一种利用电力设备漏电流的取能装置及方法与流程

1.本技术实施例涉及取能技术领域，特别涉及一种利用电力设备漏电流的取能装置及方法。


背景技术：

2.近些年，我国低压配电网漏电事故频繁发生，电气火灾、用电设备损坏和人体触电等漏电事故的发生不仅影响国家电网供电的稳定性和可靠性，同时也威胁到生命财产的安全。
3.目前，低压漏电监测以及隔离技术主要是以安装传统的漏电保护器即漏电开关为主，漏电保护器根据其保护功能的不同一般分为漏电保护继电器、漏电保护开关以及漏电保护插座三种。
4.随着漏电保护器的大量使用，不难发现其只能单一的检测交流电或直流电，灵敏度低，同时会发生误动而引起频繁的跳闸，影响电网供电的可靠性；另外，漏电保护器在工作时需要外接电源为其供能，一旦外接电源损耗而发生漏电故障会导致漏电保护器失灵，将无法及时漏电预警，增加作业人员触电风险，同时也为作业人员迅速定位漏电位置、消除剩余电流带来了阻碍。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种利用电力设备漏电流的取能装置及方法，无需外接电源，通过对跨步电压的高效取能为后续设备供电。
6.本技术的第一方面，提供一种利用电力设备漏电流的取能装置，包括壳体，上盖；其中，
7.所述上盖位于所述壳体，并与所述壳体配合形成空腔；
8.所述壳体内设有电路板，电源调理电路模块，取能模块和信号发射模块；所述壳体外设有第一取电电极，第二取电电极，第一电极连接线，第二电极连接线；
9.所述壳体的同一侧设有第一圆孔和第二圆孔；
10.所述电路板与所述壳体的底部固定连接；所述信号发射模块、所述取能模块以及所述电源调理电路模块位于所述电路板上；所述信号发射模块的正负极与所述取能模块的输出端正负极连接，所述取能模块的输入端正负极与所述电源调理电路模块的输出端正负极相连；所述电源调理电路模块的输入端的正极穿过所述第一圆孔，并与所述第一电极连接线的一端连接，所述第一电极连接线的另一端与所述第一取电电极连接；所述电源调理电路模块的输入端的负极穿过所述第二圆孔，并与所述第二电极连接线的一端连接，所述第二电极连接线的另一端与第二取电电极连接。
11.进一步的，所述电源调理电路模块包括：整流电路、滤波电路以及稳压电路。
12.进一步的，所述取能模块为微弱能量收集电路；
13.所述微弱能量收集电路，利用能量收集器、电源管理电路、能量存储电路以及控制
电路将外界能量转换为电能并控制电压输出。
14.进一步的，所述信号发射模块为超外差发射电路；
15.所述超外差发射电路，利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为预定频率。
16.进一步的，所述第一电极连接线为防腐防水导线，且直径与所述第一圆孔直径一致；
17.所述第二电极连接线为防腐防水导线，且直径与所述第二圆孔直径一致。
18.进一步的，所述第一取电电极和所述第二取电电极的材料为易导电材料，且外部镀层为银镀层。
19.进一步的，所述上盖和所述壳体的连接处设有第一密封垫；
20.所述第一圆孔与所述第一电极连接线之间设有第二密封垫；
21.所述第二圆孔与所述第二电极连接线之间设有第三密封垫。
22.进一步的，所述第一密封垫、所述第二密封垫以及所述第三密封垫的材料为防水硅胶。
23.本技术的第二方面，提供一种利用电力设备漏电流的取能方法，所述方法包括以下步骤：
24.获取发生漏电时，第一取电电极和第二取电电极反馈的交流电压信号；所述第一取电电极和所述第二取电电极设置于经常发生漏电的漏电区域；
25.将所述交流电压信号转换为直流电压信号，并将所述直流电压信号存储于外接电容；
26.当所述外接电容存储的直流电压信号对应的电压值达到预设阈值时，生成触发电压信号；
27.根据所述触发电压信号，生成用于提示漏电的漏电信号发送至接收设备。
28.本技术提供的一种利用电力设备漏电流的取能装置及方法，具有下列有益效果：
29.一、本技术通过设置的第一取电电极和第二取电电极来获取电力装置漏电时的交流电压，并通过电源调理电路模块将交流电压转变为直流电压，再通过取能模块将直流电压存储于外接电容中，当外接电容的电压达到一定的阈值时，便可生成触发电压的信号，进而生成提示漏电的漏电信号，避免漏电而造成的人员触电的问题；
30.二、本技术通过设置电源调理电路模块以及取能模块，在无外接电源情况下，通过对跨步电压进行高效率的取能，为后续设备供电，从而实现对跨步电压的准确预警，结构直观简单，使用起来更方便。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下的内部结构示意图；
33.图2为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下的外部结构示
意图；
