专利名称：一种电缆线路避雷器在线监测系统电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电缆线路避雷器在线监测系统电源，属于输变电设备在线监测技术领域。
背景技术：
户外66kV电缆线路避雷器是重要的过电压防护设备，其安全、稳定运行为电力系统提供保障。随着避雷器投入运行时间的增长以及其产品存在的缺陷，避雷器在运行电压下的受潮、老化问题日益突出。对于避雷器，由于其故障发展速度快，传统的每年一次的预防性试验是不能完全发现其缺陷的，必须采用在线监测技术掌握避雷器的运行状况，以确保其安全运行。由于不能从66kV线路上获取电源，在线监测供电电源是要解决的关键问题之一，电缆杆塔上有2跟接地线，一个是电 缆金属护套接地线，另一个是避雷器接地线，电缆金属护套接地线有较大的接地环流(正常是IOA以上)，
发明内容本实用新型的目的是提供一种电缆线路避雷器监测电源，其通过电缆金属护套接地线感应取电的方式，电源在给电子监测装置可靠供能的同时，可以保证对地的可靠绝缘，具有简单、经济、可靠的优点，户外电缆线路避雷器在线监测的应用场合。本实用新型的技术方案是这样实现的:电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于:取能线圈Tl套装在电缆金属护套接地线LI上，通过电磁感应原理，由LI上获取能量，取能线圈两输出端接到电源输入电路上；电源电路输出为监测装置供电，电感L2为电缆线路避雷器接地线，T2为避雷器泄漏电流监测传感器，电源电路中，取能线圈两输出端接到单相桥式整流、滤波电路上，整流、滤波输出连接DC/DC稳压电路和泄放保护回路，泄放保护回路放掉因大电流产生的能量，使之适合于电路的需要，DC/DC稳压电路为直流变换输出，提供稳定的直流输出，DC/DC稳压电路输出连接超级电容储能稳压输出电路，超级电容储能稳压输出电路提供大负载时的瞬时功率输出。所述的单相桥式整流、滤波电路将取能线圈Tl产生的交流电压进行整流、滤波，由瞬态抑制二极管TVS1、整流二极管Df D4、滤波电容Cf C3、电阻Rl组成，其中所述瞬态抑制二极管TVSl的两端分别和输入端Vinl+和Vinl-相连；整流二极管Df D4中整流二极管Dl的正极与整流二极管D4的负极相连接到输入端Vinl+，整流二极管D2的负极与整流二极管D3的正极相连，接到输入端Vinl-，整流二极管Dl的负极与整流二极管D3的负极相连接到滤波电容Cl的正极，整流二极管D2的正极与整流二极管D4的正极相连，接到滤波电容Cl的负极；电阻Rl的两端分别接滤波电容Cl、滤波电容C2的正极；滤波电容C3的一端与滤波电容C2的正极相连接到输出Voutl+，滤波电容C3的另一端与滤波电容Cl、滤波电容C2的负极相连接到输出Voutl-;输出端Voutl+和Voutl-分别接泄放保护回路的输入端 Vin2+和 Vin2-。[0007]所述的泄放保护电路由大功率稳压二极管D5和功率三极管Ql组成，其中稳压二极管D5的正极和功率三极管Ql的集电极相连接到输入端Vin2+，稳压二极管D5的负极与功率三极管Ql的基极相连，功率三极管Ql的射极与输入端Vin2-相连；输入端Vin2+接到单相桥式整流、滤波电路中整流二极管D1、整流二极管D3的负极，输入端Vin2-接到单相桥式整流、滤波电路中整流二极管D2、整流二极管D4的正极。所述的DC/DC稳压电路是对单相桥式整流、滤波电路输出的直流电源进行稳压，对超级电容储能稳压输出电路提供充电电压和稳压电源提供稳定电压输出，由低功耗、低电压降落DC/DC稳压芯片AMC34063A (Ul),电容C4 C6、电阻R3 