CN202206195U - 电力电缆接地环流监测装置电源 - Google Patents

电力电缆接地环流监测装置电源 Download PDF

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王振浩
辛业春
张喜林
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Abstract

本实用新型涉及一种电力电缆接地环流监测装置电源，其特征在于：整流滤波电路的整流桥前经过暂态保护与电磁感应互感器连接，整流滤波电路另一端经过电压保护与能量泄放电路连接DC-DC转换电路，经过DC-DC转换电路后连接储能元件。其采用感应取电的方式，电流处于小电流状态时尽量保证电源的供应；当电流较大时或者雷电冲击电流,如短路故障状态时,能给予电源足够的保护；在导线正常电流范围内均能提供稳定的输出，短时断电持续供电以及能满足瞬间大功率供电；长期低热耗稳定运行。充分考虑现场使用的各种情况，能够在低温及大电流变化的情况下能够稳定可靠供电。

Description

电力电缆接地环流监测装置电源
技术领域
本实用新型涉及一种电力电缆接地环流监测装置电源，属于一种监测装置用电源。 
背景技术
电缆接地环流监测装置安装于电缆护层接地引出线附近，电压等级为66KV以上，不能直接获取电源，装置供电的问题成为关键，有些装置需要安装在户内或安装条件的限制，也不能采用太阳能供电。 
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电力电缆接地环流监测装置电源，采用感应取电的方式，电流处于小电流状态时尽量保证电源的供应；当电流较大时或者雷电冲击电流,如短路故障状态时,能给予电源足够的保护；在导线正常电流范围内均能提供稳定的输出，短时断电持续供电以及能满足瞬间大功率供电；长期低热耗稳定运行。 
本实用新型的技术方案是这样实现的：电力电缆接地环流监测装置电源，由电磁感应互感器、整流滤波电路、DC-DC转换电路、电压保护与能量泄放电路、暂态保护、储能元件等组成，其特征在于：整流滤波电路的整流桥前经过暂态保护与电磁感应互感器连接，整流滤波电路另一端经过电压保护与能量泄放电路连接DC-DC转换电路，经过DC-DC转换电路后连接储能元件。 
所述的整流滤波电路为桥式整流，选用DB107整流桥， 滤波电路选用LC滤波电路，L1为100mh,C1为1000 
Figure 2011202680923100002DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
，一个双极性TVS管。 
所述的DC-DC模块电压输入范围为3-40V,输出电压5V,最大输出电流1.5A,2mA的静态电流。 
所述的暂态保护为整流桥前的感应线圈两端连接的一个双极性TVS管；所述的储能元件为超级电容。 
本实用新型的积极效果是充分考虑现场使用的各种情况，能够在低温及大电流变化的情况下能够稳定可靠供电。 
附图说明
图1为本实用新型的电源装置原理框图。 
图2为本实用新型的桥式整流电路结构图。 
图3为本实用新型的DC-DC模块电路图。 
图4为本实用新型的电压保护与能量泄放电路图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：如图1所示，电力电缆接地环流监测装置电源，由电磁感应互感器、整流滤波电路、DC-DC转换电路、电压保护与能量泄放电路、暂态保护、储能元件等组成，其特征在于：整流滤波电路的整流桥前经过暂态保护与电磁感应互感器连接，整流滤波电路另一端经过电压保护与能量泄放电路连接DC-DC转换电路，经过DC-DC转换电路后连接储能元件；如图2所示，所述的整流滤波电路为桥式整流，选用DB107整流桥， 滤波电路选用LC滤波电路，L1为100mh,C1为1000
Figure DEST_PATH_130516DEST_PATH_IMAGE001
，一个双极性TVS管；如图3所示，所述的DC-DC模块电压输入范围为3-40V,输出电压5V,最大输出电流1.5A,2mA的静态电流；如图4所示，所述的暂态保护为整流桥前的感应线圈两端连接的一个双极性TVS管；所述的储能元件为超级电容。 
实施例
