CN213279208U - 基于配电线路图像监测设备的供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源管理技术领域，提出一种基于配电线路图像监测设备的供电装置，包括电流互感器、蓄电池、取样电阻R、整流电路、稳压电路，电流互感器的输出端与取样电阻R的两端电连接，取样电阻R的两端与整流电路的输入端电连接，整流电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，稳压电路的输出端与蓄电池的输入端电连接。本实用新型能够为配电线路图像监测设备提供稳定的输出电压，有效延长了蓄电池的使用寿命，同时保证配电线路图像监测设备等负载的正常运行。

Description

基于配电线路图像监测设备的供电装置

技术领域

本实用新型涉及电源管理技术领域，更具体地，涉及一种基于配电线路图像监测设备的供电装置。

背景技术

配电线路图像监测设备一般采用化学电池进行供电，但是化学电池存在更换难、维护难、成本高等问题，现应用于配电线路图像监测设备的供电装置有感应取电装置和太阳能供电系统。

感应取电装置中一般采用电磁感应原理和磁饱和技术，通过电流互感器感应高压侧的电流来获取电能，但磁饱和技术容易导致电流互感器的交流输出存在较高的电压尖峰，所产生的电压尖峰容易损毁电源内部器件，且当发生输电线路断电或电压不足的情况时不能得到稳定的电流，从而导致装置不能正常运行。而太阳能电池供电系统中，由于太阳能电池板的输出电压不稳定，与太阳能电池板连接使用的蓄电池容易因蓄电池充放电管理不合理导致蓄电池使用寿命大大缩短，且太阳能供电系统一般安装设置在户外，容易在雷雨天气中因雷电干扰而导致整个系统发生故障。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的不能得到稳定输出的电压等至少一种缺陷，提供一种基于配电线路图像监测设备的供电装置，能够为配电线路图像监测设备提供稳定的输出电压。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种基于配电线路图像监测设备的供电装置，包括电流互感器、蓄电池、取样电阻R、整流电路、稳压电路，电流互感器的输出端与取样电阻R的两端电连接，取样电阻R的两端与整流电路的输入端电连接，整流电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，稳压电路的输出端与蓄电池的输入端电连接。

本技术方案中，通过电流互感器实现感应取电，然后通过整流电路和稳压电路后得到安全稳定不间断的电压并对蓄电池进行充电，蓄电池再对配电线路图像监测设备进行充电，从而保证能够为负载提供稳定的输出电压。

优选地，供电装置还包括尖端泄放电路、滤波电容C，其中整流电路的输出端与尖端泄放电路的输入端电连接，尖端泄放电路的正向输出端与滤波电容C的正极电连接，尖端泄放电路的反向输出端与滤波电容C的负极电连接，滤波电容C的正极与稳压电路的正向输入端电连接，滤波电容C的负极与稳压电路的反向输入端电连接。本优选方案中，通过增设的尖端泄放电路能够将电流互感器输出电流中的电压尖峰进行泄放，避免电压尖峰对负载造成损坏，而滤波电容C能够对经过尖端泄放电路后的电压信号进行过滤，实现得到更加稳定的输出电压。

优选地，供电装置还包括用于作为备用电源的充电电池和用于对充电电池进行充放电管理的微处理芯片，其中稳压电路的输出端与微处理芯片的输入端电连接，微处理芯片的输出端与充电电池的输入端电连接，充电电池的输出端与蓄电池的输入端电连接。本优选方案中，通过电流互感器感应取得并经整流电路和稳压电路进行整流稳压后的稳定的电压在对蓄电池进行充电的同时对充电电池进行充电，微处理芯片通过判断当前输出电压是否电压不足，当输出电压不足时微处理芯片控制充电电池放电，此时充电电池对蓄电池进行充电，从而保证供电装置能够输出安全稳定不间断的电压，保证配电线路图像监测设备等负载的正常运行，并且能够有效延长蓄电池的使用寿命。

优选地，供电装置还包括用于监测供电装置的工作温度的温度监测单元、用于控制电流互感器与整流电路之间的通断的继电器K，其中继电器K的一端与取样电阻R的一端电连接，继电器K的另一端与整流电路的正向输入端电连接，温度监测单元的输入端与稳压电路的输出端电连接，温度监测单元的第一输出端与继电器K的控制端电连接。

本优选方案中，温度监测单元设置有温度超标阈值参数，实现对供电装置的温度状态实时监控。具体地，当供电装置的工作温度高于所预设的温度超标阈值时，温度监测单元向继电器K发出电信号，继电器K断开交流互感器与整流电路之间的连接；当供电装置的工作温度低于温度超标阈值时，温度监测单元停止向继电器K发出电信号，继电器K闭合恢复交流互感器与整流电路之间的连接。