34.图3为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下的工作流程图；
35.图4为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下壳体的局部放大图；
36.图5为本技术一种利用电力设备漏电流的取能方法在一种实施例下的流程图。
具体实施方式
37.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
38.参见图1，为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下的内部结构示意图；参见图2，为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下的外部结构示意图；
39.由图1、图2可知，本技术提供了一种利用电力设备漏电流的取能装置，包括：壳体1，上盖10；其中，
40.所述上盖10位于所述壳体1上方，并与所述壳体1配合形成空腔；
41.所述壳体1内设有电路板6，电源调理电路模块7，取能模块8和信号发射模块9；所述壳体1外设有第一取电电极2，第二取电电极3，第一电极连接线4，第二电极连接线5。
42.所述壳体1的同一侧设有第一圆孔15和第二圆孔16；在本实施例中，第一圆孔15、第二圆孔16用于安置第一电极连接线4以及第二电极连接线5，便于第一电极连接线4以及第二电极连接线5连接所述壳体1内部配件与所述壳体1外部配件，减少实际操作中因弯折而带来的第一电极连接线4以及第二电极连接线5的断裂或第一电极连接线4以及第二电极连接线5随意晃动而影响操作等情况，便于操作，提升工作效率。
43.所述电路板6与所述壳体1的底部固定连接；所述信号发射模块9、所述取能模块8以及所述电源调理电路模块7位于所述电路板6上；所述信号发射模块9的正负极与所述取能模块8的输出端正负极连接，所述取能模块8的输入端正负极与所述电源调理电路模块7的输出端正负极相连；所述电源调理电路模块7的输入端的正极穿过所述第一圆孔15，并与所述第一电极连接线4的一端连接，所述第一电极连接线4的另一端与所述第一取电电极2连接；所述电源调理电路模块7的输入端的负极穿过所述第二圆孔16，并与所述第二电极连接线5的一端连接，所述第二电极连接线5的另一端与第二取电电极3连接。
44.在本实施例中，所述电源调理电路模块7用于将所述第一取电电极2和所述第二取电电极3反馈的交流电压转换为直流电压，供所述取能模块8的启动，便于电能的存储；所述取能模块8用于将所述电源调理电路模块7转换的直流电压存储于外接电容，为后续配件提供稳定的电能；所述信号发射模块9用于漏电信号的发射，方便检修人员提早发现漏电，提早修复漏电设备。
45.参见图3，为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下的工作
流程图；
46.由图3可知，具体的，将所述第一取电电极2与所述第二取电电极3埋入经常漏电处，在漏电发生时，所述第一取电电极2与所述第二取电电极3处在不同的电位上，进而可获取到交流电压的电能，获取到的电能通过导线传输到所述电源调理电路模块7，所述电源调理电路模块7将获取的交流电压转变为直流电压，并触发所述取能模块8，所述取能模块8将直流电压存储于外接电容中，当外接电容的电压达到一定的阈值时所述取能模块8可稳定输出电压，并触发和供给所述信号发射模块9工作，所述信号发射模块9生成用于提示漏电的漏电信号。
47.进一步的，所述电源调理电路模块7包括：整流电路、滤波电路以及稳压电路。在本实施例中，整流电路用于将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，一种含有直流电压和交流电压的混合电压；滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑；稳压电路是指在输入电网电压波动或负载发生改变时仍能保持输出电压基本不变的电源电路。
48.进一步的，所述取能模块8为微弱能量收集电路。
49.微弱能量收集电路，一般利用能量收集器、电源管理电路、能量存储电路以及控制电路将外界能量转换为电能并控制电压输出。在本实施例中，所述取能模块8选用微弱能量收集电路，用于电能的存储并稳定输出，使得电路的功耗减小、成本降低、体积微型化，更加方便取能。
50.进一步的，所述信号发射模块9为超外差发射电路。
51.所述超外差发射电路，利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为预定频率。在本实施例中，所述信号发射模块9选用超外差发射电路，可以保证极高的稳定性，振荡特性好，用于漏电信号的发射，保证漏电信号的稳定发射。
52.参见图4，为本技术一种利用电力设备漏电流的取能装置在一种实施例下壳体的局部放大图；
