專利名稱：一種電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，屬于輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
戶外66kV電纜線路避雷器是重要的過電壓防護設(shè)備，其安全、穩(wěn)定運行為電力系統(tǒng)提供保障。隨著避雷器投入運行時間的增長以及其產(chǎn)品存在的缺陷，避雷器在運行電壓下的受潮、老化問題日益突出。對于避雷器，由于其故障發(fā)展速度快，傳統(tǒng)的每年一次的預(yù)防性試驗是不能完全發(fā)現(xiàn)其缺陷的，必須采用在線監(jiān)測技術(shù)掌握避雷器的運行狀況，以確保其安全運行。由于不能從66kV線路上獲取電源，在線監(jiān)測供電電源是要解決的關(guān)鍵問題之一，電纜桿塔上有2跟接地線，一個是電 纜金屬護套接地線，另一個是避雷器接地線，電纜金屬護套接地線有較大的接地環(huán)流(正常是IOA以上)，
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種電纜線路避雷器監(jiān)測電源，其通過電纜金屬護套接地線感應(yīng)取電的方式，電源在給電子監(jiān)測裝置可靠供能的同時，可以保證對地的可靠絕緣，具有簡單、經(jīng)濟、可靠的優(yōu)點，戶外電纜線路避雷器在線監(jiān)測的應(yīng)用場合。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于:取能線圈Tl套裝在電纜金屬護套接地線LI上，通過電磁感應(yīng)原理，由LI上獲取能量，取能線圈兩輸出端接到電源輸入電路上；電源電路輸出為監(jiān)測裝置供電，電感L2為電纜線路避雷器接地線，T2為避雷器泄漏電流監(jiān)測傳感器，電源電路中，取能線圈兩輸出端接到單相橋式整流、濾波電路上，整流、濾波輸出連接DC/DC穩(wěn)壓電路和泄放保護回路，泄放保護回路放掉因大電流產(chǎn)生的能量，使之適合于電路的需要，DC/DC穩(wěn)壓電路為直流變換輸出，提供穩(wěn)定的直流輸出，DC/DC穩(wěn)壓電路輸出連接超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路，超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路提供大負載時的瞬時功率輸出。所述的單相橋式整流、濾波電路將取能線圈Tl產(chǎn)生的交流電壓進行整流、濾波，由瞬態(tài)抑制二極管TVS1、整流二極管Df D4、濾波電容Cf C3、電阻Rl組成，其中所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的兩端分別和輸入端Vinl+和Vinl-相連；整流二極管Df D4中整流二極管Dl的正極與整流二極管D4的負極相連接到輸入端Vinl+，整流二極管D2的負極與整流二極管D3的正極相連，接到輸入端Vinl-，整流二極管Dl的負極與整流二極管D3的負極相連接到濾波電容Cl的正極，整流二極管D2的正極與整流二極管D4的正極相連，接到濾波電容Cl的負極；電阻Rl的兩端分別接濾波電容Cl、濾波電容C2的正極；濾波電容C3的一端與濾波電容C2的正極相連接到輸出Voutl+，濾波電容C3的另一端與濾波電容Cl、濾波電容C2的負極相連接到輸出Voutl-;輸出端Voutl+和Voutl-分別接泄放保護回路的輸入端 Vin2+和 Vin2-。[0007]所述的泄放保護電路由大功率穩(wěn)壓二極管D5和功率三極管Ql組成，其中穩(wěn)壓二極管D5的正極和功率三極管Ql的集電極相連接到輸入端Vin2+，穩(wěn)壓二極管D5的負極與功率三極管Ql的基極相連，功率三極管Ql的射極與輸入端Vin2-相連；輸入端Vin2+接到單相橋式整流、濾波電路中整流二極管D1、整流二極管D3的負極，輸入端Vin2-接到單相橋式整流、濾波電路中整流二極管D2、整流二極管D4的正極。所述的DC/DC穩(wěn)壓電路是對單相橋式整流、濾波電路輸出的直流電源進行穩(wěn)壓，對超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路提供充電電壓和穩(wěn)壓電源提供穩(wěn)定電壓輸出，由低功耗、低電壓降落DC/DC穩(wěn)壓芯片AMC34063A (Ul),電容C4 C6、電阻R3 