專利名稱：高壓線路感應取能裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力系統高壓線路帶電作業設備的電能補給裝置，具體地說，涉及感應取電，恒流恒壓轉換；主要針對電力系統高壓線路帶電作業裝置的電能補給或帶電在線檢測裝置的電能供給。
背景技術：
長期以來，我國電力行業沿用的人工帶電作業方式，不僅勞動強度高，人身危險性大，而且對電力安全運行帶來一定隱患。因此，各種代替人力的裝置，如巡線機器人、帶電作業機器人、高壓線路上污穢在線監測等，逐漸應用到電力系統。這時，新的問題產生了，如何為這些裝置提供電源？因為電源是帶電作業裝置的芯臟，是保證帶電作業裝置安全有效工作的重要設備。就目前情況來看，各種帶電作業裝置一般采用蓄電池或光電池作為電源，但是，高壓輸電線路一般都建在郊外，巡線作業時，能量消耗較大，現場沒有可供充電的電源。并且，在巡線過程中頻繁的更換蓄電池會造成諸多不便。基于以上原因的考慮，帶電作業裝置迫切需要一種實現電能在線持續供給電能補給裝置。
發明內容
本實用新型的目的是針對目前高壓輸電線帶電作業裝置電能供給急需解決的問題，研制出一種高壓線路感應取能裝置，可以實現持續在線供給電能。
本實用新型的目的是這樣實現的高壓線路感應取能裝置，它由鐵芯、線圈、整流濾波充電電路、電壓檢測及充電控制電路5組成，繞在鐵芯上的線圈與整流濾波充電電路連接，電壓檢測及充電控制電路分別與線圈和整流濾波充電電路連接，其特征在于鐵芯為環狀鐵芯。
如上所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于環狀鐵芯有開口。
如上所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于整流濾波充電電路4的輸出端接有蓄電池。
如上所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于整流濾波充電電路4由輸入電路、輸出電路、控制電路、驅動電路、變換電路、芯片電源的供給電路組成。
如上所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于所述的變換電路采用半橋變換電路，所述的芯片電源的供給電路采用自激震蕩電路。
本實用新型采用繞有線圈的環狀鐵芯(類似于穿芯式電流互感器)從高壓線路上獲取電流，通過整流、濾波、阻抗匹配和穩壓電路，使整流濾波電路有一個恒定的電壓輸入，相當于將恒流源變成恒壓源。充電電路恒流向負載供電或向蓄電池充電。向蓄電池充電時，當達到一定電壓后，繼電器閉合，將鐵芯上線圈短路；這時，停止充電。當蓄電池電壓降到一定程度后，繼電器動作(斷開)，整流濾波充電電路開始工作，給蓄電池充電。當蓄電池電壓持續下降，蓄電池存儲能量很小時，發光二極管閃爍，發出報警信號。
綜上所述，感應取能裝置總共有3種工作狀態1.繼電器的常開節點維持原狀，此時，感應取能裝置處于對蓄電池的充電狀態。
2.繼電器常開節點閉合，此時，蓄電池已經充滿，鐵芯線圈閉合。
3.繼電器常開節點維持原狀，閃爍指示燈亮，此時，蓄電池電壓已經降的很低，帶電作業裝置應該停止工作，原地充電。
本實用新型具有以下優點和積極效果①該取電裝置與帶電作業裝置一起，減輕了帶電作業人員的勞動強度，保證了操作人員和電網的安全。
②本裝置線圈采用類似于電流互感器的原理，線圈高壓側不需接地，使絕緣問題得到很好的解決。
③使用本實用新型可以實現能量從高壓線上直接獲取，從而使帶電作業裝置所用蓄電池的容量減小，降低重量，帶電作業裝置可以更為靈活地工作。
④適用于10kV及以上各電壓等級。
圖1，本實用新型實施例的結構示意圖。其中1高壓架空線，2鐵芯，3線圈，4整流濾波充電電路，5電壓檢測及充電控制電路，6蓄電池，7負載，8繼電器常開節點。
圖2，圖1中整流濾波充電電路原理框圖。
圖3，圖2中輸入電路。
