔡耀年 严德全 白伟 杨志强 薛顺有 张小 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器,涉及电力系统断路器保护技术领域,包括保护器元件B和声光报警电路C,通过电极P1、P2、P3接入合闸线圈或分闸线圈的控制回路中；保护器元件B的电极P1、P2之间的PPTC元件串联于合闸线圈或分闸线圈回路中,电极P1、P3之间的PTC元件并联于PPTC元件与合闸或分闸线圈组成的串联电路两端；声光报警电路C的两端连接于电极P1、电极P2。本发明的有益效果在于：本发明PPTC和PTC元件的特殊结构,能够进一步降低流过分合闸线圈的电流值和缩短大电流存在的时间,线圈得到更好的保护；声光报警电路能够提示工作人员快速判断故障性质和故障位置；本发明电路结构简单,体积小,造价低廉,易于集成在操作回路中。(A breaker opening and closing coil protection and fault alarm relates to the technical field of power system breaker protection, and comprises a protector element B and an acousto-optic alarm circuit C, wherein the protector element B and the acousto-optic alarm circuit C are connected into a control loop of a closing coil or a breaking coil through electrodes P1, P2 and P3; the PPTC element between the electrodes P1 and P2 of the protector element B is connected in series in a closing coil or opening coil loop, and the PTC element between the electrodes P1 and P3 is connected in parallel at two ends of a series circuit formed by the PPTC element and the closing or opening coil; the two ends of the acousto-optic alarm circuit C are connected with the electrode P1 and the electrode P2. The invention has the beneficial effects that: the special structures of the PPTC and the PTC element can further reduce the current value flowing through the opening and closing coil and shorten the time of large current, so that the coil is better protected; the acousto-optic alarm circuit can prompt a worker to quickly judge the fault property and the fault position; the circuit of the invention has simple structure, small volume and low cost, and is easy to integrate in an operation loop.)

一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器

技术领域

本发明涉及电力系统断路器保护技术领域，涉及到变电站断路器操作机构中分闸、合闸电磁线圈的保护，具体是涉及一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器。

背景技术

常规断路器控制回路中，分、合闸回路没有防止线圈烧损的保护元件，当某种故障使线圈长时间带电时，线圈因温升过高导致永久性损坏，更换维修效率较低，费工费时。

一种专利技术引用了高分子聚合物正系数温度电阻PPTC元件保护元件，串联于线圈回路中，当某种故障使线圈长时间带电时，PPTC电阻发热后电阻值骤升为高阻值；如外部分、合闸电压消失，PPTC元件又自行恢复至原始低阻值状态，从而实现保护分、合闸线圈的作用；该保护元件是一种自恢复保险丝，是一种过流保护电子元件，缺点是在标称过载电流下的最大动作时间较长，且受环境温度影响较大，所以在选择“过载电流”和“过载电流下最大动作时间”及“维持电流”的选择上较为困难。（参考专利：CN 202633076 U，CN 202796794U）；

另外一类专利技术引入了电子电路或时间继电器等元件进行保护，利用延时功能限制线圈带电时间，从而保护分、合闸线圈。缺点是电子电路保护元件较为复杂，继电器和机械类保护元件体积较大，安装不方便，机械元件本身易损坏，可靠性均有所降低。（参考专利：CN 207442422 U，CN 205657023U，CN106531569A， CN 205029330U，CN 203205850U，CN103022985B，CN 102130445A）。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提出了一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器。当某种机械或电气原因导致分闸或合闸电磁线圈可能长时间带电而造成损坏时，本装置能快速保护分闸或合闸电磁线圈，并发出声光报警提醒工作人员注意。

本发明提供一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器，其结构为：电路板组件A包括保护器元件B和声光报警电路C，通过电极P1、P2、P3接入合闸线圈或分闸线圈的控制回路中；保护器元件B的电极P1、P2之间的PPTC元件串联于合闸线圈或分闸线圈回路中，电极P1、P3之间的PTC元件并联于PPTC元件与合闸或分闸线圈组成的串联电路两端；声光报警电路C的两端连接于电极P1、电极P2。

所述的声光报警电路C是由限流电阻R1、稳压二极管D1、蜂鸣器FMQ、发光二极管LED及限流电阻R2构成；发光二极管LED与限流电阻R2串联后与蜂鸣器FMQ、稳压二极管D1并联，并联后一端连接限流电阻R1后连接电极P1，另一端连接电极P2。