R5、電感L1、穩(wěn)壓二極管D7，二極管D8組成，輸入端Vin3+、Vin3-分別接單相橋式整流、濾波電路的輸出端Voutl+和Voutl-，Voutl-作為參考地；穩(wěn)壓芯片Ul的I腳、8腳、7腳相連接到電阻R3的一端，穩(wěn)壓芯片Ul的6腳與電阻R3的另一端、電容C4的一端相連接到輸入端Vin3+，穩(wěn)壓芯片Ul的5腳和電阻R4、R5的一端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R4的另一端和二極管D8的正極、電容C6的一端、電感LI的一端相連,穩(wěn)壓芯片Ul的2腳與穩(wěn)壓二極管的負極、電感LI的另一端連接，穩(wěn)壓二極管的正極接地，穩(wěn)壓芯片Ul的3腳與電容C5的一端連接，電容C5的另一端接地，穩(wěn)壓芯片Ul的4腳接地，電容C8的另一端和輸出端Vout3-相連接地，二極管的另一端接輸出端Vout3+ ;輸出端Vout3+與超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路的輸入端Vin4+相連，輸出端Vout3-與超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路的輸入端Vin4-相連；輸出端Vout3+作為穩(wěn)壓 電源的正極，Vout3-作為穩(wěn)壓電源的負極。超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路，由超級電容C6、超級電容C7和穩(wěn)壓二極管D9、穩(wěn)壓二極管DlO組成，其中超級電容C7的正極與穩(wěn)壓二極管D9的負極相連接到輸入端Vout4+，超級電容C7的負極、穩(wěn)壓二極管D9的正極、超級電容CS的正極、穩(wěn)壓二極管DlO的負極連接，超級電容C8的負極與穩(wěn)壓二極管DlO的正極相連接到輸入端Vout4-。本實用新型的積極效果是其通過電纜線路避雷器接地線相鄰的電纜金屬護套接地線感應(yīng)取電的方式，實現(xiàn)對避雷器在線監(jiān)測裝置供電，采用在金屬護套接地線上套裝取能線圈感應(yīng)交流電壓，然后經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出直流電源，電源在給電子監(jiān)測裝置可靠供能的同時，可以保證對地的可靠絕緣，具有簡單、經(jīng)濟、可靠的優(yōu)點。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖2整流濾波電路。圖3電源裝置泄放電路。圖4電源裝置DC/DC變換電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述:電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于:取能線圈Tl套裝在電纜金屬護套接地線LI上，通過電磁感應(yīng)原理，由LI上獲取能量，兩輸出端接到電源處理電路上。電源電路輸出連接到監(jiān)測系統(tǒng)裝置上，L2為電纜線路避雷器接地線，T2為避雷器泄漏電流監(jiān)測傳感器，電源電路輸出連接監(jiān)測系統(tǒng)裝置上。[0016]單相橋式整流、濾波電路如圖2所示將取能互感器產(chǎn)生的交流電壓進行整流、濾波，由瞬態(tài)抑制二極管TVS1、整流二極管D1 D4、濾波電容Cf C3、電阻Rl組成。所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的兩端分別和輸入端Vinl+和Vinl-;所述的整流二極管DfD4，Dl的正極與D4的負極相連接到輸入端Vinl+，D2的負極與D3的正極相連，接到輸入端Vinl- ,Dl的負極與D3的負極相連接到濾波電容Cl的正極，D2的正極與D4的正極相連，接到濾波電容Cl的負極；電阻Rl的兩端分別接濾波電容Cl、C2的正極；電容C3的一端與電容C2的正極相連接到輸出Voutl+，電容C3的另一端與電容Cl、C2的負極相連接到輸出Voutl-;輸出端Voutl+和Voutl-分別接瀉放保護回路(參見圖3)的輸入端Vin2+和Vin2-。瀉放保護回路如圖3所示，將取能互感器的輸出電壓瞬時值限定在一定的范圍內(nèi)，當(dāng)電力電纜一次電流增大時，取能互感器二次側(cè)電流由此回路流過，保證本發(fā)明的穩(wěn)壓電源有很寬的工作范圍。由大功率穩(wěn)壓二極管D5和功率三極管Ql組成，所述穩(wěn)壓二極管D5的正極和功率三極管的集電極相連接到輸入端Vin2+，穩(wěn)壓二極管D5的負極與功率三極管Ql的基極相連，功率三極管的射極與輸入端Vin2-相連；輸入端Vin2+接到單相橋式整流、濾波電路(參見圖2)中二極管D1、D3的負極，輸入端Vin2-接到單相橋式整流、濾波電路(參見圖2)中二極管D2、D4的正極。