專利名稱：一種可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種為野外電纜在線監(jiān)測設備供電的裝置，屬電源技術領域。
背景技術：
高壓電纜一般布設在野外，長度由幾公里至幾十公里，要對如此長的電纜進行在線監(jiān)測，必須解決電子監(jiān)測設備的供電問題。由于高壓電纜監(jiān)測設備的電源必須滿足與電纜電氣隔離的安全要求，目前野外電纜在線監(jiān)測設備一般采用蓄電池或者太陽能加蓄電池供電。蓄電池的缺點是壽命較短，更換頻繁，成本較高且攜帶不變；太陽能電池受季節(jié)、天氣和時段的影響較大，供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性較差，電壓波動范圍較大，而且維護成本較高。 因此，現(xiàn)有的為監(jiān)測設備供電的裝置均不理想，如何很好地解決野外電纜在線監(jiān)測設備的供電問題是有關技術人員目前所面臨的難題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足、提供一種可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，以徹底解決野外電纜在線監(jiān)測設備的供電問題。本實用新型所述問題是以下述技術方案實現(xiàn)的一種可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，由取電互感器、整流橋、濾波電容、穩(wěn)壓電路和蓄電池組成，所述取電互感器為電流互感器，其環(huán)形磁扼套裝在一相高壓電纜上，所述整流橋的輸入端接取電互感器的輸出端，輸出端的直流電壓經(jīng)濾波電容濾波后接穩(wěn)壓電路的輸入端，所述穩(wěn)壓電路和蓄電池的輸出端分別經(jīng)隔離二極管為監(jiān)測設備供電，在蓄電池輸出端的隔離二極管上并接有充電電阻。上述可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，所述穩(wěn)壓電路由運算放大器、三極管、場效應管、穩(wěn)壓管、電位器和電阻組成，所述穩(wěn)壓管與第一電阻串聯(lián)連接后接于整流橋的輸出端，穩(wěn)壓管與第一電阻的串接點接運算放大器的反相輸入端，所述電位器與第二電阻串聯(lián)連接后接于整流橋的輸出端，電位器與第二電阻的串接點接運算放大器的同相輸入端，所述三極管與第三電阻、第四電阻和第五電阻接成射極跟隨器，其基極接運算放大器的輸出端，所述場效應管并接在整流橋的輸出端，其柵極接三極管的發(fā)射極。上述可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，所述取電互感器為分體結(jié)構，由互感器主體和活動磁扼兩部分組成，它們之間通過螺栓連接。本實用新型利用取電互感器從運行的電纜中感應出電能，取電互感器輸出的電能經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后供野外電纜在線監(jiān)測設備使用，完全滿足與高壓電纜電氣隔離的安全要求。由于電纜中的電流不受天氣等環(huán)境因素的影響，因而本裝置比太陽能電池具有更好的供電穩(wěn)定性。蓄電池用于儲存部分多余電能并在高壓電纜中電流較小時協(xié)助取電互感器或單獨為監(jiān)測設備供電，保證供電的連續(xù)性。取電互感器采用開口式電流互感器，便于帶電安裝。本實用新型結(jié)構簡單、成本低廉，在電纜電流變化跨度較大的情況下，仍有較大的穩(wěn)壓范圍，能夠提供持續(xù)穩(wěn)定的電能，特別適于為野外電纜在線監(jiān)測設備供電。以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的電原理框圖；圖2是取電互感器結(jié)構示意圖。圖中各標號為1、互感器主體；2、活動磁扼；3、螺栓；4、輸出端子；5、防雨套管； 6、高壓電纜；CT、取電互感器；ZQ、整流橋；C、濾波電容；F、運算放大器；T、三極管；Q、場效應管；B、蓄電池；DW、穩(wěn)壓管；W、電位器；D1、D2、二極管；Rl R6、電阻。
具體實施方式
