專利名稱：一種以盤式絕緣子泄漏電流為能源的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源，尤其涉及一種以輸電線盤式絕緣子的泄漏電流為能源的電源裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高壓電力輸電系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)裝置，或某些工作在偏遠(yuǎn)地區(qū)的通訊裝置， 一般都采用太陽能電池再配以蓄能蓄電池作為電源。其缺點(diǎn)是使用太陽能電源要考慮到晚上不能提供太陽能；連續(xù)陰天提供的太陽能大幅降低；受環(huán)境的污染效率逐漸減退等情況。所以，太陽能電池板的裝機(jī)面積，蓄電池的裝機(jī)容量，要遠(yuǎn)大于測(cè)量電路的平均功率要求的容量。導(dǎo)致重量重，體積大，維護(hù)困難。目前還有用泄漏電流作為光電頻閃的電源，如浙江溫嶺市林冬青公開的“一種絕緣子泄漏電流光電頻閃儀”(專利號(hào)CN201017018);或利用劣質(zhì)絕緣子的比正常的泄漏電流大許多的泄漏電流，通過電磁和機(jī)械作用動(dòng)作于信號(hào)的監(jiān)測(cè)裝置。但它們都仍需人員巡線， 不是遙測(cè)裝置，而且后者是監(jiān)測(cè)劣質(zhì)絕緣子的裝置，非絕緣子泄漏電流監(jiān)測(cè)裝置。有的裝置將裝置放在絕緣子高電位端，如陜西省西安市尹之仁等申請(qǐng)的專利(專利號(hào)C擬625909)，通過鐵芯線圈，直接從百安 千安級(jí)的高壓線的負(fù)載電流(非泄漏電流)中汲取能量，因鐵芯線圈裝置處于高電位端，勢(shì)必導(dǎo)致監(jiān)測(cè)裝置處于高電位端，要處理一系列強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)等麻煩問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種絕緣子泄漏電流在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置的電源裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種以盤式絕緣子泄漏電流為能源的電源裝置，它包括電流變換和蓄能器、能量控制器，其中，電流變換和蓄能器包括 能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器；能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器依次相連，能量感應(yīng)器和蓄能器分別與能量控制器相連。進(jìn)一步地，所述能量感應(yīng)器主要由鐵心、繞在鐵心上的能源繞組Ll和感應(yīng)繞組L2 組成。進(jìn)一步地，所述能量控制器包括第一分流元件F1、第二分流元件F2、第三分流元件F3、四個(gè)電阻Rf R4、處理器、耗能元件、放大器G和繼電器；其中，電阻R2、電阻Rl和能源繞組Ll依次串聯(lián)后接地，第一分流元件Fl與能源繞組Ll并聯(lián)，第二分流元件F2 —端接地，另一端接入電阻R2和電阻R3之間，第三分流元件F3 —端接地，另一端與電阻R2的另一端相接，蓄能器的一端分別與處理器電源端、繼電器的觸頭K和電阻R4相連，電阻R4分別與電阻R3和處理器A/D端口相連，電阻R3的另一端接地，處理器通過放大器G與繼電器的線圈L3相連后接地，繼電器的觸頭K的另一端與耗能元件相連。能耗元件可以是電阻或任何可以消耗能量的電路。[0008]進(jìn)一步地，所述整流電路的兩個(gè)輸入端分別與感應(yīng)繞組L2的兩端相連，整流電路的兩個(gè)輸出端分別接蓄能器E的兩端。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型以輸電線路的泄漏電流為能源，不但利用了廢棄能源，還避免了以往使用太陽能板的缺點(diǎn)，只要電力系統(tǒng)輸電線路存在工作電壓，該能源是永遠(yuǎn)存在的。本實(shí)用新型電源裝置是在絕緣子串的低電位端，裝置處在地電位，避免了高壓線負(fù)載電流供電的缺點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
高壓電力輸電線的絕緣子的泄漏電流是一種未被利用的廢棄能源。高壓電力輸電線的絕緣子的泄漏電流通常在數(shù)十微安至數(shù)百微安，絕緣子的泄漏電流具有電流源特征， 而且受環(huán)境、氣候及使用時(shí)間的影響很大，電流值增大時(shí)常常可以到達(dá)毫安級(jí)(稱過電流)， 有時(shí)因污閃、雷擊等引起電流甚致可達(dá)數(shù)千安或更大的值(稱異常過電流)，能量供應(yīng)很不穩(wěn)定。一般的電氣裝置要求電源是交流或直流的電壓源，雖然泄漏電流已經(jīng)是電量，但它是電流源，還不能直接把它作為電氣裝置的電源。本實(shí)用新型的電源裝置是將泄漏電流、經(jīng)電流變換和蓄能器、能量控制器共同作用以后變?yōu)橥ǔｋ姎庋b置所要求的電源。