一体化高电压取能电源及其装配和安装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统自动化技术领域，尤其是涉及一种一体化高电压取能电源及其装配和安装方法。
【背景技术】
[0002]对配电线路进行在线监测时，其输电线路的电源供给是需解决的关键问题之一。实际进行在线监测时，由于采集信号的各种传感器及信号发送单元等都布设在架空线附近，安装高度和安装位置均受到很大限制，因而不可能使用常规电源。而且，由于对上述传感器及信号发送单元等进行供电的电源工作在野外，维修不便，因而通常上述电源均需具备长期免维护功能，则相应对电源的可靠性提出了很高要求。但是，现如今还未出现一种结构简单、接线方便、性能稳定可靠且受外界环境影响小的供电电源。因此，开发出性能良好的特种电源并将其应用于配电线路状态参数在线监测系统，具有重要的实用价值。
[0003]现如今，配电线路状态参数在线监测系统的供电方法没有一个统一、标准且规范的方法可供遵循，施工操作随意性较大，所采用的供电电源也不统一，并且需要用电设备上安装调压装置等，实际应用中不可避免地存在使用操作不便、安装难度大、使用效果较差等问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种一体化高电压取能电源，其结构简单、安装紧凑且性能稳定可靠、使用效果好，能简便、快速完成安装，并且使用寿命长。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种一体化高电压取能电源，其特征在于:包括绝缘外套管、与供配电线路连接的高压电容器、与所述高压电容器连接的变压器、与变压器的一次侧线圈并接的分压电容器和安装在绝缘外套管内的电子线路板，所述高压电容器与变压器的一次侧线圈连接，所述高压电容器为一个取能电容或由多个所述取能电容串接而成;所述电子线路板上设置有对所述供配电线路的电压进行实时测量的电压测量电路、所述供配电线路发生落雷事故时对变压器进行保护的防雷保护模块和与变压器的二次侧线圈连接的AC/DC电源模块，所述电压测量电路与分压电容器连接，所述防雷保护模块与所述高压电容器连接，所述分压电容器布设在电子线路板上且其位于电子线路板上方;所述高压电容器和变压器均安装在绝缘外套管内，且所述高压电容器、变压器和电子线路板由上至下布设;所述绝缘外套管的内侧底部为由灌封胶填充形成的灌封胶填充结构，所述变压器、分压电容器和电子线路板均位于绝缘外套管的内侧底部且三者均灌封于灌封胶填充结构内。
[0006]上述一体化高电压取能电源，其特征是:所述绝缘外套管由外侧套管和同轴套装在所述外侧套管内的内部套管组成;所述内部套管的内腔分为电容器安装腔和位于所述电容器安装腔下方且由灌封胶填充结构进行封装的底部封装腔，所述高压电容器装于所述电容器安装腔内，所述变压器、分压电容器和电子线路板均位于所述底部封装腔内；所述电容器安装腔和所述底部封装腔均为圆柱形腔体，所述电容器安装腔的内径小于所述底部封装腔的内径。
[0007]上述一体化高电压取能电源，其特征是:所述绝缘外套管分为上部套管和位于上部套管正下方的下部套管，所述上部套管的内径小于下部套管的内径，所述上部套管与下部套管内部连通，所述高压电容器布设在上部套管内；所述下部套管的内侧上部设置有对上部套管的底部开口进行封堵的电极板，所述高压电容器底部支撑于电极板上;所述变压器位于下部套管内且其位于电极板下方，所述电子线路板布设在下部套管的内侧下部，所述变压器支撑于电极板与电子线路板之间；所述AC/DC电源模块的电源输出端接有电源输出线;所述电压测量电路的输出端接有电压测量输出线，所述电源输出线和所述电压测量输出线均位于电子线路板下方;所述下部套管的内侧下部为灌封胶填充结构，所述电源输出线与所述电压测量输出线的内端、电极板、变压器、分压电容器和电子线路板均灌封于灌封胶填充结构内。