參看圖1，本供電裝置由取電互感器CT、整流橋ZQ、濾波電容C、穩(wěn)壓電路、蓄電池B 組成。穩(wěn)壓電路由運算放大器F、三極管T、場效應管Q、穩(wěn)壓管DW、電位器W、電阻Rl R5 組成工作原理取電互感器CT從運行中的電纜中感應出交流電，取電互感器CT輸出的交流電依次經(jīng)整流橋ZQ整流、濾波電容C濾波和穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的直流電，在為負載供電的同時還可通過充電電阻R6為蓄電池B充電。當高壓電纜中沒有電流時，由蓄電池B通過隔離二極管D2為負載提供電能。在穩(wěn)壓電路中，電阻Rl和穩(wěn)壓管DW串聯(lián)后并聯(lián)到整流橋ZQ的輸出端，運算放大器F反相輸入端電位為穩(wěn)壓管DW的穩(wěn)壓值且固定不變。 電位器W、電阻R2串聯(lián)后接到整流橋ZQ的輸出端，二者串接點電位(即運算放大器F同相輸入端電位)隨電位器W阻值的變化而變化。R4是三極管T基極的上偏置電阻，使三極管 T工作于放大區(qū)，以便于調(diào)節(jié)三極管T導通電流的大小。當取電互感器CT 二次側(cè)電流增大時，運算放大器F同相輸入端電位高于反相輸入端電位，運算放大器F輸出高電平，通過三極管T驅(qū)動場效應管Q，使其內(nèi)阻減小，導通電流增大，由于場效應管Q的分流增大而使流經(jīng)電位器W、R2的電流不變，從而維持輸出電壓不變。當取電互感器CT 二次側(cè)輸出電流減小時，三極管T導通電流減小，從而使場效應管Q內(nèi)阻增大，導通電流減小，使流過電位器W、 R2的電流不變，從而維持輸出電壓不變。參看圖2，取電互感器CT由互感器主體1和活動磁扼2兩部分組成，活動磁扼2與互感器主體1內(nèi)的磁扼對接后形成環(huán)形磁扼，這樣的結(jié)構便于實現(xiàn)取電互感器CT的帶電安裝，只要將取電互感器CT直接卡在運行中的電纜上即可。根據(jù)互感器變比的不同，取電互感器CT 一次側(cè)電流輸入范圍可達30A-400A或者 80A-800A，在如此寬的電流輸入范圍內(nèi)都能夠?qū)崿F(xiàn)能量的穩(wěn)定輸出。該裝置輸出功率大(可高達15W)，完全滿足野外電纜在線監(jiān)測設備的供電需求。
權利要求1.一種可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，其特征是，它由取電互感器(CT)、 整流橋(ZQ)、濾波電容(C)、穩(wěn)壓電路和蓄電池(B)組成；所述取電互感器(CT)為電流互感器，其環(huán)形磁扼套裝在一相高壓電纜上，所述整流橋(ZQ)的輸入端接取電互感器(CT)的輸出端，輸出端的直流電壓經(jīng)濾波電容(C)濾波后接穩(wěn)壓電路的輸入端，所述穩(wěn)壓電路和蓄電池(B)的輸出端分別經(jīng)隔離二極管為監(jiān)測設備供電，在蓄電池(B)輸出端的隔離二極管上并接有充電電阻(R6)。
2.根據(jù)權利要求1所述可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，其特征是，所述穩(wěn)壓電路由運算放大器(F)、三極管(T)、場效應管(Q)、穩(wěn)壓管(DW)、電位器(W)和電阻組成， 所述穩(wěn)壓管(DW)與第一電阻(Rl)串聯(lián)連接后接于整流橋(ZQ)的輸出端，穩(wěn)壓管(DW)與第一電阻(Rl)的串接點接運算放大器(F)的反相輸入端，所述電位器(W)與第二電阻(R2)串聯(lián)連接后接于整流橋(ZQ)的輸出端，電位器(W)與第二電阻(R2)的串接點接運算放大器 (F)的同相輸入端，所述三極管(T)與第三電阻(R3)、第四電阻(R4)和第五電阻(R5)接成射極跟隨器，其基極接運算放大器(F)的輸出端，所述場效應管(Q)并接在整流橋(ZQ)的輸出端，其柵極接三極管(T)的發(fā)射極。
3.根據(jù)權利要求1或2所述可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，其特征是，所述取電互感器(CT)為分體結(jié)構，由互感器主體(1)和活動磁扼兩部分(2)組成，它們之間通過螺栓(3)連接。
專利摘要一種可在運行中電纜獲取電能的直流供電裝置，用于解決野外電纜在線監(jiān)測設備的供電問題。其技術方案是該裝置由取電互感器、整流橋、濾波電容、穩(wěn)壓電路和蓄電池組成，所述取電互感器為電流互感器，其環(huán)形磁扼套裝在一相高壓電纜的上，所述整流橋的輸入端接取電互感器的輸出端，輸出端的直流電壓經(jīng)濾波電容濾波后接穩(wěn)壓電路的輸入端，所述穩(wěn)壓電路和蓄電池的輸出端分別經(jīng)隔離二極管為監(jiān)測設備供電，在蓄電池輸出端的隔離二極管上并接有充電電阻。本實用新型結(jié)構簡單、成本低廉，在電纜電流變化跨度較大的情況下，仍有較大的穩(wěn)壓范圍，能夠提供持續(xù)穩(wěn)定的電能，特別適于為野外電纜在線監(jiān)測設備供電。
文檔編號H02J17/00GK202094711SQ20112015736
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者何平, 劉大永, 薛青山, 郝術興 申請人:保定天威新域科技發(fā)展有限公司, 保定天威集團有限公司