CN111952043A - 一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，装置包括柔性铁芯、取能线圈、钳位保护电路、低功耗稳压电源；柔性铁芯两端通过螺纹锁扣咬合在一起并圈套在电缆上；取能线圈绕制到柔性铁芯上，取能线圈与钳位保护电路电连接，低功耗稳压电源与钳位保护电路连接。本发明利用柔性铁芯的可形变特点，结合铁芯开合结构设计，可灵活安装到多种尺寸电缆线路上；采用橡胶减震气囊将柔性铁芯与电缆紧固在一起，降低取能过程中柔性铁芯振动及噪声的产生；采用钳位及低功耗电路设计，高效率将取能线圈输出的宽范围工频电压转换为稳定工作电源；整套取能装置结构紧凑，可带电安装，满足电缆线路带电试验及监测设备便携式取能需求。
Description
技术领域
本发明涉及互感器设备领域，更具体地，涉及一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置。
背景技术
随着电网建设的高速发展，电力电缆的使用越来越广泛，受电缆铺设环境及电缆使用年限的限制，电缆故障逐年增加，电力运维人员通常使用带电及在线监测装置检测电缆运行状态，保证电网安全可靠运行。
为满足野外线路上检测装置持续供电需求，采用太阳能及CT互感进行取能，但受现场电缆廊道监测点安装条件及电缆尺寸限制，现有取能装置使用存在很多不足。首先廊道内无法通过太阳光取能；其次廊道内三相电缆并行敷设，可用空间有限,取能装置安装存在很大难度；最后被测电缆由于通流容量及耐压等级不同，其电缆外径偏差很大。要快速并有效在电力电缆上安装取能装置，尚无有效手段。
申请号为201710192610.X的专利说明书中公开了一种电流互感器柔性校验装置，本申请，包括：光电处理模块、电流源、柔性传感光纤、偏振光反射单元、第一金属导线、第一金属壳。柔性传感光纤一端连接于光电处理模块，另一端连接于偏振光反射单元，柔性传感光纤分别缠绕形成第一传感光纤线圈和第二传感光纤线圈，第二传感光纤线圈缠绕于电流互感器一次侧短接线外侧。第一金属导线缠绕于第一传感光纤线圈外侧，并与电流源形成电流回路。光电处理模块向柔性传感光纤发出偏振光信号，接收柔性传感光纤传回的偏振光信号，并检测柔性传感光纤传回的偏振光信号的幅度和相角。本发明使得现场电流互感器校验设备的架设、校验操作更加方便。然而，该专利无法满足电缆线路带电试验及监测设备便携式取能需求。
发明内容
本发明提供一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，该装置整套取能装置结构紧凑，可带电安装，满足电缆线路带电试验及监测设备便携式取能需求。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，包括柔性铁芯、取能线圈、钳位保护电路、低功耗稳压电源；所述柔性铁芯两端通过螺纹锁扣咬合在一起并圈套在电缆上；取能线圈绕制到柔性铁芯上，取能线圈与钳位保护电路电连接，低功耗稳压电源与钳位保护电路连接。
进一步地，该装置还包括橡胶减震气囊，橡胶减震气囊分上下两瓣设置在柔性铁芯上用于将电缆卡住使柔性铁芯与电缆紧密压合。
进一步地，所述柔性铁芯可弯曲成圆环，两端通过螺纹锁扣咬合在一起。
进一步地，所述钳位保护电路包括可控硅结合检测电路，防止过电压脉冲损坏低功耗稳压电源。
进一步地，所述柔性铁芯被加工成截面为圆柱型的长条结构。
优选地，所述取能线圈是采用低阻抗高温绝缘漆包线加工而成的机构。
优选地，所述橡胶减震气囊是采用高分子合成材料加工而成的机构。
进一步地，所述橡胶减震气囊制成弧形气囊，分上下两瓣，用于柔性铁芯与电缆紧密压合。
优选地，所述柔性铁芯是利用柔性粘结永磁材料的机构。
优选地，所述橡胶减震气囊制成可充气的气囊。
本发明中，柔性铁芯利用柔性粘结永磁材料加工，被加工成截面为圆柱型的长条结构，圆柱型长条可弯曲成圆环，长条两端通过螺纹锁扣咬合在一起；橡胶减震气囊采用高分子合成材料加工，被定制成可充气的弧形气囊，分上下两瓣，用于圆环型铁芯与电缆紧密压合，起到减小取能铁芯振动幅度的效果；取能线圈采用低阻抗高温绝缘漆包线加工，按照标准匝比绕制到柔性铁芯上，当电缆上流过工频电流时，取能线圈上会感应产生工频电压；已知铁芯在大电流时出现磁饱和，取能线圈会输出过电压脉冲，可通过钳位保护电路将过电压脉冲限制在安全范围以内，最后接入低功耗稳压电源；稳压电源可高效率将宽范围工频电压转换为稳定直流电源，稳压电源外壳带通电指示。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明利用柔性铁芯的可形变特点，结合铁芯开合结构设计，可灵活安装到多种尺寸电缆线路上；采用橡胶减震气囊将柔性铁芯与电缆紧固在一起，降低取能过程中柔性铁芯振动及噪声的产生；采用钳位及低功耗电路设计，高效率将取能线圈输出的宽范围工频电压转换为稳定工作电源；整套取能装置结构紧凑，可带电安装，满足电缆线路带电试验及监测设备便携式取能需求。