电磁感应互感器上的感应线圈从线路上感应出来的电势为交流电压，经过整流滤波电路整流，当一次电流较大时，感应出来的二次电流虽然其平均值并不太大，但其脉冲峰值可达上百伏，整流电路要有较高的耐压值，因此选用DB107整流桥，其耐压值达到1000V，可满足实际要求；整流后再加入滤波电路，滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波。考虑到复杂滤波电路会增加电路的功耗从而提高启动电流，本系统选择了LC滤波电路,整流滤波电路如图2所示,L1为100mh,C1为1000
Figure DEST_PATH_910253DEST_PATH_IMAGE001
。 
     由于电流的变化范围大，感应电压经过整流、滤波后将会得到宽范围的直流电压，需要通过一个DC-DC模块处理后得到一个高质量的5 V直流电压，以满足监测装置的供电需要。电源DC-DC模块选择了AMC34063A，电压输入范围为3-40V,输出电压5V,最大输出电流1.5A,约2mA的静态电流，具有高转换效率，高转换效率有利于进一步降低启动电流,提高电源输出功率，电路图如图3所示。 
     DC-DC变换自身消耗的功率比较大，在感应功率相同的情况下,减小供能电路自身的功耗,无疑会使得供能方案的输出总功率大大增加。而减小供能电路自身功耗的关键就是降低DC-DC的功耗，AMC34063A具有较小的功耗，很好的满足了电源的要求。 
整流滤波后DC-DC模块端电压U dc随着电流升高而升高,铁心饱和后，感应的电压也较高，为了保护DC-DC模块,必须把电压限制在模块技术要求的范围内，采用图4所示的电压保护与能量泄放电路。当电压U dc大于10V时,稳压二极管D1击穿，大功率三极管工作，能量泄放进入工作状态,多余能量通过大功率三极管泄放掉；当U dc较低时,电路不工作,因此不会影响电源启动电流和小电流下正常工作。 
当发生雷击或线路出现短路大电流时，此时铁心会感应出一个很高的冲击电压，这对后端电路极为不利；为了保护后端线路，在整流桥前的线圈两端接一个双极性TVS管，以限制感应线圈输出的冲击电压。TVS二极管选用P6KE68CA，使整流桥输入交流电压峰-峰值维持在100V以内，可以保证后续电路不受冲击能量破坏。 
采用超级电容作为储能元件，解决快速充放电及低温工作环境的问题，超级电容器是介于传统蓄电池与传统静电电容器之间的新概念能量储存器件。与传统电容器相比,它具有较大的容量、较高的能量密度、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命的特点。适合北方冬季复杂的户外使用环境，可以使负载适应能力（尤其是大功率脉动负载）有较大的提高。 
电缆接地电流监测装置数据传送采用无线通讯方式，数据收发瞬间功率较大，达到1A左右，而待机情况下工作电流仅为10-20毫安。负载波动较大，采用感应取能方式在小电流情况下电源输出功率很小，不足以为数据收发传输时提供足够的大功率电能。加入了超级电容器储能，解决了瞬间大功率供电这个难点,为了增加电源供电的可靠性，在超级电容器后加入了以色列TADIRAN锂电池,正常情况下该锂电池不为装置供电。以色列TADIRAN锂电池可在-55℃到+85℃的温度之间使用，具有很高的能量密度，特别低的自身放电特性，保质期在室温下可长达10年以上，选择了额定容量为2Ah的以色列TADIRAN锂电池，标准电压3.6V。 
电源充分考虑了现场使用的各种情况，能够在低温及大电流变化的情况下能够稳定可靠供电。  

Claims (4)

1.电力电缆接地环流监测装置电源，由电磁感应互感器、整流滤波电路、DC-DC转换电路、电压保护与能量泄放电路、暂态保护、储能元件等组成，其特征在于：整流滤波电路的整流桥前经过暂态保护与电磁感应互感器连接，整流滤波电路另一端经过电压保护与能量泄放电路连接DC-DC转换电路，经过DC-DC转换电路后连接储能元件。
2.根据权利要求1所述的电力电缆接地环流监测装置电源，其特征在于所述的整流滤波电路为桥式整流，选用DB107整流桥， 滤波电路选用LC滤波电路，L1为100mh,C1为1000 
Figure DEST_PATH_689129DEST_PATH_IMAGE001
，一个双极性TVS管。
3.根据权利要求1所述的电力电缆接地环流监测装置电源，其特征在于所述的DC-DC模块电压输入范围为3-40V,输出电压5V,最大输出电流1.5A,2mA的静态电流。
4.根据权利要求1所述的电力电缆接地环流监测装置电源，其特征在于所述的暂态保护为整流桥前的感应线圈两端连接的一个双极性TVS管；所述的储能元件为超级电容。
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