圖4，圖2中輸出電路。
圖5，圖2中控制電路。
圖6，圖2中芯片電源的供給電路。
圖7，圖1中電壓檢測及充電控制電路圖。
圖8，圖1中整流濾波充電電路電路圖。
具體實施方式
本實用新型實施例由鐵芯2、線圈3、整流濾波充電電路4、電壓檢測及充電控制電路5和蓄電池6組成，鐵芯為環狀鐵芯。高壓線從環狀鐵芯中穿過。
通過帶鐵芯的繞組，從高壓架空線上取下電能，通過整流濾波充電電路，變成恒流輸出的直流電，為蓄電池充電，同時，蓄電池向負載供電。如果蓄電池已經充滿，則繼電器動作，線圈閉合，停止充電。如果電池電壓下降到一定程度，則發出報警信號，帶電作業裝置停止工作，在原地充電。
鐵心的體積和線圈的匝數由需要獲取的能量以及高壓線路的載流量決定。鐵心線圈輸出端接整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路輸出接蓄電池和電壓檢測及充電控制電路。
為便于移動和檢修，線圈采用可開口式；對固定或輸電線路易于斷開處，可采用閉合式線圈。
本實用新型也可以無蓄電池，整流濾波電路輸出直接供給用電裝置工作。
整流濾波充電電路4內部結構如下。
一、輸入電路輸入電路如圖3所示。主要用來濾波和整流。
二、輸出電路輸出電路如圖4所示。用0.5歐姆的電阻，進行反饋，控制恒流輸出。
三、控制電路控制電路采用KA7500B芯片，其內部結構如圖5所示。
四、驅動電路利用變壓器耦合，驅動共漏極MOSFET，它常用于橋式電路。驅動脈沖要考慮相位關系，晶體管對BG3、BG4和BG7、BG8組成了橋式推挽功率放大電路。
五、變換電路采用半橋變換電路六、芯片電源的供給電路供給芯片電源的電路如圖6所示。采用自激震蕩電路。
整流濾波充電電路的全圖如圖8所示。
電壓檢測及充電控制電路原理如下電壓檢測及充電控制電路如圖7所示。采用滯回比較器LM311N。
1.蓄電池輸出電壓經過7818穩壓，電阻R7、R8及W1分壓后，作為基準，輸入到LM311N的2腳。
2.蓄電池輸出電壓直接經過R10、W2和R11分壓，作為檢測信號輸入到LM311N的3腳。
3.如果3腳電壓高于2腳電壓一定值(如29V)，繼電器動作，停止充電。如果3腳電壓低于2腳電壓一定值(如27V)，繼電器還原，開始充電。
4.蓄電池輸出電壓經過R6、D1接三極管T1的基極。當電壓低于某個值后，D4閃爍，發出報警信號。
權利要求1.高壓線路感應取能裝置，它由鐵芯、線圈、整流濾波充電電路、電壓檢測及充電控制電路5組成，繞在鐵芯上的線圈與整流濾波充電電路連接，電壓檢測及充電控制電路分別與線圈和整流濾波充電電路連接，其特征在于鐵芯為環狀鐵芯。
2.如權利要求1所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于環狀鐵芯有開口。
3.如權利要求2所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于整流濾波充電電路4的輸出端接有蓄電池。
4.如權利要求1或2或3所述的高壓線路感應取能裝置，其特征在于所述的整流濾波充電電路中的變換電路采用半橋變換電路，芯片電源的供給電路采用自激震蕩電路。
專利摘要一種高壓線路感應取能裝置，其特征在于它由鐵芯2、線圈3、整流濾波充電電路4、電壓檢測及充電控制電路5組成，鐵芯為環狀鐵芯。本裝置采用(類似于穿芯式電流互感器)從高壓線路上獲取電能，利用輸電線路本身的能量解決高壓線路上帶電作業或在線檢測電能補給問題。可以直接供給用電裝置使用；對有蓄電池的裝置，可延長蓄電池的使用時間，減輕帶電作業裝置的重量，避免光電池因氣候和環境的影響帶來的供電不足等問題，且成本低，穩定可靠。
文檔編號H02J7/00GK2704150SQ20032011626
公開日2005年6月8日 申請日期2003年12月9日 優先權日2003年12月9日
發明者周文俊, 李小陸, 路遙 申請人:武漢大學