[实用新型]电力隧道电缆非接触式感应取电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能在电力隧道中无供电线路情况下通过非接触式感应取电方法获取电能的电力隧道电缆非接触式感应取电装置。

背景技术

目前电力隧道的辅助设备(照明、机械通风、防火预警)建设逐步展开。在以往的电力隧道中，通常都没有专门布设交流220V或其它专用于隧道内辅助设备的供电回路，这样就给在此情况下开发和布设电缆监控系统、隧道照明系统等带来了极大的不便，因此通常情况只能采用电池作为主要能源提供，这样一方面要求设备的功耗要极低，同时还必须定期更换电池，给工作带来极大的不便。

由于电力隧道的特点是距离长、范围广、使用环境潮湿、隧道内水汽较重，部分地段污水存积，甚至会产生沼气，因此对隧道内设备的可靠性要求极高；同时考虑到隧道内作业、施工人员的安全，通常要求隧道内辅助设备的供电采用低压，这样就要求供电线路必须采用大口径的电缆来布设，而这样又极大地增加了供电线路的投资，通常情况下是难以接受的，为此必须找到一种便宜的、安全的方案才能接受。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种具有结构简单，使用方便，可以非接触式取电等优点的电力隧道电缆非接触式感应取电装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

它包括至少一个取电回路，各取电回路包括互感式取电装置，该装置与整流电路连接，整流电路与保护电路和功率因数矫正电路连接，功率因数矫正电路与稳压电路电路；各取电回路中的稳压电路则与取电平衡控制电路连接。

所述互感式取电装置包括互感器及其配套的线圈L2和电容C1，预防尖峰脉冲的瞬态电压抑制二极管TVS1跨接在线圈L2和电容C1两端；电容C1两端还并联高频滤波电容C2，高频滤波电容C2与整流电路连接，所述整流电路为全桥整流电路B1。

所述互感器为硅钢制，在负载为100Ω电阻时，获取最大电能所需的互感器线圈匝数为100匝。

所述保护电路为高压防护电路，它由二极管ZD1、电容C3、晶闸管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3组成，串联的二极管ZD1与电容C3两端并联串联的晶闸管Q1与电阻R3，晶闸管Q1的触发极与电阻R2连接，电阻R2一路连接在二极管ZD1和电容C3之间，另一路与电阻R1连接，电阻R1连接在电容C3和电阻R3之间；所述功率因数矫正电路由电容E1、电容E2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻R4组成，电容E1与二极管D2的阴极连接，二极管D3的阳极与电容E2连接，阴极与电容E1连接，电容E2与二极管D2的阳极连接，二极管D1的阴极经电阻R4接在二极管D3与电容E2间，二极管D1的阳极连接在电容E1与二极管D2之间；在高压防护电路与功率因数矫正电路间并联泄压二极管TVS2。

所述稳压电路包括输入滤波电容E3，输入滤波电容E3一端接地，另一端与上拉电阻R5连接，上拉电阻R5与直流输入电源连接，上拉电阻R5与芯片工作控制端JA1串接，芯片工作控制端JA1另一端接地；频率补偿电容C5、C6并联并与电源芯片U1连接，电源芯片U1还与定时电容C7连接；电源芯片U1输出端与串联的电阻R7、R8、R9组成的电压调整电路连接，电源芯片U1的FB引脚连接在电阻R8和电阻R9之间，检测输出电压并降低开关频率，在输出电压低于调节电平时控制软起动电压斜坡速率。

所述取电平衡控制电路包括并联的二极管TVS1、滤波电容E1和滤波电容C1，二极管TVS1与滤波电容E1间连接二极管D1，二极管TVS1还与熔断器FR1连接；滤波电容C1两端并联控制芯片U1，控制芯片U1的4脚即为公共设定端，各电源芯片通过一公共电阻进行设定，各电源芯片共同作用，最终形成一个统一的电源。

本实用新型源自互感器技术，但互感器提取的电能不论从电能的总量上，还是取电特性上都无法满足现有设备的需要。通过实验，申请人发现互感器在取电情况下所取电能的大小与互感器线圈的匝数、取电电阻的大小都有直接的关系。

在通过互感器的主干电流一定且输出电阻不变的情况下，研究互感器的取电线圈匝数与互感器最终输出功率的关系，通过实验发现，取电线圈匝数与最终输出功率之间存在着极值关系，即当输出电阻一定(100Ω)时，只有当匝数取某个值(100匝)时负载电压才最大、输出功率才最高，匝数高于或低于该数值时，负载电压和输出功率都会减少，且匝数距指定值越远，负载电压和输出功率减少就越多。由此可知，只有在取电线圈具有这一匝数的情况下才能在该输出电阻上使取出的功率达到最大。(即最大输出功率对应的匝数是靠实验来确定的，其后的实验均在此基础上，并保证受此影响的电路均在此条件下工作。)