基于绝缘架空地线的取电装置的制造方法
【专利说明】基于绝缘架空地线的取电装置 【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电力领域，尤其设及一种基于绝缘架空地线的取电装置。 【【背景技术】】
[0002] 按国内目前电力总容量估算，全国每年电能损耗将达百亿kWh。一部分电能由架空 线损耗掉，大部分感应电流由架空地线流入大地。
[0003] 架空地线与输电线路之间存在静电禪合和电磁禪合，在正常情况下地线上的感应 电压、电流主要随地线至各相导线的距离、=相导线上的负荷电流及导线不对称度的变化 而变化。地线的接地方式可分为：1)地线与OPGW分别逐基接地;2)地线分段绝缘，OPGW逐基 接地;3)地线、OPGW分段绝缘、一点接地。如果地线逐基杆塔直接接地，则两根架空地线之间 可通过大地形成回路，形成两根地线的线间环流。此外，每根地线又分别W大地为回路，形 成感应电流回路。两种电流的产生，将使输电线路的附加电能损耗增加。 【【实用新型内容】】
[0004] 本实用新型所要解决的问题为减少前述输电线路损耗。
[0005] 为达到前述目的，本实用新型采用如下方案:一种基于绝缘架空地线的取电装置， 其特征在于，所述绝缘架空地线包括设于电塔上的导线及把所述导线分隔为多段的绝缘端 子，所述取电装置包括:与一段所述导线连接并获取第一电流的自禪变压器，对所述第一电 流进行变压处理后获得第二电流;与所述自禪变压器连接的滤波器，对所述第二电流进行 滤波后获得第=电流;与所述滤波器连接的电动气阀，基于所述第=电流产生第一气流;与 所述电动气阀连接的气压调节阀，基于所述第一气流进行稳压后输出稳定的第二气流;与 所述气压调节阀连接的气动马达，基于所述第二气流产生转动；与所述气动马达连接的发 电机，基于所述转动产生电流。
[0006] 本实用新型的第一优选方案为:所述自禪变压器中的磁路间空气间隙可调。
[0007] 本实用新型的第二优选方案为:所述自禪变压器包括主线圈及副线圈，所述副线 圈的应数可调。
[000引本实用新型的第=优选方案为:所述绝缘端子为耐张瓷瓶。
[0009] 本实用新型的第四优选方案为:所述自禪变压器的线圈应数为1500应；线圈层数 为3层;铁忍厚度为Icm;磁导率为10K;空气间隙可调范围为0cm-20cm;环屯、直径为30畑1。
[0010] 本实用新型的第五优选方案为:所述电动气阀功称压差为1.6M化;工作压差为0-1.6MPa;电源电压为220V;公称通径为25mm;功耗为40VA。
[0011] 本实用新型可达到如下技术效果：
[0012] 1.通过绝缘架空地线感应电流一机械能一电流的转换解决了自禪变压器变比不 能过大，感应电流随输电线路输送负荷、外部环境的变化而导致使用电流不稳的问题。
[0013] 2.调节自禪变压器空气间隙、副边线圈应数能够调节变压器的输出电压、输出功 率.