其中R1和D1提供报警电路电源，FMQ实现声音报警功能，LED和R2组成灯光报警功能；

所述的保护器元件B是一个整体元件，包括由外壳（1）、电极P1、P2、P3、金属夹片（2）、PPTC元件、PTC元件，PPTC和PTC通过电极P1紧密相连，PPTC的另外一面通过金属夹片（2）连接电极P2，PTC的另外一面通过另一个金属夹片（2）连接电极P3。

所述的PPTC元件为PPTC高分子聚合物正系数温度电阻元件，所述的PTC元件为PTC正系数温度电阻元件。

本发明的工作原理为：

保护器元件B中，P1、P2之间的PPTC元件，在常温下呈现低阻状态，不影响正常情况下的合闸或分闸操作，P1、P3之间的PTC元件并联于合闸或分闸线圈和P1、P2之间的PPTC组成的串联电路两端，在常温下呈现高阻值状态，其值大于合闸或分闸线圈阻值十倍以上，同样不影响正常情况下的合闸或分闸操作。

保护器元件B中的PPTC元件和PTC元件是一个整体元件，由于操作回路故障，导致P1点长时间施加操作正电源，合闸或分闸线圈在较长时间内将损坏，合闸或分闸电流使PPTC自身温度升高，相应的阻值升高，高阻值限制流过合闸或分闸线圈的电流，起到保护线圈的作用，与此同时PTC元件两端同样由于施加了电压，自身带电升温，PTC元件的温升进一步加速PPTC升温，使得PPTC能够在较短时间内达到高阻状态，限制流经合闸或分闸线圈的电流进一步降低，时间更加短暂，保护效果更加明显。

当操作回路故障解除，P1点操作正电源消失，保护器元件B中的PPTC和PTC电流随之为零，温度降低，其电阻值自动恢复至正常值，为下一次操作做好准备。

当操作回路故障时，PPTC一直保持在高阻值状态，声光报警电路C中稳压二极管D1两端得到5V直流电压，蜂鸣器FMQ将发出音响，发光二极管LED将点亮，声光报警提示工作人员故障所在位置；当操作回路故障解除时，PPTC恢复至低阻值状态，其两端电压为零，声光报警解除。

本发明的有益效果在于：

当某种机械或电气原因导致分闸或合闸电磁线圈长时间带电，本装置能快速保护分闸或合闸电磁线圈，并发出声光报警提醒工作人员注意，该装置还可应用于其它低压线圈类的设备。

1、PPTC和PTC的特殊结构，能够进一步降低流过分合闸线圈的电流值和缩短大电流存在的时间，线圈得到更好的保护；2、声光报警电路能够提示工作人员快速判断故障性质和故障位置；3、分合闸线圈保护及故障报警器电路结构简单，体积小，造价低廉，易于集成在操作回路中。

附图说明

图1为本发明电路连接图；

图2为本发明保护器元件B的结构示意图；

图3为本发明连接到分闸线圈和合闸线圈的电路连接图；

图中：1、外壳，2、金属夹片。

具体实施方式

实施例1，如图所示，本发明提供一种断路器分合闸线圈保护及故障报警器，其特征在于：电路板组件A包括保护器元件B和声光报警电路C，通过电极P1、P2、P3接入合闸线圈或分闸线圈的控制回路中；保护器元件B的电极P1、P2之间的PPTC元件串联于合闸线圈或分闸线圈回路中，电极P1、P3之间的PTC元件并联于PPTC元件与合闸或分闸线圈组成的串联电路两端；

声光报警电路C是由限流电阻R1、稳压二极管D1、蜂鸣器FMQ、发光二极管LED及限流电阻R2构成；发光二极管LED与限流电阻R2串联后与蜂鸣器FMQ、稳压二极管D1并联，并联后一端连接限流电阻R1后连接电极P1，另一端连接电极P2。

保护器元件B是一个整体元件，由外壳（1）、电极P1、P2、P3、金属夹片（2）、PPTC元件、PTC元件组成，PPTC和PTC通过电极P1紧密相连，PPTC另外一面通过金属夹片（2）连接电极P2，PTC的另外一面通过另一个金属夹片（2）连接电极P3。