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括電流變換和蓄能器、能量控制器，電流變換和蓄能器包括能量感應(yīng)器、整流電路、蓄能器；其中，能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器依次相連，能量感應(yīng)器和蓄能器分別與能量控制器相連。具體地，本實(shí)用新型以盤式絕緣子泄漏電流為能源的電源裝置的電路圖如圖2所示。能量感應(yīng)器主要由鐵心、繞在鐵心上的能源繞組Ll和感應(yīng)繞組L2組成。圖中，整流電路為由四個(gè)二極管D1-D4構(gòu)成的橋式電路，但不限于此，實(shí)際上，整流電路可以為任意將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路，如單相中心抽頭式全波、如果有多個(gè)繞組還可以用半波整流電路、倍壓整流電路等。蓄能器可以為任意儲(chǔ)存電量的裝置，如蓄電池、大容量電容等，圖中所示為可充電蓄電池E，感應(yīng)繞組L2的兩端接入整流電路的輸入端，整流電路的輸出端接蓄電池E的兩端。能量控制器包括第一分流元件F1、第二分流元件F2、第三分流元件F3、四個(gè)電阻Rf R4、處理器、耗能元件、放大器G和繼電器。電阻R2、電阻Rl和能源繞組Ll依次串聯(lián)后接地，第一分流元件Fl與能源繞組Ll并聯(lián)，第二分流元件F2 —端接地，另一端接入電阻R2和電阻Rl之間，第三分流元件F3 —端接地，另一端與電阻R2的另一端相接，第三分流元件F3與電阻R2相接處作為本實(shí)用新型電源裝置的泄漏電流輸入端，蓄電池E的一端接地，另一端分別與處理器電源端、繼電器的觸頭K和電阻R4相連，電阻R4分別與電阻 R3和處理器相連，電阻R3的另一端接地，處理器通過放大器G與繼電器的線圈L3相連后接地，繼電器的觸頭K的另一端與耗能元件相連，繼電器的觸頭K作為本實(shí)用新型電源裝置的電能輸出端。實(shí)際上，感應(yīng)線圈的兩端還可以作為裝置的交變電的輸出端，如圖一虛線所
7J\ ο第一分流元件Fl用于過電流保護(hù)，第二分流元件F2用于異常過電流保護(hù)，當(dāng)泄漏電流超過設(shè)定的過電流值后，第一分流元件Fl導(dǎo)通，分流過量的電流，保證能源繞組不過載和減少能量供應(yīng)。當(dāng)超過異常過電流保護(hù)設(shè)定值后，第二分流元件F2導(dǎo)通，防止過大電流毀壞裝置。第一分流元件Fl和第二分流元件F2可以是氣體放電管、壓敏電阻、強(qiáng)放電管、二極管或和它們有類似特性的避雷元件，并可以進(jìn)行多級(jí)保護(hù)，第三分流元件F3可以為氣體放電管。當(dāng)過壓時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送部件接通，以耗能元件作為負(fù)載消耗多余的能量。當(dāng)欠壓時(shí)除處理器處于休眠狀態(tài)外，所有其它電路停止工作或使休眠，以降低電池的消耗。耗能元件可以為發(fā)射機(jī)、以及其他的測(cè)量部件或?qū)Ｓ眠^壓耗能電阻。處理器可以為單片機(jī)、DSP或由分立元件構(gòu)成的控制電路，處理器用A/D端口測(cè)量電池電壓。當(dāng)電池電壓過高時(shí)，處理器輸出信號(hào)經(jīng)放大器G至繼電器線圈L3，控制觸點(diǎn)K使其接通，用耗能元件消耗多余的能量，恢復(fù)正常工作范圍時(shí)斷開開關(guān)，當(dāng)電池電壓過低時(shí)，除使處理器處于休眠狀態(tài)外，令其它元件停止工作或使其休眠。能量感應(yīng)器與變壓不同，變壓器的原邊通常是接至電壓源，原邊電流隨負(fù)載而變， 而此處的能量感應(yīng)器的能源繞組的電流性質(zhì)是電流數(shù)值變化相當(dāng)大的電流源，能源繞組的電流是不隨負(fù)載變化而變。它也和電流互感器不同。電流互感器的副邊是工作在短路狀態(tài)，鐵心的磁感應(yīng)強(qiáng)度是很低的。此處能量感應(yīng)器的感應(yīng)繞組則不是工作在短路狀態(tài)，鐵心的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不一定是很低的。而且其工作的電壓波形也和它們不一樣，通常的變壓器原邊電壓為正弦時(shí)(或電流互感器的電流為正弦)，其繞組電壓(或電流)振幅系數(shù)為在 ，而能量感應(yīng)器當(dāng)能源繞組的電流為正弦時(shí)，在其工作范圍內(nèi)，其電壓瞬時(shí)值達(dá)到儲(chǔ)能元件電壓后由于儲(chǔ)能元件的限制，電壓瞬時(shí)值就不再上升或上升很少，所以其電壓的振幅系數(shù)小于萬。由于蓄能器具有電壓源性質(zhì)，和整流器連接的感應(yīng)繞組的電壓受蓄能器的電壓的控制，也呈現(xiàn)出電壓源的性質(zhì)。也就是說本實(shí)用新型電源裝置，其輸入的能源具有電流源性質(zhì)，其輸出的能源具有電壓源性質(zhì)。本實(shí)用新型的工作過程如下泄漏電流經(jīng)能源線圈感應(yīng)至感應(yīng)線圈經(jīng)整流對(duì)蓄電池充電。由于蓄電池接近于電壓源，其控制了感應(yīng)線圈電壓，使其呈電壓源性質(zhì)。分流元件 Fl、F2、F3分流多余的泄漏電流，對(duì)輸入的能量作初步的控制。