[0014] 本申请的取电方法比其它取电的效率有了几十倍甚至上百倍的提高，为实时在线 监测的发展提供了稳定的电源基础。
[0015] 本实用新型的运些特点和优点将会在下面的【具体实施方式】、附图中详细的掲露。 【【附图说明】】
[0016] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0017] 图1为本实用新型实施例1的电塔上电线安装示意图。
[0018] 图2为本实用新型实施例1的架空线路禪合电容电感等效图。
[0019] 图3为本实用新型实施例1的基于绝缘架空地线的取电装置示意图。
[0020] 图4为本实用新型实施例1的自禪变压器原理图。 【【具体实施方式】】
[0021] 下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和 说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的 保护化围。
[0022] 实施例1。
[0023] 参看图1、图2、图3、图4,电塔5上设有绝缘架空地线1、架空地线2、第一导线线3,第 二导线线4,其中第一导线线3和第二导线线4为输电线路。基于绝缘架空地线的取电装置， 其绝缘架空地线1包括设于电塔5上的导线及把导线分隔为多段的绝缘端子，取电装置包 括:与一段导线连接并获取第一电流的自禪变压器，对第一电流进行变压处理后获得第二 电流;与自禪变压器连接的滤波器，对第二电流进行滤波后获得第=电流;与滤波器连接的 电动气阀，基于第=电流产生第一气流;与电动气阀连接的气压调节阀，基于第一气流进行 稳压后输出稳定的第二气流;与气压调节阀连接的气动马达，基于第二气流产生转动;与气 动马达连接的发电机，基于转动产生电流。
[0024] 设Cl为绝缘架空地线1与第一导线线3间的禪合电容，Cii为对绝缘架空地线1与第 二导线线的禪合电容;Co为绝缘架空地线1对地电容;Mi为绝缘架空地线1与第一导线线3间 的禪合电感、Mn为绝缘架空地线1与第一导线线4间的禪合电感;M2为架空地线2对绝缘架空 地线1的禪合电感。
[0025] 长为1的架空地线通过绝缘子绝缘形成绝缘架空地线1，其静电感应电流I。，电磁 感应电动势Egm,则其电磁感应电流Ig的数学表达式：
[0026] Ic= jwl (CiaUia+CibUib+CicUic+CiiaUiia+Ci 加 iiB+CiicUiic+C 如 2)
[0029]其中，架空地线2上的静电感应分量主要由禪合电容引起，禪合电容较小可W忽 略。绝缘架空地线1上的电量主要与输电线路的禪合电感、线路长度、负荷电流、导线与地线
[00
[00 之间的距离有关。
[0030] 绝缘架空地线1的电量随绝缘架空地线1的长度、输电线路的负荷电流、绝缘架空 地线1与输电线路之间距离的变化而变化。绝缘架空地线1的电量不稳定成为绝缘架空地线 1感应电流回收利用的难点。
[0031] 自禪变压器的结构特点是原、副边共用一部分绕组，因此其原、副边绕组之间既有 磁的禪合，又有电的联系。自禪变压器原、副边共用的运部分绕组称作公共绕组。自自禪变 压器的接线原理图如图4。
[0032] 自禪变压器参数
[00削 N=化+化机,原边输入电压；怎1。原边励磁电压；於。副边输出电压；副边励磁电 压；/l。原边输入电流;/2。副边输入电流；扣励磁电流商0原边漏阻抗;么2。副边漏阻抗； 励磁阻抗；4 m。磁路中的磁通量；
[0034] 电动气阀参数：4m磁路中的磁通量；4。气隙中的磁通量;Nw线圈应数；Rw线圈电 阻;Rn非工作气隙磁阻;Rm对应磁路磁阻;Rs工作气隙磁阻;gmax最大气隙长度;Xl位移;S气隙 长度;O漏磁系数;Amid活塞中轴杆截面;Hm磁场强度，A/m; Lm磁路长度，m;叫真空磁导率，H/m; Pi电动气阀压强;PO夕F界环境。
[0035] 自禪变压器原、副边电气联系可表示为：
[0036]
[0037]
[00；3 引
[0039]
[0040]
[0041] 巧
[0042]
[00 创 :(2.6)
[0044]
[0045] 7)
[0046]
[0047] (么巧
[004引路间隙可调的自禪变压器，给自禪变压器的原边输入交流电源，在磁屯、中产生交 变的磁场，磁场和输入交流电压的关系为(忽略漏阻抗）：
[0049] (2巧