R5、电感L1、稳压二极管D7，二极管D8组成，输入端Vin3+、Vin3-分别接单相桥式整流、滤波电路的输出端Voutl+和Voutl-，Voutl-作为参考地；稳压芯片Ul的I脚、8脚、7脚相连接到电阻R3的一端，稳压芯片Ul的6脚与电阻R3的另一端、电容C4的一端相连接到输入端Vin3+，稳压芯片Ul的5脚和电阻R4、R5的一端相连，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端和二极管D8的正极、电容C6的一端、电感LI的一端相连,稳压芯片Ul的2脚与稳压二极管的负极、电感LI的另一端连接，稳压二极管的正极接地，稳压芯片Ul的3脚与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，稳压芯片Ul的4脚接地，电容C8的另一端和输出端Vout3-相连接地，二极管的另一端接输出端Vout3+ ;输出端Vout3+与超级电容储能稳压输出电路的输入端Vin4+相连，输出端Vout3-与超级电容储能稳压输出电路的输入端Vin4-相连；输出端Vout3+作为稳压 电源的正极，Vout3-作为稳压电源的负极。超级电容储能稳压输出电路，由超级电容C6、超级电容C7和稳压二极管D9、稳压二极管DlO组成，其中超级电容C7的正极与稳压二极管D9的负极相连接到输入端Vout4+，超级电容C7的负极、稳压二极管D9的正极、超级电容CS的正极、稳压二极管DlO的负极连接，超级电容C8的负极与稳压二极管DlO的正极相连接到输入端Vout4-。本实用新型的积极效果是其通过电缆线路避雷器接地线相邻的电缆金属护套接地线感应取电的方式，实现对避雷器在线监测装置供电，采用在金属护套接地线上套装取能线圈感应交流电压，然后经过整流、滤波、稳压后输出直流电源，电源在给电子监测装置可靠供能的同时，可以保证对地的可靠绝缘，具有简单、经济、可靠的优点。
图1为本实用新型的原理框图。图2整流滤波电路。图3电源装置泄放电路。图4电源装置DC/DC变换电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述:电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于:取能线圈Tl套装在电缆金属护套接地线LI上，通过电磁感应原理，由LI上获取能量，两输出端接到电源处理电路上。电源电路输出连接到监测系统装置上，L2为电缆线路避雷器接地线，T2为避雷器泄漏电流监测传感器，电源电路输出连接监测系统装置上。[0016]单相桥式整流、滤波电路如图2所示将取能互感器产生的交流电压进行整流、滤波，由瞬态抑制二极管TVS1、整流二极管D1 D4、滤波电容Cf C3、电阻Rl组成。所述瞬态抑制二极管TVSl的两端分别和输入端Vinl+和Vinl-;所述的整流二极管DfD4，Dl的正极与D4的负极相连接到输入端Vinl+，D2的负极与D3的正极相连，接到输入端Vinl- ,Dl的负极与D3的负极相连接到滤波电容Cl的正极，D2的正极与D4的正极相连，接到滤波电容Cl的负极；电阻Rl的两端分别接滤波电容Cl、C2的正极；电容C3的一端与电容C2的正极相连接到输出Voutl+，电容C3的另一端与电容Cl、C2的负极相连接到输出Voutl-;输出端Voutl+和Voutl-分别接泻放保护回路(参见图3)的输入端Vin2+和Vin2-。泻放保护回路如图3所示，将取能互感器的输出电压瞬时值限定在一定的范围内，当电力电缆一次电流增大时，取能互感器二次侧电流由此回路流过，保证本发明的稳压电源有很宽的工作范围。由大功率稳压二极管D5和功率三极管Ql组成，所述稳压二极管D5的正极和功率三极管的集电极相连接到输入端Vin2+，稳压二极管D5的负极与功率三极管Ql的基极相连，功率三极管的射极与输入端Vin2-相连；输入端Vin2+接到单相桥式整流、滤波电路(参见图2)中二极管D1、D3的负极，输入端Vin2-接到单相桥式整流、滤波电路(参见图2)中二极管D2、D4的正极。