RU114236U1 - Интегрированная система передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи - Google Patents
Интегрированная система передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи Download PDFInfo
- Publication number
- RU114236U1 RU114236U1 RU2011142840/07U RU2011142840U RU114236U1 RU 114236 U1 RU114236 U1 RU 114236U1 RU 2011142840/07 U RU2011142840/07 U RU 2011142840/07U RU 2011142840 U RU2011142840 U RU 2011142840U RU 114236 U1 RU114236 U1 RU 114236U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- cable
- electrical energy
- optic cable
- metal component
- Prior art date
Links
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
1. Интегрированная система передачи электрической энергии и данных, содержащая генератор переменного напряжения, приемники-преобразователи электрической энергии с высокочастотными трансформаторами, отличающаяся тем, что она снабжена оптоволоконным кабелем с металлическим компонентом, один вывод высокочастотного трансформатора подсоединен к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля, второй вывод трансформатора заземлен, устройства-потребители подключены посредством приемников-преобразователей к проводникам, прибандажированным к оптоволоконному кабелю в местах установки оборудования. ! 2. Интегрированная система передачи электрической энергии и данных по п.1, отличающаяся тем, что проводники могут быть подключены посредством гальванического контакта к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к системам питания и распределения электрической энергии с использованием электромагнитных волн.
Известна система электропитания удаленных потребителей на основе однопроводной системы передачи электроэнергии В.С.Григорчука (патент РФ № 2120170, МПК H02J 1/00, опубл. 10.10.1998), предназначенная для передачи постоянного тока. Однопроводная система содержит передающую подстанцию с генератором, повышающим трансформатором и конденсаторной батареей, высоковольтную линию, принимающую подстанцию с устройством формирования отрицательного потенциала и высоковольтный приемный конденсатор. Передающая подстанция формирует положительные заряды электричества и передает их на принимающую подстанцию, которая преобразует полученные положительные заряды в переменный трехфазный ток стандартной частоты и подает его потребителю.
Недостатками системы является сложность конструкции, большие габариты генерирующей и принимающей подстанции, связанной с необходимостью применения конденсаторов большой емкости и высокого рабочего напряжения, а также с небольшим эффективным расстоянием электропередачи.
Наиболее близкими к предлагаемому техническому решению является устройство питания электротехнических устройств (патент РФ № 2108649, МПК H02J 3/00, опубл. 10.04.1998). Описываемая система содержит генератор переменного напряжения с перестраиваемой частотой, высокочастотный трансформатор Тесла, соединения одного из выводов высоковольтной обмотки с одной из входных клемм питаемого устройства и установления резонансных колебаний. Второй вывод трансформатора изолирован.
Предлагаются различные варианты схемных решений генератора и приемника-преобразователя.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, вызванная необходимостью создания специализированных высоковольтных линий передачи электроэнергии и необходимостью поддержания резонансных колебаний при меняющихся характеристиках линий в реальных погодных условиях эксплуатации. Также недостатком является высокие первоначальные затраты на создание специализированных линий электропередач.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции интегрированной системы передачи электрической энергии и данных, расширение функциональных возможностей системы, возможность использования уже созданных линий передачи данных для трансляции электрической энергии, унифицированное использование имеющихся систем для передачи электрической энергии, а также повышение электробезопасности.
Решение этой задачи достигается тем, что известная система передачи электрической энергии и данных, содержащая генератор переменного напряжения, устройства-потребители электрической энергии, высокочастотный трансформатор, снабжена оптоволоконным кабелем с металлическими компонентами. Один вывод высокочастотного трансформатора подсоединен к металлическим компонентам оптоволоконного кабеля, второй вывод трансформатора заземлен, устройства-потребители электрической энергии подключены к оптоволоконному кабелю в местах установки оборудования посредством приемников-преобразователей. Устройства-потребители электрической энергии подключены к отрезкам проводника, прибандажированного к оптоволоконному кабелю в местах установки оборудования.
Сущность данного решения поясняется рисунком 1, на котором показана схема интегрированной системы передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи, как пример конкретного выполнения.
Блокам, устройствам и деталям системы присвоены следующие позиции:
1. Генератор электромагнитной волны;
2. Приемник-преобразователь;
3. Оптоволоконный кабель с силовыми металлическими компонентами;
4. Опорный коммутатор связи с оптическими портами ввода-вывода;
5. Оптоэлектронный преобразователь связи;
6. Точки доступа Wi-Fi;
7. Видеокамера;
8. Коммутатор связи с оптическим портом доступа;
9. Локальная сеть передачи данных;
10. Глобальная сеть передачи данных;
11. Торшер уличного освещения;
12. Согласующий элемент;
13. Другие потребители электроэнергии;
14. Импульсный блок питания оборудования.