DC/DC穩(wěn)壓電路如圖4所示，是對單相橋式整流、濾波電路如圖2所示，輸出的直流電源進行穩(wěn)壓，對超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路提供充電電壓和穩(wěn)壓電源提供穩(wěn)定電壓輸出，由低功耗、低電壓降落DC/DC穩(wěn)壓芯片AMC34063A (U1)、電容C4 C6、電阻R3 R5、電感L1、穩(wěn)壓二極管D7，二極管D8組成，輸入端Vin3+、Vin3-分別接單相橋式整流、濾波電路如圖2所示的輸出端Voutl+和Voutl- ,Voutl-作為參考地；穩(wěn)壓芯片Ul的I腳、8腳、7腳相連接到電阻R3的一端，Ul的6腳與R3的另一端、電容C4的一端相連接到輸入端Vin3+，Ul的5腳和電阻R4、R5的一端相連，R5的另一端接地，R4的另一端和二極管D8的正極、電容C6的一端、電感LI的一端相連,Ul的2腳與穩(wěn)壓二極管的負極、電感LI的另一端連接，穩(wěn)壓二極管的正極接地，Ul的3腳與電容C5的一端連接，電容C5的另一端接地，Ul的4腳接地，電容C8的另一端和輸出端Vou t3-相連接地，二極管的另一端接輸出端Vout3+。輸出端Vout3+與超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路的輸入端Vin4+相連，輸出端Vout3-與超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路的輸入端Vin4-相連。輸出端Vout3+作為穩(wěn)壓電源的正極，Vout3-作為穩(wěn)壓電源的負極。超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路使本發(fā)明的穩(wěn)壓電源能夠適用于帶有GSM/GPRS等瞬間大功率模塊的監(jiān)測系統(tǒng)。由超級電容C6、C7和穩(wěn)壓二極管D9、D10組成，所述的超級電容C7的正極與穩(wěn)壓二極管D9的負極相連接到輸入端Vout4+，超級電容C7的負極、穩(wěn)壓二極管D9的正極、超級電容CS的正極、穩(wěn)壓二極管DlO的負極連接，超級電容CS的負極與穩(wěn)壓二極管DlO的正極相連接到輸入端Vout4-。利用超級電容的技術(shù)特點實現(xiàn)大電流的快充快放。工作過程描述:L1、L2為戶外電纜線路相鄰的2個接地線，LI為金屬護套環(huán)流接地線，L2為避雷器接地線，戶外電纜線路避雷器監(jiān)測裝置電源很難從電纜上獲取電壓，利用LI上的電流(一般IOA以上)感應(yīng)獲取能量，經(jīng)過變換處理后，輸出穩(wěn)定直流電壓為避雷器監(jiān)測裝置供電。套裝在LI上的取能線圈Tl感應(yīng)的交流電壓，經(jīng)過整流濾波后輸出一個隨LI上電流變化的直流電壓，在電流較大時輸出的電壓會很高，會超出DC/DC的輸入范圍，經(jīng)過泄放電路把多余的能量放掉，當(dāng)Vin2電壓較高時，穩(wěn)壓管D5擊穿，穩(wěn)壓管D5參數(shù)為允許DC/DC輸入的電壓值，Ql工作泄掉能量，保證DC/DC輸入電壓在允許的范圍內(nèi)。DC/DC為低功耗電壓降落穩(wěn)壓芯片，輸出穩(wěn)定的3.3V直流電壓，由于監(jiān)測裝置有通訊收發(fā)電路，瞬間有較大電流(500mA左右)靠前面的電路會有較大的電壓波動，加入超級電容電路，利用超級電容的特性，在較大負載時由超 級電容提供能量輸出。
權(quán)利要求1.電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于:取能線圈Tl套裝在電纜金屬護套接地線電感LI上，通過電磁感應(yīng)原理，由電感LI上獲取能量，取能線圈兩輸出端接到電源輸入電路上；電源電路輸出為監(jiān)測裝置供電，電感L2為電纜線路避雷器接地線，T2為避雷器泄漏電流監(jiān)測傳感器，電源電路中，取能線圈兩輸出端接到單相橋式整流、濾波電路上，整流、濾波輸出連接DC/DC穩(wěn)壓電路和泄放保護回路，泄放保護回路放掉因大電流產(chǎn)生的能量，使之適合于電路的需要，DC/DC穩(wěn)壓電路為直流變換輸出，提供穩(wěn)定的直流輸出，DC/DC穩(wěn)壓電路輸出連接超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路，超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路提供大負載時的瞬時功率輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于所述的單相橋式整流、濾波電路將取能線圈Tl產(chǎn)生的交流電壓進行整流、濾波，由瞬態(tài)抑制二極管TVSl、整流二極管Df D4、濾波電容Cf C3、電阻Rl組成，其中所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的兩端分別和輸入 端Vinl+和Vinl-相連；整流二極管D1 D4中整流二極管Dl的正極與整流二極管D4的負極相連接到輸入端Vinl+，整流二極管D2的負極與整流二極管D3的正極相連，接到輸入端Vinl-，整流二極管Dl的負極與整流二極管D3的負極相連接到濾波電容Cl的正極，整流二極管D2的正極與整流二極管D4的正極相連，接到濾波電容Cl的負極；電阻Rl的兩端分別接濾波電容Cl、濾波電容C2的正極；濾波電容C3的一端與濾波電容C2的正極相連接到輸出Voutl+，濾波電容C3的另一端與濾波電容Cl、濾波電容C2的負極相連接到輸出Voutl-;輸出端Voutl+和Voutl-分別接泄放保護回路的輸入端Vin2+和Vin2-
