一种电力设备野外报警装置的取电设备

摘要

本发明公开了本发明提供一种电力设备野外报警装置取电设备，包括取电单元、调整装置、存储单元和电力传输系统；本设备可以在无可用的低压交流电源的情况下，通过采集电力传输系统中接地引流的接地线中的数安培电流，对报警装置进行供电，在连接电力传输系统时采用将接地线串入互感器初级和绝缘变换的方法进行取电，同时又达到对电力传输系统的泄放电流的目的，并且不会影响电力传输系统的正常运行。

权利要求

1.一种电力设备野外报警装置的取电设备，包括取电单元、调整装置、存储单元和电力传输系统；

调整装置是为了实现将从取电单元处获得第一级电流通过调整为第四级电流，并传输给存储单元；

存储单元是为了实现从调整装置处获得第四级电流，进行存储，并将电流传输给使用设备；

电力传输系统是为了实现为取电单元提供电源；

其特征在于：所述取电单元是收集电力传输系统中接地的泄流电缆中的交流电流，进而形成一条取电过程；取电单元利用互感器电磁互感的原理从电力传输系统中获得电流；

所述互感器输出后连接限压分流电路，用于防止对存储单元过充电；

所述互感器是环形互感器，在互感器的上端设置有两个金属接线板，金属接线板连接在互感器的初级线圈上，在金属接线板上分别设置有圆形孔，用以固定串入泄流电缆，泄流电缆上的电流引入互感器后在磁环上产生磁感线，并通过互感器下端基座上的两个连接于互感器的次级线圈上的基脚，向整流单元传输电流；

所述第四级电流对存储单元进行充电，存储单元再通过电路对终端单元供电，所述终端单元为野外报警装置；所述取电设备包含多条取电过程，用于由多条取电过程对泄流电缆进行取电。

2.根据权利要求1所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：所述调整装置包括整流单元、滤波单元和稳压单元；

整流单元是为了实现从取电单元处接收到第一级电流转变为第二级电流，并将第二级电流传输给滤波单元；

滤波单元是为了实现从整流单元处得到的第二级电流中滤除高频成分的操作，也是抑制和防止干扰的过程，并将第三级电流传输给稳压单元；

稳压单元是为了实现限制最大的电压，使输出电压保持恒定，并输出第四级电流。

3.根据权利要求2所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：所述第一级电流为基波频率为50Hz的交流电，所述第二级电流为脉动直流电，所述第三级电流为直流电，所述第四级电流为直流电。

4.根据权利要求1或2所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：通过取电单元获得第一级电流，所述的第一级电流通过整流单元将交流电转变为第二级电流，再通过滤波单元对所述第二级电流进行过滤形成第三级电流，再通过稳压单元得到第四级电流。

5.根据权利要求1所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：所述取电单元和调整装置为一条单独的取电过程。

6.根据权利要求5所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：所述一种电力设备野外报警装置的取电设备至少包括一条单独的取电过程。

7.根据权利要求2所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：经过所述稳压单元输出多组稳定的直流电，以并联的方式输出，以增大对存储单元充电的电流。

8.根据权利要求1所述的一种电力设备野外报警装置的取电设备，其特征在于：所述互感器的初级线圈为多级线圈，以增加电能的输入。

说明书

一种电力设备野外报警装置的取电设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种野外取电设备，更具体的说，本发明主要涉及一种电力设备野外报警装置的取电设备。

背景技术

[0002] 电力系统防入侵报警系统是一种为防止或预防非本系统人员非法进入警戒区域的系统，用于电力传输干线的系统设备大多数为野外安装，虽然系统中传输很高功率的电能，但因电压很高，比如110kV、220kV等，直接通过变压的方法取得低压交流电为报警系统供电并不容易实现。

[0003] 在系统中无可用的低压交流电源的背景下，传统的方法采用太阳能电池板、风力发电机、蓄电池组及管理电路构成小功率电源系统。其缺点是太阳能和风能都是不稳定的能源，阴天和无风的天气比例较大，构成能持续提供能源的电源，要么系统庞大，要么持续供电功率较小。有些应用场合不允许或不可能安装太阳能电池板和风力发电机。

