[实用新型]一种高压监控和通信模块的供电装置

说明书

技术领域

     本发明涉及到电工供电技术领域，尤其涉及高压电器控制电源的供电技术领域，具体是一种用于高压输电线路上的感应取电装置，为设置于高压输电线路上的监控、监测、通信等设备提供安全低压稳定高效供电电源。

技术背景

分布式智能微网系统孤岛状态检测、高压电网线路状态参数在线监测与故障远程诊断、高压断路器开关状态在线监测和通信等等都涉及到取能供电问题。

高压输电线路上的断路器需要进行状态进行监测和通信，监测和通信的电源取能按常规的供电方式需要考虑这二者之间的绝缘问题，安全爬电距离和绝缘要求都使制造工艺复杂、成本高、故障率高。用传统硅钢磁材料通过增加铁芯截面积，提高初始磁率，降低启动电流，这样便会增加铁芯的体积和重量，结构笨重、安装复杂，初始磁导率低，在线路电流很小情况下不能正常工作。用其它方式诸如铺设专用供电电缆、太阳能、风能供电、激光转换供电以及其它方式供电都受到各种制约或效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压监控和通信模块的供电装置，是一种电流互感器式的取电方式，并使监控和通信取能供电装置与高压等电位，使供电与高压间绝缘变得简单。

多个圆弧形铁芯，构成环形铁芯，圆弧形铁芯端面之间有间隙，所述环形铁芯围绕有取能线圈，输电母线从环形铁芯中穿过，所述取能线圈连整流电路。当输电母线有交流电流流过时，取能线圈中感应出电压，电压经过整流稳压可给小功率的高压监控和通信装置做电源使用。

进一步，所述圆弧形铁芯的截面是椭圆或圆形，截面面积范围是20mm²-50000mm²,截面内径范围是10mm-100mm。

进一步，所述圆弧形铁芯的材料采用纳米微晶铁磁材料。该材料体积和重量较传统硅钢磁材料大幅降低，解决了低电流下正常启动、大电流变化范围内稳定电压输出 。

进一步，圆弧形铁芯端面间隙距离为0.2mm-3mm。使其不易进入磁饱和状态。

进一步，所述取能线圈的材料是铜线或铝线，所述取能线圈的匝数范围是100-20000匝，线径范围是0.2-5mm。

[0010] 进一步，所述整流电路是整流桥且输出端并联电容。

[0011] 进一步，所述电容为超级电容，充电10秒-10分钟可达到其额定容量的95 %以上，功率密度为300W/KG-5000W/KG。超级电容充电和电池相比无需专门的充电控制电路、寿命长、可靠性高。其储能作用即使输电母线短时间停电还能保障期通信和控制电路工作。

由于铁芯及线圈和高压输电母线之间并不设置耐高压的绝缘材料，整个线圈和用电设备也不接地，处于悬空状态，电源及用电设备自然就与高压输电线处于等电位状态，用于高压输电线路上的感应取电，为设置于高压输电线路上的监控、监测、通信等设备提供安全低压稳定高效供电电源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是整流电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，两个半圆环形状的铁芯，构成一个圆环101，两个端面间留有气隙103，上绕有取能线圈102，输电母线104从2个半圆环状铁芯组成的圆环铁芯中穿过。当输电母线有交流电流流过时，取能线圈中感应出电压，这个电压经过整流稳压可给小功率的通信、监控装置做电源使用。

半圆环形铁芯，期截面形状可以是椭圆和圆形，截面面积范围是20mm²-50000mm²,截面内径范围是10mm-100mm,其材料采用纳米微晶铁磁材料。该材料体积和重量较传统硅钢磁材料大幅降低，解决了低电流下正常启动、大电流变化范围内稳定电压输出 。

两个半圆形铁芯，安装时端面保留0.2mm-3mm的气隙，使其不易进入磁饱和状态。

绕在铁芯上的取能线圈102，其材料采用铜线或铝线，其匝数范围是100-20000匝，其线径范围是0.2-5mm。

如图2，取能线圈102后面接由D1、D2、D3、D4组成的整流桥和超级电容C1。超级电容充电和电池相比无需专门的充电控制电路、寿命长、可靠性高。其储能作用即使输电母线短时间停电还能保障期通信和控制电路工作

由于铁芯及线圈和高压输电母线之间没有设置耐高压的绝缘材料，整个线圈和用电设备都不接地，处于悬空状态，电源及用电设备自然就与高压输电线处于等电位状态。