优选地，供电装置还包括用于将温度监测单元的监测结果发送至后台服务器中进行实时监控的射频单元，射频单元的输入端与所述温度监测单元的第二输出端电连接。本优选方案中，射频单元将温度监测单元的监测结果实时发送到后台服务器中进行实时监控，使工作人员能够实时了解供电装置的工作状态，当供电装置温度超标时能够及时对供电装置或负载进行维护。

优选地，供电装置还包括用于将太阳能转化为电能的太阳能电池板、用于减少雷电干扰的防雷保护电路，太阳能电池板的输出端与防雷保护电路的输入端电连接，防雷保护电路的输出端与蓄电池的输入端电连接。本优选方案中的供电装置可以选择通过电流互感器感应取电的方式获得电压，或选择通过太阳能转化为电能的方式获得电压。同时，本优选方案中设置的防雷保护电路能够有效减少雷击浪涌对输出电压造成的损失，同时能够保护负载避免发生故障。

优选地，防雷保护电路包括陶瓷气体放电管G1和G2、聚合物正温度系数热敏电阻PPTC、瞬态电压抑制器TVS1、TVS2、TVS3，其中：

气体放电管G1的一端作为防雷保护电路的正向输入端与太阳能电池板的正向输出端电连接，气体放电管G1的另一端与气体放电管G2的一端电连接，气体放电管G2的另一端作为防雷保护电路的反向输入端与太阳能电池板的反向输出端电连接；气体放电管G1的另一端接地；

气体放电管G1的一端与热敏电阻PPTC的一端电连接，热敏电阻PPTC的另一端与电压抑制器TVS2的一端电连接，电压抑制器TVS2的另一端与电压抑制器TVS3的一端电连接，电压抑制器TVS3的另一端与气体放电管G2的另一端电连接；电压抑制器TVS2的另一端接地；

热敏电阻PPTC的另一端与电压抑制器TVS1的一端电连接，电压抑制器TVS1的另一端与气体放电管G2的另一端电连接；

热敏电阻PPTC的另一端与蓄电池的正向输入端电连接，蓄电池的反向输入端与气体放电管G2的另一端电连接。

优选地，供电装置还包括用于根据蓄电池当前时刻的电压控制蓄电池充电或放电的充放电控制器，其中充放电控制器与蓄电池电连接。本优选方案能够有效延长蓄电池的使用寿命，同时保证供电装置能够为负载提供稳定的输出电压。

优选地，蓄电池为铅酸免维护蓄电池。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：能够为配电线路图像监测设备提供稳定的输出电压，有效延长了蓄电池的使用寿命，同时保证配电线路图像监测设备等负载的正常运行。

附图说明

图1为本实施例的供电装置的结构示意图。

图2为本实施例的防雷保护电路的电路图。

其中，1、电流互感器，2、整流电路，3、稳压电路，4、蓄电池，5、尖端泄放电路，6、温度监测单元，7、射频单元。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，为本实施例的基于配电线路图像监测设备的供电装置的结构示意图。

本实施例的基于配电线路图像监测设备的供电装置包括电流互感器1、取样电阻R、整流电路2、稳压电路3、蓄电池4、尖端泄放电路5、温度监测单元6、射频单元7、取样电阻R、滤波电容C、继电器K。

其中，电流互感器1的输出端与取样电阻R的两端电连接，取样电阻R的两端与整流电路2的输入端电连接，整流电路2的输出端与尖端泄放电路5的输入端电连接，尖端泄放电路5的正向输出端与滤波电容C的正极电连接，尖端泄放电路的反向输出端与滤波电容C的负极电连接，滤波电容C的正极与稳压电路3的正向输入端电连接，滤波电容C的负极与稳压电路3的反向输入端电连接，稳压电路3的输出端与蓄电池4的输入端电连接。

本实施例中，温度监测单元6用于监测整流电路2和稳压电路3的工作温度，温度监测单元6的输入端与稳压电路3的输出端电连接，继电器K的一端与取样电阻R的一端电连接，继电器K的另一端与整流电路2的正向输入端电连接，温度监测单元6的第一输出端与继电器K的控制端电连接，温度监测单元6的第二输出端与射频单元7的输入端电连接。

本实施例中的温度监测单元6采用EMC1413温度传感器。

在具体实施过程中，电流互感器1感应取得的电压依次经整流电路2、尖端泄放电路5、滤波电容C、稳压电路3进行稳压整流调理后，对蓄电池4进行充电。在对通过电流互感器1感应取得的电压进行整流稳压的过程中，温度监测单元6实时监测整流电路2和稳压电路3的工作温度。温度监测单元6预设有温度超标阈值参数，当整流电路2或稳压电路3的工作温度高于温度超标阈值时，温度监测单元6向继电器K发出电信号，继电器K断开电流互感器1与整流电路2的连接；当感应取电模块的工作温度低于温度超标阈值时，温度监测单元6停止向继电器K发出电信号，继电器K恢复与电流互感器1和整流电路2的连接。同时，温度监测单元6所监测的温度信息通过射频单元7发送到后台服务器中进行实时监控，实现对供电装置与负载的实时监控，以便及时对供电装置和负载进行维护。

