[实用新型]电力三芯电缆非侵入式感应取电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿用电缆局部放电在线监测中感应取电领域，具体为一种电力三芯电缆非侵入式感应取电装置。 

背景技术

矿用电力设备中的电缆是煤矿电力传输安全生产的关键设备，担负着安全生产的重任。2005-2010年的事故统计数据显示：直接机电事故死亡人数居第5位，由机电事故间接引发的瓦斯爆炸事故占瓦斯事故总数48.1％，间接引发的矿井火灾事故占火灾事故总数的80％。在机电事故中，高压电缆着火又是该类事故的主要原因，2010年全国煤矿共发生一次死亡10人以上重大和特别重大火灾事故5起，其中机电事故占4起，该4起事故均为电缆老化着火所致。因此，开展对矿用电力设备中绝缘缺陷发生机理研究，进而开发矿用电力设备的状态监测系统，提取预警信息进行矿用电力设备的绝缘状态监测，对降低矿井停电次数、减少矿井停电时间、保证井下安全用电具有重要的现实意义。 

局部放电是当前检测绝缘状态较为有效的技术手段之一，得到业界的广泛认可。局部放电带电检测由于具有检测时无需停电，检测数据可真实反应系统运行状态，以及检测精度较高等特点，应用越来越广泛。但是，局部放电检测系统检测时，所用便携式检测设备通常用可充电电池供电，这种供电方式具有方便、安全等特点，但存在频繁充电、电池待机时间有限等缺点。若在电缆局放检测时，可从被检测的矿用电缆沿线感应取电，给电池充电，具有重要的现实意义。 

当前，应用较为广泛的感应取电技术是以蓄电池为储能元件，取电装置首先将所取的电能给用电设备的可充电电池充电，然后通过电池给负载供电，这种方式非常适合对电源质量要求较高的用电设备(李华阳，尚宇炜，吴成才，吴建德，高压电缆感应式取电电源分析及设计[J].电力电子技术，2012，46(10)：83-86.管保安，管保良.朱成喜，刘亚东，盛戈埠，等.导线监测装置取电研究IJ].电力电子技术，2011，45(2)：75-80.吴功平，肖华，周文俊.用于架空高压输电导线的感应取电装置[P].中国200510061314，2005-08-01)。 

上述文献提出的感应取电方式只适用于在三芯电路中的某一相进行感应取 电。若仍然采用上述技术手段，当环形线磁芯换能器套接到电力三芯电缆外护套时，由于i_a+i_b+i_c＝0，其磁芯换能器包含的磁通为0，因此该换能器感应不到任何电压，即此种感应方式取不出电能。 

实用新型内容

本实用新型提供电力三芯电缆非侵入式感应取电装置，可解决当前感应取电方式不能从三芯配电电缆中取电的问题。 

本实用新型采用的技术方案为，电力三芯电缆非侵入式感应取电装置，结构包括环形磁芯换能器、可控整流器和超级电容器，环形磁芯换能器套接在被测三芯电缆沿线任意位置，环形磁芯换能器通过磁芯换能器航空插头与可控整流器的输入航空插头相连，可实现三芯交流电整流；可控整流器根据三芯电缆流过的电流大小自动调节导通角，以保证整流电压恒定；可控整流器与超级电容器相连接，整流后的稳定电压给超级电容器充电。 

所述环形磁芯换能器由绝缘环形外壳、磁芯、A相绕组二次线圈、B相绕组二次线圈、C相绕组二次线圈、磁芯换能器航空插头组成；所述A相绕组二次线圈、B相绕组二次线圈、C相绕组二次线圈均匀缠绕在磁芯上。所述磁芯位于绝缘环形外壳内。所述A相绕组二次线圈、B相绕组二次线圈与C相绕组二次线圈的一个端部之间直接短接。所述A相绕组二次线圈的另一个端部、B相绕组二次线圈的另一个端部、C相绕组二次线圈的另一个端部分别与磁芯换能器航空插头的三个插孔连接，将所感应的三芯交流电源输出到下一级的可控整流器中。所述磁芯换能器航空插头位于绝缘环形外壳外面。 

所述可控整流器由输入航空插头、Y电容、可控三芯整流桥、控制中心、直流电源输出航空插头以及绝缘外壳构成；所述输入航空插头、Y电容、可控三芯整流桥与直流电源输出航空插头通过电缆相连接，所述控制中心安装于可控整流器的绝缘外壳下部；所述控制中心采集整流之后的直流电压，并与超级电容器的直流电压进行比较，根据超级电容器的电压以及三芯电缆流过的负载电流，自动调节导通角。同时还可避免由于三芯电缆流过的负载电流过大时，整流电压过高；也避免了由于三芯电缆流过的负载电流过小时，整流电压不足。通过这种自动调节可控整流器的导通角技术，可保证直流电压恒定。 

所述A相绕组二次线圈、B相绕组二次线圈与C相绕组二次线圈的匝数不相等。A相绕组二次线圈匝数、B相绕组二次线圈匝数与C相绕组二次线圈匝数比 例为5∶3∶4；可保证三芯绕组可正常感应到电压。