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于所述的泄放保護電路由大功率穩(wěn)壓二極管D5和功率三極管Ql組成，其中穩(wěn)壓二極管D5的正極和功率三極管Ql的集電極相連接到輸入端Vin2+，穩(wěn)壓二極管D5的負極與功率三極管Ql的基極相連，功率三極管Ql的射極與輸入端Vin2-相連；輸入端Vin2+接到單相橋式整流、濾波電路中整流二極管D1、整流二極管D3的負極，輸入端Vin2-接到單相橋式整流、濾波電路中整流二極管D2、整流二極管D4的正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于所述的DC/DC穩(wěn)壓電路是對單相橋式整流、濾波電路輸出的直流電源進行穩(wěn)壓，對超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路提供充電電壓和穩(wěn)壓電源提供穩(wěn)定電壓輸出，由低功耗、低電壓降落DC/DC穩(wěn)壓芯片AMC34063A (U1)、電容C4 C6、電阻R3 R5、電感L1、穩(wěn)壓二極管D7，二極管D8組成，輸入端Vin3+、Vin3-分別接單相橋式整流、濾波電路的輸出端Voutl+和Voutl-，Voutl-作為參考地；穩(wěn)壓芯片Ul的I腳、8腳、7腳相連接到電阻R3的一端，穩(wěn)壓芯片Ul的6腳與電阻R3的另一端、電容C4的一端相連接到輸入端Vin3+，穩(wěn)壓芯片Ul的5腳和電阻R4、R5的一端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R4的另一端和二極管D8的正極、電容C6的一端、電感LI的一端相連，穩(wěn)壓芯片Ul的2腳與穩(wěn)壓二極管的負極、電感LI的另一端連接，穩(wěn)壓二極管的正極接地，穩(wěn)壓芯片Ul的3腳與電容C5的一端連接，電容C5的另一端接地，穩(wěn)壓芯片Ul的4腳接地，電容C8的另一端和輸出端Vout3-相連接地，二極管的另一端接輸出端Vout3+ ;輸出端Vout3+與超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路的輸入端Vin4+相連，輸出端Vout3-與超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路的輸入端Vin4-相連；輸出端Vout3+作為穩(wěn)壓電源的正極，Vout3-作為穩(wěn)壓電源的負極；超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路，由超級電容C6、超級電容C7和穩(wěn)壓二極管D9、穩(wěn)壓二極管DlO組成，其中超級電容C7的正極與穩(wěn)壓二極管D9的負極相連接到輸入端Vout4+，超級電容C7的負極、穩(wěn)壓二極管D9的正極、超級電容CS的正極、穩(wěn)壓二極管DlO的負極連接，超級電容CS的負極與穩(wěn)壓二極管DlO的正極相連接到輸入端 Vout4_。
專利摘要本實用新型涉及一種電纜線路避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)電源，其特征在于取能線圈T1套裝在電纜金屬護套接地線L1上，取能線圈兩輸出端接到電源輸入電路上；電源電路輸出為監(jiān)測裝置供電，電感L2為電纜線路避雷器接地線，T2為避雷器泄漏電流監(jiān)測傳感器，電源電路中，取能線圈兩輸出端接到單相橋式整流、濾波電路上，整流、濾波輸出連接DC/DC穩(wěn)壓電路和泄放保護回路，DC/DC穩(wěn)壓電路為直流變換輸出，提供穩(wěn)定的直流輸出，DC/DC穩(wěn)壓電路輸出連接超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路，超級電容儲能穩(wěn)壓輸出電路提供大負載時的瞬時功率輸出。其通過電纜金屬護套接地線感應(yīng)取電的方式，電源在給電子監(jiān)測裝置可靠供能的同時，可以保證對地的可靠絕緣，具有簡單、經(jīng)濟、可靠的優(yōu)點，戶外電纜線路避雷器在線監(jiān)測的應(yīng)用場合。
文檔編號H02M7/04GK203151236SQ20122050567
公開日2013年8月21日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者張喜林, 李國慶, 王振浩, 辛業(yè)春, 王冠男 申請人:吉林省電力有限公司長春供電公司, 東北電力大學(xué), 國家電網(wǎng)公司