本实施例的供电装置还包括用于将太阳能转化为电能的太阳能电池板、用于减少雷电干扰的防雷保护电路，太阳能电池板的输出端与防雷保护电路的输入端电连接，防雷保护电路的输出端与蓄电池4的输入端电连接。

本实施例中的防雷保护电路的电路图如图2所示。防雷保护电路包括陶瓷气体放电管G1和G2、聚合物正温度系数热敏电阻PPTC、瞬态电压抑制器TVS1、TVS2、TVS3，其中：

气体放电管G1的一端作为防雷保护电路的正向输入端与太阳能电池板的正向输出端电连接，气体放电管G1的另一端与气体放电管G2的一端电连接，气体放电管G2的另一端作为防雷保护电路的反向输入端与太阳能电池板的反向输出端电连接；气体放电管G1的另一端接地；

气体放电管G1的一端与热敏电阻PPTC的一端电连接，热敏电阻PPTC的另一端与电压抑制器TVS2的一端电连接，电压抑制器TVS2的另一端与电压抑制器TVS3的一端电连接，电压抑制器TVS3的另一端与气体放电管G2的另一端电连接；电压抑制器TVS2的另一端接地；

热敏电阻PPTC的另一端与电压抑制器TVS1的一端电连接，电压抑制器TVS1的另一端与气体放电管G2的另一端电连接；

热敏电阻PPTC的另一端与蓄电池4的正向输入端电连接，蓄电池4的反向输入端与气体放电管G2的另一端电连接。

在具体实施过程中，当100V~1000V电压从防雷保护电路的输入端输入时，放电管G1、G2内气体电离，放电管G1、G2导通，冲击电流被泄放到大地，因此放电管G1、G2组成一级保护电路。而热敏电阻PPTC在正常情况下阻值较低，当输入的电流急剧增大时，热敏电阻PPTC会因急剧上升的温度迅速产生很高的阻抗值，从而限制电流的通过，形成二级保护电路。瞬态电压抑制器TVS1、TVS2、TVS3在承受瞬间高能量脉冲时能在ns级时间内从高阻抗变为低阻抗，并将输出端电压钳制在特定区间，形成三级保护，实现对蓄电池4的多级防雷保护，有效避免雷击浪涌对蓄电池4造成损坏。

本实施例中，可以选择采用电流互感器1感应取电或采用太阳能电池板将太阳能转换为电能的方式获得稳定的输出电压，然后对蓄电池3进行充电，再通过蓄电池4对配电线路图像监测设备等负载进行供电。其中通过电流互感器1感应取电的方式主要是采用电磁感应原理和磁饱和技术，通过电流互感器1感应高压侧的电流获得交流输出的不稳定的电压，再依次通过整流电路2、尖端泄放电路5、滤波电容C和稳压电路3，对输出电压进行稳压整流处理，避免电压尖峰对蓄电池4造成损坏，同时通过温度监测单元6和射频单元7，对整流电路2、尖端泄放电路5和稳压电路3进行实时温度监控，能够有效避免因供电装置中的电路温度过高导致装置烧坏。而采用太阳能电池板将太阳能转换为电能的取电方式中，通过防雷保护电路对太阳能电池板输出的电压进行保护，避免由于雷雨天气遭遇雷电干扰导致整个装置发生故障。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，增设了用于作为备用电源的充电电池和用于对充电电池进行充放电管理的微处理芯片，其中稳压电路3的输出端与微处理芯片的输入端电连接，微处理芯片的输出端与充电电池的输入端电连接，充电电池的输出端与蓄电池4的输入端电连接。

在具体实施过程中，微处理芯片解析经整流电路2、尖端泄放电路5、稳压电路3后输出的电压，当输出电压大于蓄电池4的充电电压时，微处理芯片控制电路同时对蓄电池4和充电电池进行充电；当输出电压等于蓄电池4的充电电压时，微处理芯片控制电路优先对蓄电池4进行充电；当输出电压低于蓄电池4的充电电压时，微处理芯片控制充电电池对蓄电池3进行放电。

本实施例中的微处理芯片为CN3791芯片。

本实施例所增设的用于作为备用电源的充电电池和用于对充电电池进行充放电管理的微处理芯片，能够保证在输电线路断电或电压不足时持续供电，使蓄电池4可以得到安全稳定不间断的电能，从而避免损坏蓄电池4，并保证配电线路图像监测设备能够正常运行。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上，在供电装置中增设了用于根据蓄电池当前时刻的电压控制蓄电池充电或放电的充放电控制器，其中充放电控制器与蓄电池4电连接。