分壓器R3、R4中的R3上的電壓反映電池電壓，當(dāng)R3上的電壓超過設(shè)定值，處理器輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大使繼電器觸頭閉合，接通耗能元件，電源裝置處在釋放多余能量狀態(tài)。當(dāng)R3上的電壓恢復(fù)到設(shè)定的電池正常上限值以下，處理器輸出恢復(fù)正常信號(hào)使繼電器觸頭打開，電源裝置處在正常工作狀態(tài)。當(dāng)R3上的電壓低于設(shè)定的電池下限值，處理器輸出信號(hào)，限制用電器件消耗能量，以減低電池能量消耗，只保持特殊要求的元器件使用少量能量。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該避免提供能量不足的情況出現(xiàn)，這時(shí)一種意外情況的保護(hù)措施。
實(shí)施例圖2為以輸電線路的泄漏電流為室外裝置能源的絕緣子泄漏電流遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)施例子。線路泄漏電流由電壓匹配電阻Rl、R2進(jìn)入電源裝置的能源繞組Li，然后至地。在感應(yīng)繞組L2輸出接橋式檢波的整流電路D1、后對(duì)蓄電池E充電。耗能元件接電池兩端。當(dāng)蓄能器電池電壓超過電源整定值后，處理器輸出信號(hào)使控制開關(guān)接點(diǎn)K導(dǎo)通，接通作為能量釋放器的發(fā)射機(jī)，釋放電池多余的電量。當(dāng)電池電壓恢復(fù)到整定值以下后，處理器輸出信號(hào)使開關(guān)接點(diǎn)K斷開，停止釋放電池能量。當(dāng)泄漏電流超出了整定數(shù)值以后，過電流保護(hù)元件的電流分流器F1的瞬態(tài)電壓抑制二極管F1導(dǎo)通分流了 Ll的電流，防止能源繞組過載。當(dāng)出現(xiàn)很大的脈沖電流時(shí)，異常過電流保護(hù)元件的限壓器的強(qiáng)放電管F2、氣體放電管F3擊穿，防止電路損壞，F(xiàn)2、F3是起雙重保護(hù)作用。F2、F3可以采用不同類型的元件，對(duì)于不同的脈沖電流波形，F(xiàn)2、F3擊穿的先后可能是不同的。
權(quán)利要求1.一種以盤式絕緣子泄漏電流為能源的電源裝置，其特征在于，它包括電流變換和蓄能器、能量控制器；其中，電流變換和蓄能器包括能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器；能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器依次相連，能量感應(yīng)器和蓄能器分別與能量控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征在于，所述能量感應(yīng)器主要由鐵心、繞在鐵心上的能源繞組Ll和感應(yīng)繞組L2組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述能量控制器包括第一分流元件 F1、第二分流元件F2、第三分流元件F3、四個(gè)電阻Rl R4、處理器、耗能元件、放大器G、繼電器和蓄能器E等；其中，電阻R2、電阻Rl和能源繞組Ll依次串聯(lián)后接地，第一分流元件Fl 與能源繞組Ll并聯(lián)，第二分流元件F2 —端接地，另一端接入電阻R2和電阻Rl之間，第三分流元件F3 —端接地，另一端與電阻R2的另一端相接，蓄能器E的一端接地，另一端分別與處理器電源端、繼電器的觸頭K、電阻R4相連，電阻R4分別與電阻R3和處理器A/D端口相連，電阻R3的另一端接地，處理器控制能量釋放的信號(hào)輸出口通過放大器G與繼電器的線圈L3相連后接地，繼電器的觸頭K的另一端與耗能元件相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電源裝置，其特征在于，所述整流電路的兩個(gè)輸入端分別與感應(yīng)繞組L2的兩端相連，整流電路的兩個(gè)輸出端分別接蓄能器E的兩端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種以盤式絕緣子泄漏電流為能源的電源裝置，它包括電流變換和蓄能器、能量控制器，其中，電流變換和蓄能器包括能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器；能量感應(yīng)器、整流電路和蓄能器依次相連，能量感應(yīng)器和蓄能器分別與能量控制器相連；本實(shí)用新型以輸電線路的泄漏電流為能源，不但利用了廢棄能源，還避免了以往使用太陽能板的缺點(diǎn)，只要電力系統(tǒng)輸電線路存在工作電壓，該能源是永遠(yuǎn)存在的。本實(shí)用新型電源裝置是在絕緣子串的低電位端，裝置處在地電位，避免了高壓線負(fù)載電流供電的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J17/00GK202309245SQ20112042703
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者包學(xué)平, 葉根長(zhǎng), 夏之罡, 楊成鋼, 江傳桂, 江皓, 王燦燦, 錢克猷 申請(qǐng)人:麗水電業(yè)局, 浙江大學(xué)