Генератор 1 с перестраиваемой частотой колебаний и выходным повышающим трансформатором напряжения одним из выводов присоединен к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля с помощью согласующих элементов, минимизирующих отражения электромагнитной волны при распространении вдоль волновода. Второй вывод повышающего трансформатора заземлен. Схема генератора 1 дополнительно содержит контур обратной связи, позволяющий изменением частоты колебаний поддерживать расчетный уровень амплитуды переменного напряжения на выходе генератора при изменении количества подключенных потребителей, потребляемой мощности, распределенных характеристик длинной линии передачи электроэнергии и т.д.. Приемники-преобразователи 2 обеспечивают расчетное постоянное выходное напряжение для электропитания потребителей электроэнергии. Устройства приемников-преобразователей 2 содержат в своем составе выпрямительный блок с фильтрами сглаживания пульсаций и понижающий трансформатор, один из выводов первичной обмотки которого заземляется. Второй вывод этой обмотки может подключаться к линии электропередачи двумя возможными способами. В первом случае вывод гальванически подключается к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля 3. Во втором случае к защитной изоляции оптоволоконного кабеля бандажируется отрезок проводника без повреждения изоляции и без гальванического присоединения. Суммарная мощность подключенных к линии потребителей электроэнергии не должна превышать максимальной выходной мощности генератора.
Основным элементом интегрированной системы передачи электрической энергии и данных является оптоволоконный кабель связи (3), имеющий в своем составе металлические силовые компоненты - трос или проволоку для повышения механической прочности кабеля при воздушной подвеске на опорах и прокладке кабеля механизированным способом в кабельной канализации и металлическую защитную ленточную оболочку защиты кабеля. Металлическая оболочка кабеля защищает от порывов в процессе эксплуатации при проведении различных земляных, строительных или ремонтных работ.
Генератор электромагнитной волны (1) формирует высокочастотный высоковольтный синусоидальный сигнал с использованием трех последовательно соединенных повышающих трансформаторов Т1, Т2, Т3, где вывод трансформатора Т3 заземлен, а вывод трансформатора Т1 подключен к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля (3). Использование трех последовательно подключенных трансформаторов снижает межвитковую напряженность электрического поля и, как следствие, снижает требования к межвитковой и межслойной изоляции провода катушек, а также повышает общую мощность при трансформации напряжения.
Приемник-преобразователь энергии электромагнитной волны в постоянный электрический ток (2) состоит из двух последовательно подключенных многовитковых понижающих трансформаторов Т4, Т5 и выпрямительного блока. Один из выводов трансформатора Т4 подключен к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля (3). Вывод трансформатора Т5 заземлен. Концы вторичных катушек трансформаторов Т4 и Т5 через выпрямительный блок формируют заданный уровень постоянного напряжения, питающий стандартные импульсные блоки питания (14) оптоэлектронных преобразователей связи (5), коммутаторов связи (8), имеющих оптический вход, точек беспроводного доступа Wi-Fi (6), цифровых камер систем видеонаблюдения (7), торшеров светодиодных ламп уличного освещения (11) и других потребителей электроэнергии (13). Интегрированная система передачи электрической энергии и данных обеспечивает электропитание множества приемников-преобразователей, количество которых ограничивается мощностью генератора электромагнитной волны. В качестве потребителей электрической энергии могут выступать любые устройства, имеющие в своем составе источники импульсного электропитания, рассчитанные на входное питающее напряжение от 110 до 240 вольт переменного тока 50 Гц.
Принцип действия интегрированной системы передачи электрической энергии данных состоит в следующем. Источник электроэнергии формирует высокочастотную электромагнитную волну, распространяющуюся вдоль металлического компонента оптоволоконного кабеля, используемого в качестве волновода. Приемник-преобразователь обеспечивает преобразование части электромагнитной энергии, распространяющейся вдоль кабеля, в постоянный электрический ток, пропекаемый по замкнутому контуру через нагрузку.
Использование полезной модели позволяет обеспечить устойчивый режим питания различных потребителей малой мощности, снизить потери энергии на нагрев проводников, увеличить длину линии электропитания без установки дополнительных дорогостоящих подстанций.
