在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置。本發明專利技術的目的是通過該裝置將交流高壓輸電線路中的高壓電能引接至地面并轉換為普通電子設備能夠使用的工頻交流電壓，以滿足野外電子設備的用電需求，同時具有成本低、易推廣、使用壽命長、工作穩定可靠的優點。本發明專利技術的技術方案是：該裝置應用于三相交流輸電線路中，在每相輸電線上接出一個串聯式的電容器組件，三個電容器組件連接成三相均勻分布的Y形結構，這樣在三相電容器組件的公共末端呈現虛擬零電位；三相電容器組件的其中一相末端電容器與虛擬零電位之間依次電連取電變壓器和若干個隔離變壓器。本發明專利技術適用于在野外為高壓輸電線上的監控、照明等電子設備提供低壓電源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置。適用于在野外為高壓輸電線上的監控、照明等電子設備提供低壓電源。
技術介紹
高壓輸電線路上常需要安裝一些用于監控、檢測線路狀況的輔助設備，這些設備需要用到～220V電壓的工頻電源，再降壓整流到±5V、±12V、±24V、±36V等電壓，盡管這些設備耗電量不大，但在野外要得到穩定的工作電源卻很不容易。目前，高壓輸電線路上的輔助設備一般有以下幾種取電方式：1、采用太陽能電池板，但太陽能電池板在連續工作一段時間后，就需要維護或更換，這在重要的輸電線路上就會停電，所以此種方法不可靠；2、通過光纖進行激光供電，存在供電量小的缺點，且由于激光發射器、光纖、光電轉換器易老化，極易影響供電質量，成本高，很難推廣；3、利用高壓輸電線的電流進行感應取電，即利用電流互感器從高壓輸電線進行感應取電。但由于電流互感器一次側電流變化很大，從數安培到數千安培不等，因此，在應用電流互感器實現電源時，若負荷電流在50A以下，裝置則無法取到電能。此外，電流互感器取到的電壓仍處于高電位，如何將其引到地面上使用也是一個必須解決的問題，例如：公告號為CN101783532B、CN200410061314.9等均是用于架空高壓輸電線的感應取電裝置，上述專利技術只能適用與導線相同的電位(即高電位)上的設備使用，而無法引接至地面作為交流220V的安全電源，而一些監測設備，如攝像機、無線通信終端設備往往安裝在鐵塔上，即需要與地面等電位的安全工作電源，如交流220V或110V，因此現有技術很難滿足這些設備的供電要求。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是：提供一種在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置，其目的是通過該裝置將交流高壓輸電線路中的高壓電能引接至地面并轉換為普通電子設備能夠使用的工頻交流電壓，以滿足野外電子設備的用電需求，同時，本裝置還應具有成本低、易推廣、使用壽命長、工作穩定可靠的優點。本專利技術所采用的技術方案是：在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置，其特征在于該裝置應用于三相交流輸電線路中，在每相輸電線上接出一個串聯式的電容器組件，三個電容器組件連接成三相均勻分布的Y形結構，這樣在三相電容器組件的公共末端呈現虛擬零電位；所述三相電容器組件的其中一相末端電容器與虛擬零電位之間依次電連取電變壓器和若干個隔離變壓器。所述取電變壓器包括取電變壓器的初級繞組和取電變壓器的次級繞組，其中取電變壓器的初級繞組與阻尼電阻器串聯后并聯于所述末端電容器與虛擬零電位之間；所述取電變壓器的次級繞組與下一級的隔離變壓器的初級繞組同名端相接。所述隔離變壓器的次級繞組與下一級隔離變壓器的初組繞組同名端相接。所述末端電容器為靠近虛擬零電位的一個或若干個串聯的電容器。所述取電變壓器的變壓比為初級繞組匝數：次級繞組匝數＝10500～20000V：220V。所述阻尼電阻器為大功率的碳化硅電阻器或者是水泥電阻器，阻尼電阻器的阻值與電容器容量及取電變壓器容量相匹配，阻值范圍在500Ω～5000Ω之間。所述隔離變壓器為相等變壓比的變壓器，其初級繞組與次級繞組的絕緣耐壓要求大于50～100kV。最末端隔離變壓器的次級繞組上串接熔斷器和負載，該次級繞組的末端與大地連接。所述電容器組件安裝于密封的絕緣容器內。取電變壓器和隔離變壓器分別通過絕緣橫擔支架固定在輸電線路的鐵塔上。本專利技術的有益效果是：本專利技術利用電容器組與變壓器的配合，解決了安裝在露天野外、荒山野嶺的電子設備難以獲得220V或110V工作電源的難題；本專利技術取材于常規的元器件，成本低、易實施，可大面積推廣應用；較之目前使用的取電設備本裝置使用壽命更長、工作穩定可靠、不必經常檢修維護。附圖說明圖1是本專利技術的電路結構原理圖。