一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)及一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置。
【背景技術(shù)】：
[0002] 目前，在高電壓的現(xiàn)場通常安裝有電纜接頭測溫系統(tǒng)、導(dǎo)線覆冰狀態(tài)檢測系統(tǒng)等 檢測系統(tǒng)，為了滿足電氣隔離的安全要求，其工作電壓通常不能采用導(dǎo)線從低壓側(cè)供給，因 此常用的電源供給形式有:太陽能供電、激光供電、電流傳感器感應(yīng)取電等，太陽能供電和 激光供電電的方式設(shè)備成本較高且穩(wěn)定性較差，不利于推廣使用。采用感應(yīng)取電的方式進(jìn) 行供電時(shí)，其啟動(dòng)電流過大；目前通常采用感應(yīng)取電線圈與裡電池相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)取電 裝置，但是裡電池的工作溫度存在限制且其充電次數(shù)有限，影響取電裝置的可靠性，同時(shí)， 為了避免在供電中存在供電死區(qū)，取能線圈對于設(shè)計(jì)工藝要求較高，給設(shè)計(jì)生產(chǎn)帶來困擾。 【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0003] 本實(shí)用新型了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝 置，它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，采用兩個(gè)電流互感器配合使用，可把啟動(dòng)電流降到16A，結(jié)合超級(jí)電容 后，不存在供電死區(qū)，可靠性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，有利于推廣使用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問 題。
[0004] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置，包括套設(shè)在線纜外側(cè)的CTl取能線圈和 CT2取能線圈，所述CTl取能線圈為一電流互感器，所述CT2取能線圈為一帶氣隙的電流互感 器，在CTl取能線圈的兩輸出端并聯(lián)用于調(diào)整電流的第一前端調(diào)整電路，在CT2取能線圈的 兩端并聯(lián)一用于調(diào)整電流的第二前端調(diào)整電路，兩前端調(diào)整電路分別與一用于切換取能線 圈供電的自動(dòng)切換電路相連，自動(dòng)切換電路通過一用于調(diào)整輸出電壓的后端調(diào)整電路與負(fù) 載相連，所述自動(dòng)切換電路包括與第一前端調(diào)整電路相連的二極管DlO和與第二前端調(diào)整 電路相連的二極管Dll;所述第一前端調(diào)整電路和第二前端調(diào)整電路均包括依次并聯(lián)在取 能線圈上的調(diào)整電阻、電流沖擊保護(hù)電路，整流濾波電路，第二前端調(diào)整電路還包括電壓取 樣電路，電壓采樣電路與一繼電器控制電路的一端連接，繼電器控制電路的另一端分別通 過一電阻R3與一導(dǎo)線與第一前端調(diào)整電路的并聯(lián)端相連，第一前端調(diào)整電路的整流濾波電 路與二極管DlO相連，第二前端調(diào)整電路的整流濾波電路與二極管Dll相連。
[0006] 所述后端調(diào)整電路包括一過壓保護(hù)電路，過壓保護(hù)電路的一端與自動(dòng)切換電路輸 出端相連，另一端與整流濾波電路的輸入端相連，在過壓保護(hù)電路的兩端依次并聯(lián)有第一 升降壓穩(wěn)壓模塊，超級(jí)電容和第二升降壓穩(wěn)壓模塊，第二升降壓穩(wěn)壓模塊與負(fù)載相連。
[0007] 本實(shí)用新型采用上述方案，采用兩個(gè)電流互感器配合使用，啟動(dòng)電流降到16A，結(jié) 合超級(jí)電容后，不存在供電死區(qū)，可靠性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，有利于推廣使用。
【附圖說明】：
[0008] 圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖中，1、CT1取能線圈，2、CT2取能線圈，3、第一前端調(diào)整電路，4、第二前端調(diào)整電 路，5、繼電器控制電路，6、調(diào)整電阻，7、電流沖擊保護(hù)電路，8、整流濾波電路，9、電壓取樣電 路，10、過壓保護(hù)電路，11、第一升降壓穩(wěn)壓模塊，12、第二升降壓穩(wěn)壓，13、負(fù)載，14、超級(jí)電 容。