[0008]上述一体化高电压取能电源，其特征是:所述取能电容的数量为多个，多个所述取能电容由上至下装在上部套管内，且相邻两个取能电容之间均垫装有导电垫片；多个所述取能电容中位于最上部的取能电容为顶部电容，所述上部套管上部装有第一导电螺柱，所述第一导电螺柱位于多个所述取能电容的正上方，所述上部套管的顶端开口为供第一导电螺柱安装的螺柱安装口；所述第一导电螺柱的下端伸入至上部套管内且其底端与所述顶部电容上端接触，所述第一导电螺柱的上端伸出至上部套管外侧；多个所述取能电容中位于最下部的取能电容为底部电容，所述底部电容的底端支撑于电极板上且其与电极板上表面接触;多个所述取能电容通过导电垫片进行串接且其通过第一导电螺柱与所述供配电线路连接;所述第一导电螺柱通过锁紧螺母锁紧固定在上部套管上，第一导电螺柱上套装有固定螺母，所述固定螺母位于锁紧螺母上方且二者之间垫装有垫片，所述第一导电螺柱与所述顶部电容之间设置有导电垫片。
[0009]上述一体化高电压取能电源，其特征是:所述电压测量电路包括电压采样电容器和与电压采样电容器连接的电阻分压电路;所述分压电容器的两个接线端分别与变压器的一次侧线圈的两个接线端连接，所述分压电容器的一端经取能电容后与所述供配电线路连接且其另一端经电压采样电容器后接地；
[0010]所述分压电容器为变压器的补偿电容器，且变压器为分压电容器的补偿变压器。
[0011]上述一体化高电压取能电源，其特征是:还包括布设在绝缘外套管(4)底部的密封圈，所述绝缘外套管的底部开有供密封圈安装的环形凹槽;所述绝缘外套管的底部沿圆周方向设置有多个分别供连接螺栓安装的螺栓安装孔，多个所述螺栓安装孔均位于所述密封圈内侦U。
[0012]同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的一体化高电压取能电源装配方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0013]步骤一、高压电容器安装:由下至上将所述高压电容器中的多个所述取能电容，逐一装入绝缘外套管的上部套管内；每个所述取能电容装入之前，均先在上部套管内装入一个导电垫片；
[0014]步骤二、电极板安装:待多个所述取能电容均装入上部套管内后，将电极板装入下部套管的内侧上部，并将电极板固定在下部套管内；
[0015]步骤三、第一导电螺柱安装:通过所述螺柱安装口将第一导电螺柱由上至下装入上部套管内，并下压第一导电螺柱，使所述底部电容与电极板之间以及第一导电螺柱与位于其下方的导电垫片之间均紧密接触，再通过锁紧螺母对第一导电螺柱进行锁紧固定;之后，由上至下在第一导电螺柱上套装固定螺母，并在固定螺母与锁紧螺母之间垫装垫片；
[0016]步骤四、变压器接线及安装:通过电缆将电子线路板上所布设分压电容器的两个接线端分别与变压器的一次侧线圈两端连接，再由下至上将变压器装入下部套管内，并通过电极板将变压器的一次侧线圈与所述高压电容器连接；
[0017]所述电子线路板为预先加工完成的电路板，所述电子线路板上分压电容器的两个接线端分别与防雷保护模块和电压测量电路连接，且防雷保护模块与电压测量电路连接；
[0018]步骤五、电子线路板安装:待变压器安装完成后，由下至上将电子线路板装入下部套管内，并使变压器支撑于电极板与电子线路板之间；
[0019]步骤六、引线及灌封:将位于电子线路板下方的所述电源输出线和所述电压测量输出线均向下引出至下部套管外侧，再采用所述灌封胶对下部套管内部进行灌封并形成灌封胶填充结构，使所述电源输出线与所述电压测量输出线的内端、变压器、分压电容器和电子线路板均灌封于灌封胶填充结构内。
[0020]上述方法，其特征是:步骤四中所述电压测量电路包括电压采样电容器和与电压采样电容器连接的电阻分压电路;所述分压电容器的两个接线端分别与变压器的一次侧线圈的两个接线端连接，所述分压电容器的一端经取能电容后与所述供配电线路连接且其另一端经电压采样电容器后接地；
[0021]所述电源输出线的数量为两根，两根所述电源输出线分别与AC/DC电源模块的两个所述电源输出端连接;所述电压测量输出线的数量为两根，两根所述电压测量输出线分别与电压测量电路的两个所述输出端连接;两根所述电源输出线和两根所述电压测量输出线均套装在一根电缆护套管内，所述电缆护套管上端灌封于灌封胶填充结构内；
[0022]步骤二中所述电极板底部设置有对变压器上部进行限位的环形限位件，所述变压器上部卡装在环形限位件内，所述变压器底部支顶在电子线路板上;所述电子线路板与电极板之间通过多个固定螺柱和一个第二导电螺柱进行连接，所述第二导电螺柱和多个所述固定螺柱均与下部套管呈平行布设，所述防雷保护模块和分压电容器均通过所述第二导电螺柱和电极板与所述高压电容器连接；
[0023]步骤二中将电极板装入下部套管的内侧上部之前，先在电极板底部安装环形限位件；
[0024]