本实施例中的蓄电池为铅酸免维护蓄电池。

在具体实施过程中，充放电控制器中设置有最高电压、最低电压，充放电控制器根据当前时刻蓄电池4的电压控制蓄电池4的充电或放电。当蓄电池4电压超过最高电压时，充放电控制器控制蓄电池4停止充电，防止蓄电池4过充导致损害电池，此时蓄电池4保持放电状态，直到蓄电池4电压恢复到正常电压时，充放电控制器控制蓄电池4恢复充电状态；当蓄电池4电压低于最低电压时，充放电控制器控制蓄电池4停止对配电线路图像监测设备的放电，此时蓄电池4保持充电状态，直到蓄电池4电压恢复到正常电压时，充放电控制器控制蓄电池4恢复对配电线路图像监测设备的放电。

本实施例中增设的充放电控制器能够有效延长蓄电池的使用寿命，同时保证供电装置能够为配电线路图像监测设备提供稳定的输出电压。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于配电线路图像监测设备的供电装置，包括电流互感器和蓄电池，其特征在于：所述供电装置还包括取样电阻R、整流电路、稳压电路，其中所述电流互感器的输出端与取样电阻R的两端电连接，所述取样电阻R的两端与整流电路的输入端电连接，所述整流电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，所述稳压电路的输出端与蓄电池的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述供电装置还包括尖端泄放电路、滤波电容C，其中所述整流电路的输出端与尖端泄放电路的输入端电连接，所述尖端泄放电路的正向输出端与滤波电容C的正极电连接，所述尖端泄放电路的反向输出端与滤波电容C的负极电连接，所述滤波电容C的正极与稳压电路的正向输入端电连接，所述滤波电容C的负极与稳压电路的反向输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述供电装置还包括用于作为备用电源的充电电池和用于对充电电池进行充放电管理的微处理芯片，其中所述稳压电路的输出端与微处理芯片的输入端电连接，所述微处理芯片的输出端与充电电池的输入端电连接，所述充电电池的输出端与蓄电池的输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述供电装置还包括用于监测整流电路和稳压电路的工作温度的温度监测单元、用于控制电流互感器与整流电路之间的通断的继电器K，其中所述继电器K的一端与取样电阻R的一端电连接，所述继电器K的另一端与整流电路的正向输入端电连接，所述温度监测单元的输入端与稳压电路的输出端电连接，所述温度监测单元的第一输出端与继电器K的控制端电连接。

5.根据权利要求4所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述供电装置还包括用于将温度监测单元的监测结果发送至后台服务器中进行实时监控的射频单元，所述射频单元的输入端与所述温度监测单元的第二输出端电连接。

6.根据权利要求1所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述供电装置还包括用于将太阳能转化为电能的太阳能电池板、用于减少雷电干扰的防雷保护电路，所述太阳能电池板的输出端与防雷保护电路的输入端电连接，所述防雷保护电路的输出端与蓄电池的输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述防雷保护电路包括陶瓷气体放电管G1和G2、聚合物正温度系数热敏电阻PPTC、瞬态电压抑制器TVS1、TVS2、TVS3，其中：

所述气体放电管G1的一端作为防雷保护电路的正向输入端与太阳能电池板的正向输出端电连接，所述气体放电管G1的另一端与气体放电管G2的一端电连接，所述气体放电管G2的另一端作为防雷保护电路的反向输入端与太阳能电池板的反向输出端电连接；所述气体放电管G1的另一端接地；

所述气体放电管G1的一端与热敏电阻PPTC的一端电连接，所述热敏电阻PPTC的另一端与电压抑制器TVS2的一端电连接，所述电压抑制器TVS2的另一端与电压抑制器TVS3的一端电连接，所述电压抑制器TVS3的另一端与气体放电管G2的另一端电连接；所述电压抑制器TVS2的另一端接地；

所述热敏电阻PPTC的另一端与电压抑制器TVS1的一端电连接，所述电压抑制器TVS1的另一端与气体放电管G2的另一端电连接；

所述热敏电阻PPTC的另一端与蓄电池的正向输入端电连接，所述蓄电池的反向输入端与气体放电管G2的另一端电连接。

8.根据权利要求1~7任一项所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述供电装置还包括用于根据蓄电池当前时刻的电压控制蓄电池充电或放电的充放电控制器，其中所述充放电控制器与蓄电池电连接。

9.根据权利要求8所述的基于配电线路图像监测设备的供电装置，其特征在于：所述蓄电池为铅酸免维护蓄电池。

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