专利名称：高压线路感应取能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统高压线路带电作业设备的电能补给装置，具体地说，涉及感应取电，恒流恒压转换；主要针对电力系统高压线路带电作业装置的电能补给或带电在线检测装置的电能供给。
背景技术：
长期以来，我国电力行业沿用的人工带电作业方式，不仅劳动强度高，人身危险性大，而且对电力安全运行带来一定隐患。因此，各种代替人力的装置，如巡线机器人、带电作业机器人、高压线路上污秽在线监测等，逐渐应用到电力系统。这时，新的问题产生了，如何为这些装置提供电源？因为电源是带电作业装置的芯脏，是保证带电作业装置安全有效工作的重要设备。就目前情况来看，各种带电作业装置一般采用蓄电池或光电池作为电源，但是，高压输电线路一般都建在郊外，巡线作业时，能量消耗较大，现场没有可供充电的电源。并且，在巡线过程中频繁的更换蓄电池会造成诸多不便。基于以上原因的考虑，带电作业装置迫切需要一种实现电能在线持续供给电能补给装置。
发明内容
本实用新型的目的是针对目前高压输电线带电作业装置电能供给急需解决的问题，研制出一种高压线路感应取能装置，可以实现持续在线供给电能。
本实用新型的目的是这样实现的高压线路感应取能装置，它由铁芯、线圈、整流滤波充电电路、电压检测及充电控制电路5组成，绕在铁芯上的线圈与整流滤波充电电路连接，电压检测及充电控制电路分别与线圈和整流滤波充电电路连接，其特征在于铁芯为环状铁芯。
如上所述的高压线路感应取能装置，其特征在于环状铁芯有开口。
如上所述的高压线路感应取能装置，其特征在于整流滤波充电电路4的输出端接有蓄电池。
如上所述的高压线路感应取能装置，其特征在于整流滤波充电电路4由输入电路、输出电路、控制电路、驱动电路、变换电路、芯片电源的供给电路组成。
如上所述的高压线路感应取能装置，其特征在于所述的变换电路采用半桥变换电路，所述的芯片电源的供给电路采用自激震荡电路。
本实用新型采用绕有线圈的环状铁芯(类似于穿芯式电流互感器)从高压线路上获取电流，通过整流、滤波、阻抗匹配和稳压电路，使整流滤波电路有一个恒定的电压输入，相当于将恒流源变成恒压源。充电电路恒流向负载供电或向蓄电池充电。向蓄电池充电时，当达到一定电压后，继电器闭合，将铁芯上线圈短路；这时，停止充电。当蓄电池电压降到一定程度后，继电器动作(断开)，整流滤波充电电路开始工作，给蓄电池充电。当蓄电池电压持续下降，蓄电池存储能量很小时，发光二极管闪烁，发出报警信号。
综上所述，感应取能装置总共有3种工作状态1.继电器的常开节点维持原状，此时，感应取能装置处于对蓄电池的充电状态。
2.继电器常开节点闭合，此时，蓄电池已经充满，铁芯线圈闭合。
3.继电器常开节点维持原状，闪烁指示灯亮，此时，蓄电池电压已经降的很低，带电作业装置应该停止工作，原地充电。
本实用新型具有以下优点和积极效果①该取电装置与带电作业装置一起，减轻了带电作业人员的劳动强度，保证了操作人员和电网的安全。
②本装置线圈采用类似于电流互感器的原理，线圈高压侧不需接地，使绝缘问题得到很好的解决。
③使用本实用新型可以实现能量从高压线上直接获取，从而使带电作业装置所用蓄电池的容量减小，降低重量，带电作业装置可以更为灵活地工作。
④适用于10kV及以上各电压等级。
图1，本实用新型实施例的结构示意图。其中1高压架空线，2铁芯，3线圈，4整流滤波充电电路，5电压检测及充电控制电路，6蓄电池，7负载，8继电器常开节点。
图2，图1中整流滤波充电电路原理框图。
图3，图2中输入电路。
图4，图2中输出电路。
图5，图2中控制电路。
图6，图2中芯片电源的供给电路。