圖2是本專利技術中電容器組件絕緣容器的示意圖。具體實施方式如圖1、圖2所示，本裝置應用于三相(A相、B相、C相)交流輸電線路中，本例的電壓等級為Ue＝220kV，在每相輸電線上接出一個串聯式的電容器組件，三個電容器組件(分別是A相電容器組件Ca、B相電容器組件Cb、C相電容器組件Cc)連接成三相均勻分布的Y形(星形)結構，三相電容器組件的公共末端(0點)呈現虛擬零電位。所述三相電容器組件的其中一相(本例為A相)的末端電容器(本例取電容器Ca-n和與之串聯的電容器Ca-n-1)與虛擬零電位之間依次電連取電變壓器ZB和2個隔離變壓器(GB1和GB2)。所述取電變壓器ZB包括取電變壓器的初級繞組N1和取電變壓器的次級繞組N2，其中取電變壓器的初級繞組N1與阻尼電阻器R串聯后并聯于所述末端電容器(M點)與虛擬零電位(0點)之間。所述取電變壓器ZB的次級繞組N2與第一隔離變壓器GB1的初級繞組n1同名端相接，第一隔離變壓器GB1的次級繞組n2與第二隔離變壓器GB2的初組繞組n1同名端相接，第二隔離變壓器GB2次級繞組n2兩端(交流輸出端)接串聯的熔斷器RD和負載FH，該次級繞組的末端與大地連接。本例取電變壓器ZB的變壓比為初級繞組N1匝數：次級繞組N2匝數＝10500～20000V：220V。第一隔離變壓器GB1和第二隔離變壓器GB2均為等變壓比的變壓器，即初組繞組n1等于次級繞組n2，一次側電壓等于二次側電壓，即均為交流220V：220V，而初級繞組與次級繞組的絕緣耐壓要求大于50～100kV。所述三個電容器組件均安裝于密封的陶瓷體或硅橡膠的絕緣容器內，如圖2所示，絕緣容器有外徑D和內d，內部安放電容器，兩端有安裝板及緊固螺母M。所述取電變壓器ZB和各個隔離變壓器分別通過絕緣橫擔支架按電壓承受梯度分級固定在鐵塔上，只有最末級的隔離變壓器的次級繞組末端允許與鐵塔的接地體G端連接。本實施例的工作原理如下：將三個電容器組件Ca、Cb、Cc按圖1連接后，分別連接于交流高壓輸電線路的三相導線A、B、C上，選擇電容器的容抗時，通過公式若輸電線路的電壓等級為Ue＝220kV，根據歐姆定律，流過電容器組件的電流若取合適容量的電容器就可以達到設計的電流值。根據負荷情況，通常選電容器上的工作電流為50～200mA之間，當該電流流過如圖1中的A相末端電容器Ca-n和電容器Ca-n-1時，將會在感應出設計取用的電壓U1，通常設計在10kV～20kV左右，而通過電容器組件Ca、Cb、Cc的三相星形連接，可以形成一個人為制造的虛擬零電位O點，其目的是在正常運行時，取本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置，其特征在于：該裝置應用于三相交流輸電線路中，在每相輸電線上接出一個串聯式的電容器組件，三個電容器組件連接成三相均勻分布的Y形結構，這樣在三相電容器組件的公共末端呈現虛擬零電位；所述三相電容器組件的其中一相末端電容器與虛擬零電位之間依次電連取電變壓器和若干個隔離變壓器。

【技術特征摘要】
1.一種在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝置，其特征在于：該
裝置應用于三相交流輸電線路中，在每相輸電線上接出一個串聯式的電容器組
件，三個電容器組件連接成三相均勻分布的Y形結構，這樣在三相電容器組件
的公共末端呈現虛擬零電位；所述三相電容器組件的其中一相末端電容器與虛
擬零電位之間依次電連取電變壓器和若干個隔離變壓器。
2.根據權利要求1所述的在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝
置，其特征在于：所述取電變壓器包括取電變壓器的初級繞組和取電變壓器的
次級繞組，其中取電變壓器的初級繞組與阻尼電阻器串聯后并聯于所述末端電
容器與虛擬零電位之間；所述取電變壓器的次級繞組與下一級的隔離變壓器的
初級繞組同名端相接。
3.根據權利要求2所述的在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝
置，其特征在于：所述隔離變壓器的次級繞組與下一級隔離變壓器的初組繞組
同名端相接。
4.根據權利要求3所述的在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的裝
置，其特征在于：所述末端電容器為靠近虛擬零電位的一個或若干個串聯的電
容器。
5.根據權利要求4所述的在交流高壓輸電線路中獲取交流工頻電源的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張健，張京倫，
申請(專利權)人：張健，章則明，石明君，
類型：發明
國別省市：浙江;33