[0004] 电力传输系统中，用于系统接地引流的接地线中通常都有数安培的电流流过，接地线保护的通常为电缆外壳或外管道，防止感应电荷的积聚或交流电场形成外层的感应电压。感应电压过高将影响系统绝缘。如果产生放电，将导致材料损坏。接地线中的电流有数安培，且内阻较小。采用串入绝缘变换的方法将其一部分能量取出，既达到泄放电流的目的，又可获得部分功率为报警系统供电。

[0005] 现有技术用电流互感器的原理从电力传输干线中取电，但不能解决野外工作的报警设备取电的问题。考虑到现有技术不能解决该问题，本发明提供一种取电的方法，来解决野外取电的问题。

发明内容

[0006] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电力设备野外报警装置的取电设备。

[0007] 考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

[0008] 本发明提供一种电力设备野外报警装置的取电设备，包括取电单元、调整装置、存储单元和电力传输系统；

[0009] 调整装置是为了实现将从取电单元处获得第一级电流通过调整为第四级电流，并传输给存储单元；

[0010] 存储单元是为了实现从调整装置处获得第四级电流，进行存储，并将电流传输给使用设备；

[0011] 电力传输系统是为了实现为取电单元提供电源；

[0012] 所述取电单元是收集电力传输系统中接地的泻流电缆中的交流电流；取电单元利用互感器电磁互感的原理从电力传输系统中获得电流。

[0013] 更进一步技术方案是：所述调整装置包括整流单元、滤波单元和稳压单元；

[0014] 整流单元是为了实现从取电单元处接收到第一级电流转变为第二级电流，并将第二级电流传输给滤波单元；

[0015] 滤波单元是为了实现从整流单元处得到的第二级电流中滤除高频成分的操作，也是抑制和防止干扰的过程，并将第三级电流传输给稳压单元；

[0016] 稳压单元是为了实现限制最大的电压，使输出电压保持恒定，并输出第四级电流。

[0017] 更进一步技术方案是：所述第一级电流为基波频率为50Hz的交流电，所述第二级电流为脉动直流电，所述第三级电流为直流电，所述第四级电流为直流电。

[0018] 更进一步技术方案是：通过取电单元获得第一级电流，所获得第一级电流，通过整流单元将交流电转变为第二级电流，再通过滤波单元对所述第二级电流进行过滤形成第三级电流，再通过稳压单元得到第四级电流。

[0019] 更进一步技术方案是：所述取电单元和调整单元为一条单独的取电过程。

[0020] 更进一步技术方案是：所述电力设备野外报警装置的取电设备至少包括一条单独的取电回路。

[0021] 更进一步技术方案是：所述经过稳压单元输出多组的稳定的直流电，以并联的方式输出，以增大对电池组充电的电流。

[0022] 更进一步技术方案是：所述调节装置输出稳定的直流电到限压分流电路，以防止对存储单元过充电。

[0023] 更进一步技术方案是：所述互感器的初级线圈为多级线圈，以增加电能的输入。

[0024] 更进一步技术方案是：所述第四级电流对存储单元进行充电，存储单元再通过电路对终端单元供电，所述终端单元为野外报警装置。

[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：传统的方法采用太阳能电池板、风力发电机、蓄电池组及管理电路构成的小功率电源系统，其缺点是受天气影响较大或者设备系统庞大，不能形成稳定的电源。本方法可以在无可用的低压交流电源的情况下，通过采集电力传输系统中接地引流的接地线中的数安培电流，经过变换对报警装置进行供电，在连接电力传输系统时串入互感器进行取电，同时又达到对电力传输系统泄放电流的目的，并且不会影响电力传输系统的正常运行。