【具體實(shí)施方式】：
[0010] 為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對本實(shí) 用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0011] 如圖1所示，一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置，包括套設(shè)在線纜外側(cè)的CTl 取能線圈1和CT2取能線圈2,所述CTl取能線圈1為一電流互感器，所述CT2取能線圈2為一帶 氣隙的電流互感器，在CTl取能線圈1的兩輸出端并聯(lián)用于調(diào)整電流的第一前端調(diào)整電路3， 在CT2取能線圈2的兩端并聯(lián)一用于調(diào)整電流的第二前端調(diào)整電路4,兩前端調(diào)整電路分別 與一用于切換取能線圈供電的自動(dòng)切換電路相連，自動(dòng)切換電路通過一用于調(diào)整輸出電壓 的后端調(diào)整電路與負(fù)載13相連，所述自動(dòng)切換電路包括與第一前端調(diào)整電路3相連的二極 管DlO和與第二前端調(diào)整電路4相連的二極管Dll;所述第一前端調(diào)整電路3和第二前端調(diào)整 電路4均包括依次并聯(lián)在取能線圈上的調(diào)整電阻6、電流沖擊保護(hù)電路7,整流濾波電路8,第 二前端調(diào)整電路4還包括電壓取樣電路9,電壓采樣電路9與一繼電器控制電路5的一端連 接，繼電器控制電路5的另一端分別通過一電阻R3與一導(dǎo)線與第一前端調(diào)整電路3的并聯(lián)端 相連，第一前端調(diào)整電路3的整流濾波電路8與二極管DlO相連，第二前端調(diào)整電路4的整流 濾波電路8與二極管Dll相連。
[0012] 所述后端調(diào)整電路包括一過壓保護(hù)電路10,過壓保護(hù)電路10的一端與自動(dòng)切換電 路輸出端相連，另一端與整流濾波電路8的輸入端相連，在過壓保護(hù)電路10的兩端依次并聯(lián) 有第一升降壓穩(wěn)壓模塊11，超級(jí)電容14和第二升降壓穩(wěn)壓模塊12,第二升降壓穩(wěn)壓模塊12 與負(fù)載13相連。
[OOU] 所述CTl取能線圈1和CT2取能線圈2的參數(shù)為:變比K= 1000/5,其內(nèi)部二次側(cè)線圈 應(yīng)數(shù)為200，額定容量為IOVA，其初始磁導(dǎo)率為lOOOH/m，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs = 2.03T，平均磁 路1 = 394mm,線圈外徑D = 98mm，內(nèi)徑d = 68mm，高度a= 13mm，鐵忍的有效面積S= 195mm2,疊 片系數(shù)A = O. 95，真空磁導(dǎo)率叫=仙X l〇-7H/m。
[0014] 所述CTl最大能帶電阻為0.4 Q，所W帶大電阻負(fù)載后，根據(jù)下式安培環(huán)路定律得 一次電流、二次電流和勵(lì)磁電流關(guān)系
[0015] 孤喝、-誠喝m (1)
[0016] 其中ii為一次電流，4二次等效電流im勵(lì)磁電流。二次電流減小，一次電流一定，勵(lì) 磁電流就會(huì)增大，非常容易飽和，故所采取的方法是隨著一次母線電流值的增加，相應(yīng)的并 聯(lián)接入二次側(cè)電阻(此處會(huì)在前端調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)），從而減小負(fù)載等效電阻，使其勵(lì)磁電流 減小，重新工作在線性區(qū)。
[0017] 二次側(cè)感應(yīng)有效電壓值，有下式
但）
[0019]經(jīng)計(jì)算，CTl取能線圈I的啟動(dòng)電流約化6A。
[0020]所述CT2取能線圈2通過加氣隙的方式來減小其相對磁導(dǎo)率，設(shè)最大勵(lì)磁電流為 二1()(腥，那么根據(jù)
斌
[0022] 計(jì)算出相對磁導(dǎo)率為iieq = 366.53,再根據(jù)下式
(4)
[0024] 得，所加氣隙為S S 1.07mm。
[00巧]經(jīng)計(jì)算，CT2取能線圈2的啟動(dòng)電流約為220A。