附图说明
图1为本发明装置的结构图；
图2为柔性铁芯结构图；
其中：1—柔性铁芯，2—螺纹锁扣，3—取能线圈，4—橡胶护套，5—减震气囊，6—电缆线路，7—取能互感器，8—钳位保护电路，9—低功耗电源。
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发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，包括柔性铁芯1、取能线圈3、钳位保护电路8、低功耗稳压电源9；所述柔性铁芯1两端通过螺纹锁扣2咬合在一起并圈套在电缆上；取能线圈3绕制到柔性铁芯1上，取能线圈3与钳位保护电路8电连接，低功耗稳压电源9与钳位保护电路8连接。
如图2所示，柔性铁芯1利用柔性粘结永磁材料加工，被加工成截面为圆柱型的长条结构，圆柱型长条可弯曲成圆环，长条两端通过螺纹锁扣2咬合在一起；橡胶减震气囊5采用高分子合成材料加工，被定制成可充气的弧形气囊，分上下两瓣，用于圆环型铁芯与电缆紧密压合，起到减小柔性铁芯1振动幅度的效果；取能线圈3采用低阻抗高温绝缘漆包线加工，按照标准匝比绕制到柔性铁芯上，当电缆线路6上流过工频电流时，取能线圈3上会感应产生工频电压；已知柔性铁芯1在大电流时出现磁饱和，取能线圈3会输出过电压脉冲，可通过钳位保护电路8将过电压脉冲限制在安全范围以内，最后接入低功耗稳压电源9；稳压电源9可高效率将宽范围工频电压转换为稳定直流电源，稳压电源9输出带通电指示。
本发明利用柔性铁芯1代替硬质硅钢片作为电流互感器铁芯，在具备“磁滞损耗”和“涡流损耗”小的特性时，同时具备良好的柔韧性及可塑性，可加工成柔性铁芯用来制造互感器。
当线路上的电流穿过电流互感器时，柔性铁芯1上的线圈利用电磁互感原理，会耦合输出工频电压，线圈输出功率与柔性铁芯尺寸、电缆载荷电流大小等密切相关。
由于电缆线路电流可能从几十安上升到上千安，会造成柔性铁芯磁饱和，取能线圈3输出会出现过电压脉冲，过电压钳位电路8利用双向可控硅结合检测电路，防止过电压脉冲损坏低功耗电源。
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于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，包括柔性铁芯、取能线圈、钳位保护电路、低功耗稳压电源；所述柔性铁芯两端通过螺纹锁扣咬合在一起并圈套在电缆上；取能线圈绕制到柔性铁芯上，取能线圈与钳位保护电路电连接，低功耗稳压电源与钳位保护电路连接。
2.根据权利要求1所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，该装置还包括橡胶减震气囊，橡胶减震气囊分上下两瓣设置在柔性铁芯上用于将电缆卡住使柔性铁芯与电缆紧密压合。
3.根据权利要求2所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述柔性铁芯可弯曲成圆环，两端通过螺纹锁扣咬合在一起。
4.根据权利要求3所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述钳位保护电路包括可控硅结合检测电路，防止过电压脉冲损坏低功耗稳压电源。
5.根据权利要求4所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述柔性铁芯被加工成截面为圆柱型的长条结构。
6.根据权利要求5所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述取能线圈是采用低阻抗高温绝缘漆包线加工而成的机构。
7.根据权利要求6所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述橡胶减震气囊是采用高分子合成材料加工而成的机构。
8.根据权利要求7所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述橡胶减震气囊制成弧形气囊，分上下两瓣，用于柔性铁芯与电缆紧密压合。
9.根据权利要求8所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述柔性铁芯是利用柔性粘结永磁材料的机构。
10.根据权利要求9所述的利用柔性互感器从电缆取能的便携式电源装置，其特征在于，所述橡胶减震气囊制成可充气的气囊。
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