[0050] (2 AO)
[0 化1] (2.11)
[0052] (2.12)
[0053] ; R"。是自禪变压器整个磁路的磁阻(包括磁 屯、磁阻7
[0054] (2.巧
[0化5]
[0056] 灿令
[0化7]
[0化引 （2.:巧
[0059] 式中，L为自禪变压器原边电感。
[0060] 式(2.4)、式(2.12)、式(2.14)、式(2.15)可得输入电压^/l。、应数N-定时，调节磁 路中的空气间隙，总的磁路磁阻Rm。改变，自禪变压器的自感L、励磁电流1_/。也将随之改变， 可实现对输出电流扣。的调节。通过调节自禪磁路空气间隙、副边线圈应数可实现对自禪变 压器输出功率的控制。
[0061] 基于前述方案，优选自禪变压器的线圈应数为1500应；线圈层数为3层;铁忍厚度 为1 cm;磁导率为IOK;空气间隙可调范围为0cm-20cm;环屯、直径为30cm。优选电动气阀功称 压差为1.6MPa;工作压差为0-1.6MPa;电源电压为220V;公称通径为25mm;功耗为40VA。优选 电动气阀功称压差为1.6M化;工作压差为0-1.6MPa;电源电压为220V;公称通径为25mm;功 耗为40VA。基于前述参数组，适合于中国220KV的同杆双回架设线路。
[0062] W上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方 式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书 的范围中。
【主权项】
1. 一种基于绝缘架空地线的取电装置，其特征在于，所述绝缘架空地线包括设于电塔 上的导线及把所述导线分隔为多段的绝缘端子，所述取电装置包括:与一段所述导线连接 并获取第一电流的自耦变压器，对所述第一电流进行变压处理后获得第二电流;与所述自 耦变压器连接的滤波器，对所述第二电流进行滤波后获得第三电流;与所述滤波器连接的 电动气阀，基于所述第三电流产生第一气流;与所述电动气阀连接的气压调节阀，基于所述 第一气流进行稳压后输出稳定的第二气流;与所述气压调节阀连接的气动马达，基于所述 第二气流产生转动;与所述气动马达连接的发电机，基于所述转动产生电流。2. 根据权利要求1所述基于绝缘架空地线的取电装置，其特征在于:所述自耦变压器中 的磁路间空气间隙可调。3. 根据权利要求1所述基于绝缘架空地线的取电装置，其特征在于:所述自耦变压器包 括主线圈及副线圈，所述副线圈的匝数可调。4. 根据权利要求1所述基于绝缘架空地线的取电装置，其特征在于:所述绝缘端子为耐 张瓷瓶。5. 根据权利要求2所述基于绝缘架空地线的取电装置，其特征在于:所述自耦变压器的 线圈匝数为1500匝；线圈层数为3层;铁芯厚度为lcm;磁导率为10K;空气间隙可调范围为 0cm_20cm;环心直径为30cm。6. 根据权利要求1所述基于绝缘架空地线的取电装置，其特征在于:所述电动气阀功称 压差为1.6MPa;工作压差为0-1.6MPa;电源电压为220V;公称通径为25mm;功耗为40VA。
【专利摘要】本实用新型公开一种基于绝缘架空地线的取电装置，所述取电装置包括：与一段所述导线连接并获取第一电流的自耦变压器，对所述第一电流进行变压处理后获得第二电流；与所述自耦变压器连接的滤波器，对所述第二电流进行滤波后获得第三电流；与所述滤波器连接的电动气阀，基于所述第三电流产生第一气流；与所述电动气阀连接的气压调节阀，基于所述第一气流进行稳压后输出稳定的第二气流；与所述气压调节阀连接的气动马达，基于所述第二气流产生转动；与所述气动马达连接的发电机，基于所述转动产生电流。通过绝缘架空地线感应电流—机械能—电流的转换解决了自耦变压器变比不能过大，感应电流随输电线路输送负荷、外部环境的变化而导致使用电流不稳的问题。
【IPC分类】H02J50/10
【公开号】CN205377462
【申请号】CN201620167511
【发明人】陈达, 孙世平, 谢逢喜, 金希龙, 金益迥, 李 权, 黄圣琦, 吕鑫, 朱文兵, 王裘潇, 李文辉, 陈林峰, 张圆, 刘光, 刘欢, 吴永奇, 叶世钊, 万广雷
【申请人】国网浙江省电力公司台州供电公司, 国家电网公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年3月4日