53.进一步的，所述第一电极连接线4为防腐防水导线，且直径与所述第一圆孔15直径一致。
54.所述第二电极连接线5为防腐防水导线，且直径与所述第二圆孔16直径一致。
55.在本实施例中，所述第一电极连接线4、所述第二电极连接线5选用防腐防水导线，适用于潮湿或近水环境，可防止水汽造成取能装置短路的情况，减少不必要的配件损失；需要说明的是，所述第一电极连接线4、所述第二电极连接线5、所述第一圆孔15以及所述第二圆孔16的直径可根据实际应用进行合理调整，在本实施例中不作限定。
56.进一步的，所述第一取电电极2和所述第二取电电极3的材料为易导电材料，且外部镀层为银镀层。在本实施例中，所述第一取电电极2和所述第二取电电极3外部镀层选用银镀层可以更好的导电，同时银的化学性质稳定，因其较高的导电率，可以产生低的接触电阻值，使得漏电流更大程度的被取能装置获取。
57.进一步的，所述上盖10和所述壳体1的连接处设有第一密封垫11，所述第一圆孔15与所述第一电极连接线4之间设有第二密封垫12，所述第二圆孔16与所述第二电极连接线5之间设有第三密封垫13。
58.进一步的，所述第一密封垫11、所述第二密封垫12以及所述第三密封垫13的材料为防水硅胶。在本实施例中，所述第一密封垫11、所述第二密封垫12以及所述第三密封垫13用于密封内外备件，起密封作用，同时防水硅胶属于一种高活性吸附材料，主要由二氧化硅组成，化学性质稳定，具有很强的吸附能力，可以起到防水防潮的作用。需要注意的是，所述第一密封垫11、所述第二密封垫12以及所述第三密封垫13的具体形状可根据实际应用进行合理调整，在本实施例中不作限定。
59.参见图5，为本技术一种利用电力设备漏电流的取能方法在一种实施例下的流程图。
60.基于上述公开的装置，本技术实施例还公开了一种利用电力设备漏电流的取能方法，包括以下步骤：
61.s101:获取发生漏电时，第一取电电极和第二取电电极反馈的交流电压信号；所述第一取电电极和第二取电电极设置于经常发生漏电的漏电区域；
62.s102:将所述交流电压信号转换为直流电压信号，并将所述直流电压信号存储于外接电容；
63.s103:当所述外接电容存储的直流电压信号对应的电压值达到预设阈值时，生成触发电压信号；
64.s104:根据所述触发电压信号，生成用于提示漏电的漏电信号发送至接收设备。
65.具体的，将所述利用电力设备漏电流的取能装置的所述第一取电电极2与所述第二取电电极3埋入经常漏电处，在漏电发生时，所述第一取电电极2与所述第二取电电极3处在不同的电位上，进而可获取到所述第一取电电极2与所述第二取电电极3反馈的交流电压信号，获取到的交流电压信号通过导线传输到所述电源调理电路模块7，所述电源调理电路模块7将获取的交流电压信号转变为直流电压信号，并触发所述取能模块8，所述取能模块8将直流电压信号存储于外接电容中，当外接电容中存储的直流电压信号达到一定的阈值时所述取能模块8可稳定输出电压信号，稳定输出的电压信号触发和供给所述信号发射模块9工作，所述信号发射模块9生成用于提示漏电的漏电信号，并将漏电信号发送至接收装置。
66.由上述技术方案可知，本技术提供的利用电力设备漏电流的取能装置包括壳体1，上盖10；其中，所述上盖10位于所述壳体1上方，并与所述壳体1配合形成空腔；所述壳体内设有电路板6，电源调理电路模块7，取能模块8，信号发射模块9；所述壳,1外设有第一取电电极2，第二取电电极3，第一电极连接线4，第二电极连接线5；所述壳体1的同一侧设有第一圆孔15和第二圆孔16；所述电路板6与所述壳体1的底部固定连接；所述信号发射模块9、所述取能模块8以及所述电源调理电路模块7位于所述电路板6上；所述信号发射模块9的正负极与所述取能模块8的输出端正负极连接，所述取能模块8的输入端正负极与所述电源调理电路模块的输出端正负极相连；所述电源调理电路模块7的输入端的正极穿过所述第一圆孔15，并与所述第一电极连接线4的一端连接，所述第一电极连接线4的另一端与所述第一取电电极2连接；所述电源调理电路模块7的输入端的负极穿过所述第二圆孔16，并与所述第二电极连接线5的一端连接，所述第二电极连接线5的另一端与第二取电电极3连接。
67.本技术通过设置的第一取电电极和第二取电电极来获取电力设备漏电时的交流电压，并通过电源调理电路模块将交流电压转变为直流电压，再通过取能模块将直流电压存储于外接电容中，当外接电容的电压达到一定的阈值时，便可生成触发电压的信号，进而
生成提示漏电的漏电信号，避免漏电而造成的人员触电的问题；此外，在无外接电源情况下，通过对跨步电压进行高效率的取能，为后续设备供电，从而实现对跨步电压的准确预警，结构直观简单，使用起来更方便。
68.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本发明的权利要求保护范围之内。