附图说明

[0026] 图1为本发明结构框图；

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本发明做进一步阐述。

[0028] 如图1所示，本发明的其中一种电力设备野外报警装置的取电设备。

[0029] 考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

[0030] 本发明提供一种电力设备野外报警装置的取电设备，包括取电单元1、调整装置8、存储单元5和电力传输系统6；

[0031] 调整装置8是为了实现将从取电单元1处获得第一级电流通过调整为第四级电流，并传输给存储单元5；

[0032] 存储单元5是为了实现从调整装置8处获得第四级电流，进行存储，并将电流传输给终端单元7，终端单元7包括野外报警装置；

[0033] 电力传输系统6是为了实现为取电单元1提供电源；

[0034] 所述取电单元1是收集电力传输系统6中接地的泻流电缆中的交流电流；取电单元1利用互感器电磁互感的原理从电力传输系统6中获得电流。

[0035] 取电单元1包括大电流互感器，互感器是电流互感器和电压互感器的统称，将高电压变成低电压，大电流变成小电流的设备。电力传输系统中，用于系统接地引流的接地线中通常都有数安培的电流流过，接地线保护的通常为电缆外壳或外管道，防止感应电荷的积聚或交流电场形成外层的感应电压。感应电压过高将影响系统绝缘，如果产生放电，将导致材料损坏。接地线中的电流有数安培，且内阻较小。采用绝缘的方法将其一部分能量取出，既达到泄放电流的目的，又可获得部分功率为报警系统供电。

[0036] 根据本发明的一个更优选的实施例，所述调整装置8包括整流单元2、滤波单元3和稳压单元4；

[0037] 整流单元2是为了实现从取电单元1处接收到第一级电流转变为第二级电流，并将第二级电流传输给滤波单元3，整流单元2接收到第一级电流后就会通过其内部的整流电路，对第一级电流利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。在交流电源的作用下，整流二极管周期性地导通和截止，使负载得到脉动直流电，所述的脉动直流电就为第二级电流，对于本实施来说最优的选择是桥式整流电路；

[0038] 滤波单元3是为了实现从整流单元2处接收到第二级电流中高频滤除的操作，是抑制和防止干扰的过程，所述的滤波单元包括滤波器，所述滤波器是只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，本发明中就是将高频率电流阻止掉，只允许直流通过形成第三级电流，并将第三级电流传输给稳压单元4；

[0039] 稳压单元4是为了实现将输出电压限制在一个最大值。所述稳压单元4包括稳压电路，输入的多余的电流由并联稳压电路分流。

[0040] 根据本发明的另一个更为优选的实施例，通过取电单元1获得第一级电流，所获得第一级电流电通过整流单元2将交流电转变为第二级电流，再通过滤波单元3对所述第二级电流进行过滤形成第三级电流，再通过稳压单元4得到第四级电流，取电单元1从泄流电缆中获取的交流电通过整流、滤波和稳压的过程获得适合于报警装置使用电压，而整流、滤波和稳压过程的先后顺序可以根据具体的实际情况进行调换，而这种顺序上的调换，在同领域技术人员眼中是显而易见的。

[0041] 根据本发明的更加优选的一个实施例，所述取电过程1使用的取电装置，是使用互感器将高电压转变成低电压的原理进行。根据电磁感应定律可知取电线圈副边输出电压E2在磁芯未饱和时的瞬时表达式为:

[0042] E2=-j4.44fN2Φm

[0043] 式中:f为输电线路电流频率;N2为副边线圈匝数;Φm为取电线圈磁芯内通过的磁通。

[0044] 根据全电流定律可知:

[0045] Φm=BmS=μHmS

[0046] Hm=1.414N1Iu/l

[0047] 式中:Φm为取电线圈磁芯内通过的磁通有效值;Bm为取电线圈磁芯内磁感应强度的有效值;Hm为取电线圈磁芯内磁场强度的有效值;S为取电线圈磁芯截面积;μ为磁芯的磁导率;l为取电线圈磁芯磁路长度;N1为取电线圈原边匝数;Iμ为取电线圈磁化电流有效值。根据变压器的磁动势平衡方程式可得:

[0048] I1N1+I2N2=ImN1

[0049] 式中:I1为输电线路电流;I2为取电线圈副边输出电流;Im为取电线圈励磁电流。

[0050] 当磁芯工作在线性区时可以近似认为μ为定值。由式(4)可知P有以下几个特性:（1）在磁化电流小于饱和电流时,存在一个最大输出功率点,且最大功率输出仅与磁芯的磁导率、磁路长度及截面积、一次侧电流有关,与副边线圈匝数无关。（2）在磁芯的线2
性工作区,Iμ=1.414I1/2时,取电线圈的最大输出功率Pmax=3.14fμSI1/l,此时θ=45°。
可以控制取电线圈副边的负载电流使Iμ=1.414I1/2使取电线圈输出功率最大。（3）在原边电流较大时,可以增大取电线圈副边的负载电流,减小θ,控制取电线圈的输出功率,从而保证整个系统工作在低热耗状态。（4）增加原边圈数N1可增加原边有效电流值。

[0051] 基于本发明上述的优选实施例，针对其具体使用情况，对其做了进一步的优化，从而形成本发明的更为优选的一个实施例，所述互感器是环形互感器，在互感器的上端设置有两个金属接线板，金属接线板连接在互感器的初级线圈上，在金属接线板上分别设置有圆形孔，用以固定串入泻流电缆，泄流电缆上的电流引入互感器后在磁环上产生磁感线，互感器通过互感原理利用产生电流，并且通过互感器下端基座上的两个连接于互感器的次级线圈上的基脚，向整流单元2传输电流。对于通过实验得知对于本发明的最优选的例子是互感器的初级线圈为30圈，次级线圈为500圈，对于初级和次级线圈的圈数是可以根据所使用的终端设备和泄流电缆的具体电压进行改变。

[0052] 根据本发明的一个更加优选的实施例，所述取电单元1和调整单元8为一条单独的取电过程，此过程就可以将电流从泄流电缆上获取电流并且将获取的电流通过调整单元8后传输给存储单元6，对存储单元6进行充电。

[0053] 根据本发明的一个更加优选的实施例，一种电力设备野外报警装置的取电设备至少包括一条单独的取电过程，针对于一条取电过程，所产生的电压较小，不能符合终端单元7的工作要求，所以使用多条取电过程对泄流电缆进行取电，而取电过程的条数可以是根据终端设备或者是泄流电缆中电压的高低来进行改进的，而这种改进在本领域技术人员眼中是显而易见的。

[0054] 根据本发明的更优选的一个实施例，所述经过稳压单元输出多组的稳定的直流电，以并联的方式输出，以增大对存储单元6充电的电流，由于互感器在泄流电缆上获取的电流很小，对存储单元6充电速度慢时间长，所以根据情况将多组稳定的直流电进行并联，增大电流。

[0055] 根据本发明的一个更为优选的实施例，所述互感器输出后连接限压分流电路，以防止对存储单元6过充电，由于互感器安装在泄流电缆上，泄流电缆上的电流是不会间断的流过的，如果没有限压分流电路，则电路就会一直不断给存储单元6进行充电，所以需要加上限压分流电路对所获取的电流进行控制，防止存储单元6过充电。

[0056] 本发明的上述的几个实施例已经能够解决本发明所要解决的至少一个技术问题，且能实现相互不均等的技术效果，确切的说，上述的几个实施例中具有本发明基础以及优选的实施方案，在此之上，发明人还对本发明做出的如下改进，且如下的改进可应用于上述任何一个实施例中，并与其组成本发明区别于上述实施例，且与上述实施例类似的新的实施例，具体改进如下：

[0057] 根据本发明的另一个更加优选实施例，所述第四级电流对存储单元6进行充电，存储单元6再通过电路对终端单元7供电，所述存储单元6包括蓄电池，所述终端单元7包括野外报警装置，所述的蓄电池可以替换为其他的电量存贮设备野外报警装置也是可以替换为其他用电设备，而这种替换在同领域技术人员眼中是显而易见的。

[0058] 在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

[0059] 尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。