[00%] 當(dāng)一次電流在0-1OOOA時(shí)，若一次電流為16A-220A時(shí)，通過自動(dòng)切換電路中肖特基 二極管DlO的導(dǎo)通，Dll截止，此時(shí)CTl取能線圈1投入工作，當(dāng)一次電流為120A時(shí)，繼電器控 制電路5將電阻并入CTl取能線圈1輸出端，使線圈保持工作在線性區(qū)；通過改變并聯(lián)在CTl 取能線圈1兩端的調(diào)整電阻6的電阻值即可減小負(fù)載等效電阻，W便使勵(lì)磁電流減小，防止 其過早飽和。當(dāng)一次電流為220A-1000A時(shí)，繼電器控制電路引尋CTl取能線圈1輸出端短路， 并且自動(dòng)切換電路中肖特基二極管Dll的導(dǎo)通，DlO截止，此時(shí)CT2取能線圈2投入工作； [0027]兩前端調(diào)整電路中的電流沖擊保護(hù)電路7能夠起到保護(hù)電路的作用，整流濾波電 路8能夠?qū)﹄娏鬟M(jìn)行整流濾波調(diào)整，經(jīng)過整流濾波的電流通過自動(dòng)切換電路進(jìn)入后端調(diào)整 電路，后端調(diào)整電路中的第一升降壓穩(wěn)壓模塊11和第二升降壓穩(wěn)壓模塊11能夠?qū)﹄妷哼M(jìn)一 步起到穩(wěn)定作用，W便適用于負(fù)載。
[00%]當(dāng)一次電流在0-16A時(shí)，超級(jí)電容14放電對負(fù)載進(jìn)行供電，保證了供電穩(wěn)定無死 區(qū)。
[0029] 采用本實(shí)用新型的雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置，采用兩個(gè)電流互感器配合 使用，不存在供電死區(qū)，可靠性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，有利于推廣使用。
[0030] 本實(shí)用新型未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置，其特征在于:包括套設(shè)在線纜外側(cè)的CT1取 能線圈和CT2取能線圈，所述CT1取能線圈為一電流互感器，所述CT2取能線圈為一帶氣隙的 電流互感器，在CT1取能線圈的兩輸出端并聯(lián)用于調(diào)整電流的第一前端調(diào)整電路，在CT2取 能線圈的兩端并聯(lián)一用于調(diào)整電流的第二前端調(diào)整電路，兩前端調(diào)整電路分別與一用于切 換取能線圈供電的自動(dòng)切換電路相連，自動(dòng)切換電路通過一用于調(diào)整輸出電壓的后端調(diào)整 電路與負(fù)載相連，所述自動(dòng)切換電路包括與第一前端調(diào)整電路相連的二極管D10和與第二 前端調(diào)整電路相連的二極管D11;所述第一前端調(diào)整電路和第二前端調(diào)整電路均包括依次 并聯(lián)在取能線圈上的調(diào)整電阻、電流沖擊保護(hù)電路，整流濾波電路，第二前端調(diào)整電路還包 括電壓取樣電路，電壓采樣電路與一繼電器控制電路的一端連接，繼電器控制電路的另一 端分別通過一電阻R3與一導(dǎo)線與第一前端調(diào)整電路的并聯(lián)端相連，第一前端調(diào)整電路的整 流濾波電路與二極管D10相連，第二前端調(diào)整電路的整流濾波電路與二極管D11相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置，其特征在于:所述后 端調(diào)整電路包括一過壓保護(hù)電路，過壓保護(hù)電路的一端與自動(dòng)切換電路輸出端相連，另一 端與整流濾波電路的輸入端相連，在過壓保護(hù)電路的兩端依次并聯(lián)有第一升降壓穩(wěn)壓模 塊，超級(jí)電容和第二升降壓穩(wěn)壓模塊，第二升降壓穩(wěn)壓模塊與負(fù)載相連。
【專利摘要】一種雙電流互感器感應(yīng)切換式取電裝置，包括套設(shè)在線纜外側(cè)的取能線圈CT1和取能線圈CT2，所述取能線圈CT1為一電流互感器，所述取能線圈CT2為一帶氣隙的電流互感器，當(dāng)一次母線電流在16A-220A時(shí)，主要CT1感應(yīng)出電能經(jīng)第一前端調(diào)理電路為后端供電；當(dāng)一次母線電流在220A-1000A時(shí)，CT2工作感應(yīng)出電能第二前端調(diào)理電路為后端供電，CT1被短路保護(hù)；通過后端調(diào)理電路中的超級(jí)電容，可以保證在0A-16A可靠供電；因此可以保證線路電流在0A-1000A時(shí)，保證高壓側(cè)在線監(jiān)測設(shè)備無死區(qū)供電。本實(shí)用新型采用上述方案，采用兩個(gè)電流互感器配合使用，啟動(dòng)電流降到16A，結(jié)合超級(jí)電容后，不存在供電死區(qū)，可靠性強(qiáng)，安裝簡單，生產(chǎn)成本低，有利于推廣使用。
【IPC分類】H02J50/10
【公開號(hào)】CN205141845
【申請?zhí)枴緾N201521003976
【發(fā)明人】劉驥, 宗榜馗, 張顯亮, 張大寧, 尹夢涵, 何亞倩, 陳昕, 李思聰
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月7日