图7，图1中电压检测及充电控制电路图。
图8，图1中整流滤波充电电路电路图。
具体实施方式
本实用新型实施例由铁芯2、线圈3、整流滤波充电电路4、电压检测及充电控制电路5和蓄电池6组成，铁芯为环状铁芯。高压线从环状铁芯中穿过。
通过带铁芯的绕组，从高压架空线上取下电能，通过整流滤波充电电路，变成恒流输出的直流电，为蓄电池充电，同时，蓄电池向负载供电。如果蓄电池已经充满，则继电器动作，线圈闭合，停止充电。如果电池电压下降到一定程度，则发出报警信号，带电作业装置停止工作，在原地充电。
铁心的体积和线圈的匝数由需要获取的能量以及高压线路的载流量决定。铁心线圈输出端接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路输出接蓄电池和电压检测及充电控制电路。
为便于移动和检修，线圈采用可开口式；对固定或输电线路易于断开处，可采用闭合式线圈。
本实用新型也可以无蓄电池，整流滤波电路输出直接供给用电装置工作。
整流滤波充电电路4内部结构如下。
一、输入电路输入电路如图3所示。主要用来滤波和整流。
二、输出电路输出电路如图4所示。用0.5欧姆的电阻，进行反馈，控制恒流输出。
三、控制电路控制电路采用KA7500B芯片，其内部结构如图5所示。
四、驱动电路利用变压器耦合，驱动共漏极MOSFET，它常用于桥式电路。驱动脉冲要考虑相位关系，晶体管对BG3、BG4和BG7、BG8组成了桥式推挽功率放大电路。
五、变换电路采用半桥变换电路六、芯片电源的供给电路供给芯片电源的电路如图6所示。采用自激震荡电路。
整流滤波充电电路的全图如图8所示。
电压检测及充电控制电路原理如下电压检测及充电控制电路如图7所示。采用滞回比较器LM311N。
1.蓄电池输出电压经过7818稳压，电阻R7、R8及W1分压后，作为基准，输入到LM311N的2脚。
2.蓄电池输出电压直接经过R10、W2和R11分压，作为检测信号输入到LM311N的3脚。
3.如果3脚电压高于2脚电压一定值(如29V)，继电器动作，停止充电。如果3脚电压低于2脚电压一定值(如27V)，继电器还原，开始充电。
4.蓄电池输出电压经过R6、D1接三极管T1的基极。当电压低于某个值后，D4闪烁，发出报警信号。
权利要求1.高压线路感应取能装置，它由铁芯、线圈、整流滤波充电电路、电压检测及充电控制电路5组成，绕在铁芯上的线圈与整流滤波充电电路连接，电压检测及充电控制电路分别与线圈和整流滤波充电电路连接，其特征在于铁芯为环状铁芯。
2.如权利要求1所述的高压线路感应取能装置，其特征在于环状铁芯有开口。
3.如权利要求2所述的高压线路感应取能装置，其特征在于整流滤波充电电路4的输出端接有蓄电池。
4.如权利要求1或2或3所述的高压线路感应取能装置，其特征在于所述的整流滤波充电电路中的变换电路采用半桥变换电路，芯片电源的供给电路采用自激震荡电路。
专利摘要一种高压线路感应取能装置，其特征在于它由铁芯2、线圈3、整流滤波充电电路4、电压检测及充电控制电路5组成，铁芯为环状铁芯。本装置采用(类似于穿芯式电流互感器)从高压线路上获取电能，利用输电线路本身的能量解决高压线路上带电作业或在线检测电能补给问题。可以直接供给用电装置使用；对有蓄电池的装置，可延长蓄电池的使用时间，减轻带电作业装置的重量，避免光电池因气候和环境的影响带来的供电不足等问题，且成本低，稳定可靠。
文档编号H02J7/00GK2704150SQ20032011626
公开日2005年6月8日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者周文俊, 李小陆, 路遥 申请人:武汉大学