CN203337720U - 110kV带电显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种110kV带电显示装置，包括取能线圈、电压保护能量泄放模块、DC/DC变换模块和LED驱动模块，所述取能线圈的一侧为导线，其另一侧和电压保护能量泄放模块电连接，所述电压保护能量泄放模块的输出端和DC/DC变换模块的输入端电连接，所述DC/DC变换模块的输出端和LED驱动模块的输入端电连接。通过取能线圈提取导线周围的感应电流作为装置的电源，从而不用再外接电源。而采用LED发光，LED的发光亮度优于氖管，寿命比氖管长，从而达到了无需外接电源，同时克服现有带电显示装置发光强度不足、使用寿命不长的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压带电领域，具体地，涉及一种110kV带电显示装置。
背景技术
带电显示装置的出现解决了“电不可见”的难题，可有效地防止由于人们对设备带电状况不掌握而造成的高压触电事故及设备短路损坏事故，特别是对防止线路侧带电挂地线、带电合接地刀闸以及防止人员误触带电设备能够起到明显的警示作用。
现有的带电显示装置有以下三种类型：
（1）接触式带电显示装置。主体是由一个以陶瓷电容为芯棒，外壳体用环氧树脂浇注或电瓷组成的；其基于电容分压原理，提供安装处电气设备的带电状态信息。该装置由支柱瓷绝缘子式传感器、显示器和整流元件组成，核心部分是瓷传感器，它由用电瓷制造的绝缘体和其他元件通过各种粘接材料组合而成。瓷传感器除了具有支柱瓷绝缘子的特性外，还具有通过电容分压取得带电显示器所需能量的作用，达到无源显示的目的。带电显示器中的显示元件采用多个氖灯串接, 增大了发光面积，并采用闪光的发光形式, 收到更佳的显示效果。
（2）感应式带电显示装置。感应式传感器是一个靠近高压带电体的对地绝缘的感应电极，通过感应电极和高压带电之间的杂散电容，藕合高压带电体上的交变电压信号。通过电缆把这一信号传送到显示控制器进行放大和处理，最终实现高压带电显示。感应式带电显示装置的优点是：传感器可以安装在线路安全距离之外，可靠性较高；传感器与高压母线不直接接触，装置本身不会产生局部放电，安装、维护简单方便；除了显示功能外，还可以通过输出接点实现闭锁；改变传感器的形式可以实GIS 的带电显示与闭锁，应用范围较广。
（3）等电位型高压带电显示装置。依靠电场自取能的高压放电管实现带电显示。充有特定气体的放电管，根据汤逊或流柱理论，在高压电场作用下能激起气体的游离现象；当达到自持放电条件，必然伴有光游离及其复合过程，在放电通道中会显出一定的光辉。其工作原理是带电显示器与高压电位连接在一起，依靠空间电场的位移电流获取能量来维持辉光放电。
而现有的带电显示装置具有以下缺陷：
（1）接触式带电显式装置存在的问题在于：一是由于传感器的特殊结构，决定了当芯棒击穿或外壳体绝缘闪络时，造成安装处的单相接地故障；二是芯棒与外壳体胶粘组合时，可能出现局部放电，整体绝缘高度尺寸限制了它无法组成超过35kV级以上的带电显示器，不适应户外环境运行。
（2）感应式带电显示装置缺点是抗干扰性能差，不能覆盖全电压范围；需要提供外加的工作电源，无法应用于附近没有220V交流电源的高压线路上。
（3）对于无需电源的等电位型带电显示装置，普遍采用高压传感器的二次侧感应电压经整流后给发光二极管使用。由于电流小，指示灯的亮度很低，对设备高压带电状态的指示效果较差。一部分无需电源的等电位带电显示装置使用了氖灯，但氖灯亮度低，特别是在明亮的环境里亮度受到影响，显示性较差。氖灯的工作寿命很短，如果要全天候显示，现场损坏严重，需要经常更换氖灯，维护极不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种110kV带电显示装置，以实现无需外接电源，同时克服现有带电显示装置发光强度不足、使用寿命不长的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种110kV带电显示装置，包括取能线圈、电压保护能量泄放模块、DC/DC变换模块和LED驱动模块，所述取能线圈的一侧为导线，其另一侧和电压保护能量泄放模块电连接，所述电压保护能量泄放模块的输出端和DC/DC变换模块的输入端电连接，所述DC/DC变换模块的输出端和LED驱动模块的输入端电连接。
进一步的，所述电压保护能量泄放模块为瞬变抑制二极管。
进一步的，所述取能线圈为包含铁芯的感应线圈。
进一步的，所述感应线圈的线圈匝数为340 匝。
进一步的，所述LED驱动模块包括储能电容、能量泄放管、限流电阻和LED灯，所述能量泄放管、限流电阻、LED灯和储能电容串联在一起。