Упрощение конструкции, снижение начальных и текущих затрат на обслуживание сетей связи и электропитания достигается за счет совмещения функций передачи цифровых и аналоговых информационных сигналов и функций передачи электрической энергии в единой кабельной системе оптоволоконных линий связи.
Передача электрической энергии с помощью электромагнитных волн обеспечивает значительное повышение электробезопасности системы в сравнении с традиционными линиями электропередачи напряжением 220 и 380 вольт с частотой 50 Гц. Данный эффект объясняется передачей электрической энергии на повышенной частоте, где при контакте человеческого тела с токопроводящими элементами протекание токов сопровождается скин-эффектом. Протекающие токи концентрируются в поверхностном слое ороговевшей части кожного покрова и не оказывают существенного воздействия на жизненно важные органы человека. Для повышения потребительских свойств интегрированной системы передачи электрической энергии и данных, расчетное значение переменного напряжения в линии не должно превышать 1000 вольт относительно потенциала земли. В этом случае проведение монтажных и ремонтных работ возможно силами специалистов-электриков, большинство из которых имеет допуск на работу на установках до 1000 вольт.
Claims (2)
1. Интегрированная система передачи электрической энергии и данных, содержащая генератор переменного напряжения, приемники-преобразователи электрической энергии с высокочастотными трансформаторами, отличающаяся тем, что она снабжена оптоволоконным кабелем с металлическим компонентом, один вывод высокочастотного трансформатора подсоединен к металлическому компоненту оптоволоконного кабеля, второй вывод трансформатора заземлен, устройства-потребители подключены посредством приемников-преобразователей к проводникам, прибандажированным к оптоволоконному кабелю в местах установки оборудования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142840/07U RU114236U1 (ru) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Интегрированная система передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142840/07U RU114236U1 (ru) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Интегрированная система передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU114236U1 true RU114236U1 (ru) | 2012-03-10 |
Family
ID=46029529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011142840/07U RU114236U1 (ru) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Интегрированная система передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU114236U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626815C2 (ru) * | 2015-10-14 | 2017-08-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ и устройство передачи электрической энергии |
-
2011
- 2011-10-25 RU RU2011142840/07U patent/RU114236U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626815C2 (ru) * | 2015-10-14 | 2017-08-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ и устройство передачи электрической энергии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2459340C2 (ru) | Способ и устройство для передачи электрической энергии | |
RU2474031C2 (ru) | Способ и устройство для передачи электрической энергии (варианты) | |
RU2012102801A (ru) | Система передачи и распределения электроэнергии | |
CN102340138B (zh) | 一种建筑供配电系统 | |
JPWO2013076936A1 (ja) | 発電システムおよび無線電力伝送システム | |
CN101447699A (zh) | 高压输电线在线除冰机器人的电磁感应耦合电源装置 | |
CN108258780A (zh) | 一种高压输电线路用电设备无线供电系统 | |
Zamani et al. | A review of inductive power transfer for electric vehicles | |
CN105811569B (zh) | 一种高压直流断路器用混合式供能系统 | |
CN101369743A (zh) | 一种新型无线电源装置 | |
RU114236U1 (ru) | Интегрированная система передачи электрической энергии и данных на основе оптоволоконного кабеля связи | |
US9548610B2 (en) | Control method for arranging DC/AC converters in parallel | |
Vasquez-Arnez et al. | Tap-off power from the overhead shield wires of an HV transmission line | |
Kumar et al. | Wireless power transmission | |
RU134710U1 (ru) | Система электропитания сетевого оборудования поверх оптоволоконного кабеля | |
KR101733315B1 (ko) | 멀티 탭 트랜스포머를 이용한 에너지 하베스팅 시스템 | |
RU132930U1 (ru) | Однопроводная резонансная система передачи электрической энергии | |
RU124074U1 (ru) | Система передачи электроэнергии постоянным током высокого напряжения | |
RU2662796C1 (ru) | Система электрического освещения | |
CN217087518U (zh) | 一种单导线远距离传输电能系统 | |
CN105429317B (zh) | 无线输电系统、发射装置、接收装置及终端 | |
CN105594085A (zh) | 电能传输 | |
RU87581U1 (ru) | Устройство для электроснабжения подводного аппарата с судна-носителя с компенсацией реактивной мощности в кабель-тросе | |
RU118804U1 (ru) | Устройство для реверсивной передачи электрической энергии (варианты) | |
KR101894320B1 (ko) | 멀티 탭 트랜스포머를 이용한 에너지 하베스팅 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140708 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161026 |