CN104267231A - 一种内置于开关设备中的微型电压取能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置于开关设备中的微型电压取能装置，包括其一端分别与三相高压线中的一相连接的高压电容，所述每个高压电容的另一端分别连接一个相序低压电容，所述每个相序低压电容分别并联一个低压变压器，所述每个低压变压器分别连接一个整流桥，所述每个相序低压电容共同连接有与地连接的零序低电容。本发明采用三相电容分压的原理从线路上获取电能以及零序电压信号提供给户外开关成套设备控制单元使用，提供稳定电压；取能装置的每相高压电容只需要一个陶瓷电容芯子即可满足要求，无需再进行串联和并联，同时充分减小装置体积以整体内置于开关设备之内，降低成本并提升使用寿命。

Description

一种内置于开关设备中的微型电压取能装置

技术领域

 本发明涉及电压线取能装置，特别是一种内置于开关设备中的微型电压取能装置。

背景技术

通过分压方法直接从高压线路上取能已成为开关成套设备工作用电源的来源之一。

专利号为ZL201020254057.1的专利文件公开了一种架空线路取能电源，包括与供配电线路相接的取能电容、变压器、与变压器的二次侧线圈输出端相接的AC/DC 电源模块和供配电线路发生落雷事故时对变压器进行保护的保护模块；变压器一次侧线圈的一个接线端接地且其另一个接线端经取能电容后与供配电线路相接，取能电容分别与供配电线路和变压器的一次侧线圈相接；供配电线路为架空输电线路，且取能电容、变压器、AC/DC 电源模块和保护模块均安装在用于支撑所述架空输电线路的杆塔上部。但其存在如下缺点：

1、上述结构虽然结构简单，安装布设方便，能解决架空线配电自动化监控装置在城区配网电力设备使用时的供电问题，但是在电容与变压器之间直接分压，由于变压器的电感量是一个不稳定的值，导致输出电压稳定性差。

2、上述结构采用单相取能的方法，会使线路上产生不平衡的容性电流。

3、上述结构裸露安装在开关设备之外，容易受户外环境、紫外线等影响造成使用寿命减短。

4、上述结构的高压电容由多个金属化聚丙烯膜电容芯子串联而成，容易造成取能装置体积大、成本高、寿命短。

为此，通过上述的专利文件可知，目前从高压线路上直接取能至少需要解决以上四个技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种内置微型电压取能装置，解决直接从电压线取能时电压输出如何保持稳定，输出线路电流平衡，微型化且可以安置于开关设备内，降低成本等技术问题。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种内置于开关设备中的微型电压取能装置，包括其一端分别与三相高压线中的一相连接的高压电容，所述每个高压电容的另一端分别连接一个相序低压电容，所述每个相序低压电容分别并联一个低压变压器，所述每个低压变压器分别连接一个整流桥，所述每个相序低压电容共同连接有与地连接的零序低电容。

进一步，所述每个高压电容包括绝缘体和安装于绝缘体内的电容芯子，所述电容芯子的一侧设置用于和开关设备中的三相高压带电体连接的高压引线端，另一侧连接有低压引线端，所述低压引线端与对应低压变压器连接。

进一步，所述电容芯子为采用稀土陶瓷为介质、银质薄膜为极板构造而成高压电容芯子。

进一步，所述低压变压器通过其一次侧绕组的两端与对应相序低压电容并联，所述一次侧绕组的一端还与对应的低压引线端连接，另一端与零序低电容连接。

进一步，所述整流桥包括四个封装的整流二极管，其中两个整流二极管的正极连接在一起形成正输出端，另外两个整流二极管的负极连接在一起形成负输出端。

进一步，所述整流桥中，除了正、负输出端，所述四个封装的整流二极管所形成的另外两个连接端分别与对应低压变压器的二次侧绕组连接。

进一步，所述每个绝缘体内部的两侧分别设置有固定端子，所述固定端子固定安装有安装梁。

进一步，所述安装梁包括安装梁本体、螺母、平垫和弹垫，所述螺母依次穿过平垫、弹垫及安装梁本体后拧入对应的固定端子中。

本发明的有益效果是：

本发明采用一种内置于开关设备中的微型电压取能装置，采用三相电容分压的原理从线路上获取电能以及零序电压信号提供给户外开关成套设备控制单元使用，提供稳定电压；取能装置的每相高压电容只需要一个陶瓷电容芯子即可满足要求，无需再进行串联和并联，同时，亦可充分减小装置体积使其整体可内置于开关设备之内，降低成本，提升使用寿命。因此，相比现有技术，本发明具有体积小，重量轻，成本低，寿命长，安全性好等特点，且不受铁磁谐振、线路电流、环境等因素的影响，投入运行后不会导致线路容性电流出现不平衡，非常适合低功耗的紧凑型开关成套设备使用。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明所述内置微型电压取能装置的电路原理示意图；