本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型的技术方案，通过取能线圈提取导线周围的感应电流作为装置的电源，从而不用再外接电源。而采用LED发光，LED的发光亮度优于氖管，寿命比氖管长，从而达到了无需外接电源，同时克服现有带电显示装置发光强度不足、使用寿命不长的目的。而LED驱动模块采用蓄电点灯的方式，利用储能电容和能量泄放管为LED灯高亮度，提供适合电压的电源。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的110kV带电显示装置的结构框图；
图2为本实用新型实施例所述的LED驱动模块的电子电路图。
结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
1-铁芯；2-导线；3-取能线圈。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一：
如图1所示，一种110kV带电显示装置，包括取能线圈、电压保护能量泄放模块、DC/DC变换模块和LED驱动模块，取能线圈的一侧为导线，其另一侧和电压保护能量泄放模块电连接，电压保护能量泄放模块的输出端和DC/DC变换模块的输入端电连接， DC/DC变换模块的输出端和LED驱动模块的输入端电连接。
其中，电压保护能量泄放模块为瞬变抑制二极管。取能线圈为包含铁芯的感应线圈。
本发明的技术方案中的110kV带电显示装置利用电磁感应原理，通过取能线圈和铁心从高压母线或线路上感应交流电压, 然后经过电压保护能量泄放模块和后DC/DC变换模块为高压侧LED驱动模块供电。在确定线圈匝数和最小启动电流间的基本关系后，将线圈带后续电路和实际负载进行实测, 最后确定线圈匝数为340 匝，用漆包铜线均匀缠绕在铁心上。为了防止雷电冲击电流和瞬时故障大电流时烧毁电源电路, 电压保护能量泄放模块在整流桥前使用瞬变抑制二极管(TVS)，通过TVS 限制感应线圈输出的冲击电压。感应电压经过整流、滤波后得到的直流电压会随电网电压和电流的波动、负载和温度的变化而变化。DC/DC变换模块通过维持输出直流电压稳定, 从而满足高压侧测量装置的供电需求。
实施例二：
如图2所示，在实施例一的基础上， LED驱动模块包括储能电容、能量泄放管、限流电阻和LED灯，能量泄放管、限流电阻、LED灯和储能电容串联在一起。
由于线圈取能的能量微弱，直接用它来驱动发光器件LED灯的话，显示的亮度不高，可视度不好，起不到带电提示的作用，因此带电显示功能的实现采用蓄电点灯的方式，当由整流模块产生的电压低于储能电容 C 两端的电压时，储能电容 C 处于充电状态，此时能量泄放管 D 呈高阻抗，用作带电显示的发光LED灯不亮；当储能电容 C 两端的电压大于能量泄放管 D 的导通电压时，能量泄放管 D 导通，此时储能电容 C 通过由能量泄放管 D，限流电阻 R，以及LED灯构成的放电回路放电，从而LED灯点亮；当储能电容 C 两端的电压不足以维持能量泄放管导通 D 时，储能电容 C 结束放电，继而转入充电状态，准备下一次放电点亮LED灯。其具体工作过程如下：首先外界输入电流（40uA）通过整流不断的对储能电容进行充电。当电容两端的电压到达40伏（需要0.5秒）时能量释放管导通，储能电容的电荷通过 LED 释放发光。当储能电容两端的电压降低到1.7伏时，能量释放管关闭，电路进入下一个充电周期。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种110kV带电显示装置，其特征在于，包括取能线圈、电压保护能量泄放模块、DC/DC变换模块和LED驱动模块，所述取能线圈的一侧为导线，其另一侧和电压保护能量泄放模块电连接，所述电压保护能量泄放模块的输出端和DC/DC变换模块的输入端电连接，所述DC/DC变换模块的输出端和LED驱动模块的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的110kV带电显示装置，其特征在于，所述电压保护能量泄放模块为瞬变抑制二极管。
3.根据权利要求1所述的110kV带电显示装置，其特征在于，所述取能线圈为包含铁芯的感应线圈。
4.根据权利要求3所述的110kV带电显示装置，其特征在于，所述感应线圈的线圈匝数为340 匝。
5.根据权利要求1至4任一所述的110kV带电显示装置，其特征在于，所述LED驱动模块包括储能电容、能量泄放管、限流电阻和LED灯，所述能量泄放管、限流电阻、LED灯和储能电容串联在一起。
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