DC/DC稳压电路如图4所示，是对单相桥式整流、滤波电路如图2所示，输出的直流电源进行稳压，对超级电容储能稳压输出电路提供充电电压和稳压电源提供稳定电压输出，由低功耗、低电压降落DC/DC稳压芯片AMC34063A (U1)、电容C4 C6、电阻R3 R5、电感L1、稳压二极管D7，二极管D8组成，输入端Vin3+、Vin3-分别接单相桥式整流、滤波电路如图2所示的输出端Voutl+和Voutl- ,Voutl-作为参考地；稳压芯片Ul的I脚、8脚、7脚相连接到电阻R3的一端，Ul的6脚与R3的另一端、电容C4的一端相连接到输入端Vin3+，Ul的5脚和电阻R4、R5的一端相连，R5的另一端接地，R4的另一端和二极管D8的正极、电容C6的一端、电感LI的一端相连,Ul的2脚与稳压二极管的负极、电感LI的另一端连接，稳压二极管的正极接地，Ul的3脚与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，Ul的4脚接地，电容C8的另一端和输出端Vou t3-相连接地，二极管的另一端接输出端Vout3+。输出端Vout3+与超级电容储能稳压输出电路的输入端Vin4+相连，输出端Vout3-与超级电容储能稳压输出电路的输入端Vin4-相连。输出端Vout3+作为稳压电源的正极，Vout3-作为稳压电源的负极。超级电容储能稳压输出电路使本发明的稳压电源能够适用于带有GSM/GPRS等瞬间大功率模块的监测系统。由超级电容C6、C7和稳压二极管D9、D10组成，所述的超级电容C7的正极与稳压二极管D9的负极相连接到输入端Vout4+，超级电容C7的负极、稳压二极管D9的正极、超级电容CS的正极、稳压二极管DlO的负极连接，超级电容CS的负极与稳压二极管DlO的正极相连接到输入端Vout4-。利用超级电容的技术特点实现大电流的快充快放。工作过程描述:L1、L2为户外电缆线路相邻的2个接地线，LI为金属护套环流接地线，L2为避雷器接地线，户外电缆线路避雷器监测装置电源很难从电缆上获取电压，利用LI上的电流(一般IOA以上)感应获取能量，经过变换处理后，输出稳定直流电压为避雷器监测装置供电。套装在LI上的取能线圈Tl感应的交流电压，经过整流滤波后输出一个随LI上电流变化的直流电压，在电流较大时输出的电压会很高，会超出DC/DC的输入范围，经过泄放电路把多余的能量放掉，当Vin2电压较高时，稳压管D5击穿，稳压管D5参数为允许DC/DC输入的电压值，Ql工作泄掉能量，保证DC/DC输入电压在允许的范围内。DC/DC为低功耗电压降落稳压芯片，输出稳定的3.3V直流电压，由于监测装置有通讯收发电路，瞬间有较大电流(500mA左右)靠前面的电路会有较大的电压波动，加入超级电容电路，利用超级电容的特性，在较大负载时由超 级电容提供能量输出。
权利要求1.电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于:取能线圈Tl套装在电缆金属护套接地线电感LI上，通过电磁感应原理，由电感LI上获取能量，取能线圈两输出端接到电源输入电路上；电源电路输出为监测装置供电，电感L2为电缆线路避雷器接地线，T2为避雷器泄漏电流监测传感器，电源电路中，取能线圈两输出端接到单相桥式整流、滤波电路上，整流、滤波输出连接DC/DC稳压电路和泄放保护回路，泄放保护回路放掉因大电流产生的能量，使之适合于电路的需要，DC/DC稳压电路为直流变换输出，提供稳定的直流输出，DC/DC稳压电路输出连接超级电容储能稳压输出电路，超级电容储能稳压输出电路提供大负载时的瞬时功率输出。
2.根据权利要求1中所述的电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于所述的单相桥式整流、滤波电路将取能线圈Tl产生的交流电压进行整流、滤波，由瞬态抑制二极管TVSl、整流二极管Df D4、滤波电容Cf C3、电阻Rl组成，其中所述瞬态抑制二极管TVSl的两端分别和输入 端Vinl+和Vinl-相连；整流二极管D1 D4中整流二极管Dl的正极与整流二极管D4的负极相连接到输入端Vinl+，整流二极管D2的负极与整流二极管D3的正极相连，接到输入端Vinl-，整流二极管Dl的负极与整流二极管D3的负极相连接到滤波电容Cl的正极，整流二极管D2的正极与整流二极管D4的正极相连，接到滤波电容Cl的负极；电阻Rl的两端分别接滤波电容Cl、滤波电容C2的正极；滤波电容C3的一端与滤波电容C2的正极相连接到输出Voutl+，滤波电容C3的另一端与滤波电容Cl、滤波电容C2的负极相连接到输出Voutl-;输出端Voutl+和Voutl-分别接泄放保护回路的输入端Vin2+和Vin2-