图2是本发明所述内置微型电压取能装置的结构示意图。

具体实施方式

参照图1与图2所示，本发明提供了一种内置于开关设备中的微型电压取能装置，包括其一端分别与三相高压线中的一相连接的高压电容1，所述每个高压电容1的另一端分别连接一个相序低压电容2，所述每个相序低压电容2分别并联一个低压变压器3，所述每个低压变压器3分别连接一个整流桥4，所述每个相序低压电容2共同连接有与地连接的零序低电容5。

以上为本发明的整体实现结构及电路原理，具体参照图1与图2所示。本发明采用三相电容分压的原理从线路上获取电能，保证了电压的稳定性；零序低电容5可提供给户外开关成套设备的控制单元使用，保障安全；

所述每个高压电容1包括绝缘体11和安装于绝缘体11内的电容芯子12，所述电容芯子12的一侧设置用于和开关设备中的三相高压带电体连接的高压引线端13，另一侧连接有低压引线端14，所述低压引线端14与对应低压变压器3连接。

其中，所述电容芯子12为采用稀土陶瓷为介质、银质薄膜为极板构造而成高压电容芯子，因此，本发明的取能装置的每相高压电容1只需要一个陶瓷电容芯子12即可满足要求，无需再进行串联和并联，充分减小了装置的体积，从而保证了取能装置可以内置开关设备设备之内，采用此电容芯子12同时提升了取能装置的使用寿命、节约了成本。

所述整流桥4包括四个封装的整流二极管，其中两个整流二极管的正极连接在一起形成正输出端，另外两个整流二极管的负极连接在一起形成负输出端。参照图1所示，整流桥的四个整流二极管形成4个连接端，除了正、负输出端之外，另外两个连接端分别与对应低压变压器3的二次侧绕组连接。

在具体连接时，所述低压变压器3通过其一次侧绕组的两端与对应相序低压电容2并联，所述一次侧绕组的一端还与对应的低压引线端14连接，一次侧绕组的另一端与零序低电容5连接。

参照图2所示，为了便于安装，，所述每个绝缘体11内部的两侧分别设置有固定端子15，所述固定端子15固定安装有安装梁6。所述安装梁6包括安装梁本体61、螺母62、平垫63和弹垫64，所述螺母62依次穿过平垫63、弹垫64及安装梁本体61后拧入对应的固定端子15中。

相比现有技术，本发明具有体积小，重量轻，成本低，寿命长，安全性好等特点，且不受铁磁谐振、线路电流、环境等因素的影响，投入运行后不会导致线路容性电流出现不平衡，非常适合低功耗的紧凑型开关成套设备使用。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内置于开关设备中的微型电压取能装置，其特征在于，包括其一端分别与三相高压线中的一相连接的高压电容（1），所述每个高压电容（1）的另一端分别连接一个相序低压电容（2），所述每个相序低压电容（2）分别并联一个低压变压器（3），所述每个低压变压器（3）分别连接一个整流桥（4），所述每个相序低压电容（2）共同连接有与地连接的零序低电容（5）。

2.根据权利要求1所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述每个高压电容（1）包括绝缘体（11）和安装于绝缘体（11）内的电容芯子（12），所述电容芯子（12）的一侧设置用于和开关设备中的三相高压带电体连接的高压引线端（13），另一侧连接有低压引线端（14），所述低压引线端（14）与对应低压变压器（3）连接。

3.根据权利要求2所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述电容芯子（12）为采用稀土陶瓷为介质、银质薄膜为极板构造而成高压电容芯子。

4.根据权利要求2所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述低压变压器（3）通过其一次侧绕组的两端与对应相序低压电容（2）并联，所述一次侧绕组的一端还与对应的低压引线端（14）连接，另一端与零序低电容（5）连接。

5.根据权利要求1－4任一所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述整流桥（4）包括四个封装的整流二极管，其中两个整流二极管的正极连接在一起形成正输出端，另外两个整流二极管的负极连接在一起形成负输出端。

6.根据权利要求5所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述整流桥（4）中，除了正、负输出端，所述四个封装的整流二极管所形成的另外两个连接端分别与对应低压变压器（3）的二次侧绕组连接。

7.根据权利要求2－4任一所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述每个绝缘体（11）内部的两侧分别设置有固定端子（15），所述固定端子（15）固定安装有安装梁（6）。

8.根据权利要求7所述的微型电压取能装置，其特征在于，所述安装梁（6）包括安装梁本体（61）、螺母（62）、平垫（63）和弹垫（64），所述螺母（62）依次穿过平垫（63）、弹垫（64）及安装梁本体（61）后拧入对应的固定端子（15）中。