3.根据权利要求1中所述的电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于所述的泄放保护电路由大功率稳压二极管D5和功率三极管Ql组成，其中稳压二极管D5的正极和功率三极管Ql的集电极相连接到输入端Vin2+，稳压二极管D5的负极与功率三极管Ql的基极相连，功率三极管Ql的射极与输入端Vin2-相连；输入端Vin2+接到单相桥式整流、滤波电路中整流二极管D1、整流二极管D3的负极，输入端Vin2-接到单相桥式整流、滤波电路中整流二极管D2、整流二极管D4的正极。
4.根据权利要求1中所述的电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于所述的DC/DC稳压电路是对单相桥式整流、滤波电路输出的直流电源进行稳压，对超级电容储能稳压输出电路提供充电电压和稳压电源提供稳定电压输出，由低功耗、低电压降落DC/DC稳压芯片AMC34063A (U1)、电容C4 C6、电阻R3 R5、电感L1、稳压二极管D7，二极管D8组成，输入端Vin3+、Vin3-分别接单相桥式整流、滤波电路的输出端Voutl+和Voutl-，Voutl-作为参考地；稳压芯片Ul的I脚、8脚、7脚相连接到电阻R3的一端，稳压芯片Ul的6脚与电阻R3的另一端、电容C4的一端相连接到输入端Vin3+，稳压芯片Ul的5脚和电阻R4、R5的一端相连，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端和二极管D8的正极、电容C6的一端、电感LI的一端相连，稳压芯片Ul的2脚与稳压二极管的负极、电感LI的另一端连接，稳压二极管的正极接地，稳压芯片Ul的3脚与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，稳压芯片Ul的4脚接地，电容C8的另一端和输出端Vout3-相连接地，二极管的另一端接输出端Vout3+ ;输出端Vout3+与超级电容储能稳压输出电路的输入端Vin4+相连，输出端Vout3-与超级电容储能稳压输出电路的输入端Vin4-相连；输出端Vout3+作为稳压电源的正极，Vout3-作为稳压电源的负极；超级电容储能稳压输出电路，由超级电容C6、超级电容C7和稳压二极管D9、稳压二极管DlO组成，其中超级电容C7的正极与稳压二极管D9的负极相连接到输入端Vout4+，超级电容C7的负极、稳压二极管D9的正极、超级电容CS的正极、稳压二极管DlO的负极连接，超级电容CS的负极与稳压二极管DlO的正极相连接到输入端 Vout4_。
专利摘要本实用新型涉及一种电缆线路避雷器在线监测系统电源，其特征在于取能线圈T1套装在电缆金属护套接地线L1上，取能线圈两输出端接到电源输入电路上；电源电路输出为监测装置供电，电感L2为电缆线路避雷器接地线，T2为避雷器泄漏电流监测传感器，电源电路中，取能线圈两输出端接到单相桥式整流、滤波电路上，整流、滤波输出连接DC/DC稳压电路和泄放保护回路，DC/DC稳压电路为直流变换输出，提供稳定的直流输出，DC/DC稳压电路输出连接超级电容储能稳压输出电路，超级电容储能稳压输出电路提供大负载时的瞬时功率输出。其通过电缆金属护套接地线感应取电的方式，电源在给电子监测装置可靠供能的同时，可以保证对地的可靠绝缘，具有简单、经济、可靠的优点，户外电缆线路避雷器在线监测的应用场合。
文档编号H02M7/04GK203151236SQ20122050567
公开日2013年8月21日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者张喜林, 李国庆, 王振浩, 辛业春, 王冠男 申请人:吉林省电力有限公司长春供电公司, 东北电力大学, 国家电网公司