专利名称：高压悬挂式远方终端及其供电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种配电网用的高压悬挂式远方终端及其供电电路。
背景技术：
馈线远方终端(简称FTU)和配电变压器远方终端是10KV配电网自动化的关键装置，它主要通过信号通道实现主站对监控点(FTU或TTU安装点)的遥测、遥信和遥控。国内外已有的FTU和TTU均安装于电杆(铁塔)之上，为防止雷击和10KV高压绝缘损坏可能带来对人身或设备的危害，其金属外壳一般都与大地相连。这种高压悬挂式远方终端必须加配电压互感器(高压变低压)和电流互感器(高压大电流变低压小电流)，综合成本高，且绝缘和雷击问题较突出。
发明内容本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种高压悬挂式远方终端及其供电电路，可有效解决绝缘和雷击问题，且结构简单。
为实现上述目的，本实用新型提出一种高压悬挂式远方终端及其供电电路，包括用于给高压悬挂式远方终端供电的直流工作电源和电流互感器，电流互感器包括可开口铁心和绕于铁心的感应线圈，在铁心内部有用于容纳高压导线的空腔，感应线圈的输出端接至直流工作电源输入端。
由于采用了以上的方案，供电电路由电流互感器直接从高压导线感应电流，不需进行高低压变换，使结构简单，另外由于供电电路本身可以工作在高压状态下，不需进行绝缘处理，也方便进行等电位处理，不会出现雷击问题，从而简化结构，可降低成本。
图1是本实用新型高压悬挂式远方终端电路框图；图2是本实用新型高压悬挂式远方终端的电流互感器与高压导线配合关系示意图；图3是本实用新型高压悬挂式远方终端外形结构示意图；图4是高压悬挂式远方终端外形左视图；图5是本实用新型高压悬挂式远方终端的第一和第二电压传感器连接关系示意图；图6是电压传感器的原理图；图7是光纤和光电插头的电路原理图；图8a是上盖板的主视图8b是上盖板的A-A剖视图；图8c是上盖板的左视图；图8d是上盖板的俯视图；图9a是下盖板的主视图；图9b是下盖板的B-B剖视图；图9c是下盖板的C-C剖视图；图9d是下盖板的左视图。
具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一如图1至图4所示，一种高压悬挂式远方终端，包括变流充电的直流工作电源(即变流充电蓄电池)6、电流互感器LH0、充电电流变换器LH2、包括单片计算机和外围电路的单片计算机系统、整机外壳7，采样电流变换器LH1、第一电压传感器10、第二电压传感器11、光纤13和光电插头。直流工作电源6为变流充电蓄电池。电流互感器LH0感应高压导线2的变化电流，它包括可开口铁心1和绕于铁心1的感应线圈，在铁心1内部有用于容纳高压导线2的空腔，感应线圈的输出端接至电流变换器3的输入端，充电电流变换器LH2的输出端变流充电蓄电池的交流输入端。采样电流变换器LH1与充电电流变换器LH2相串联，采样电流变换器LH1的输出端接至单片计算机5。如图5所示，还可以采用电压传感方式采集10KV线电压，图中2个电压传感器分别接于线电压U-BC和U-AC上，此时FTU悬挂于C相高压导线上，每个电压传感器都由一个高压电容器和一个电阻组成，输出端U-bc、U-ac供FTU进行A/D采样。其具体连接关系如下第一电压传感器10和第二电压传感器11的下接线端与悬挂高压导线相连，它们的上接线端分别与第一相高压导线1和第二相高压导线2相连。其中如图6所示，第一电压传感器包括相串联的第一电容C-AC和第一电阻R-AC，第二电压传感器包括第二电容C-BC和第二电阻R-BC。为了有效的解决绝缘和雷击问题，采用等电位技术，即将直流工作电源6的负极、单片计算机5的屏蔽壳71和外围电路的负极之一或多个或全部与高压导线2相连。使其与高压导线等电位。这样，直流工作电源、屏蔽壳71等与高压导线都位于等电位状态，不存在压差，即不需要采取绝缘处理且可防止雷击。单片计算机5的遥控输入信号端和遥信输出信号端经光电插头传输至光纤13，再由光纤传输至开关设备，如分段器、重合器、断路器和负荷开关。这样就解决了工作于高电压状态和低电压状态的设备之间的遥信和遥控。单片计算机5的遥控输入信号端和遥信输出信号端也可经红外通信或无线通信等方式进行隔离，实现高电压电路与低电压电路之间的隔离。如图7所示，遥控和遥信的2根光纤，其左端接远方终端，右端接被控开关设备。所述的光电插头可分为发送光电插头和接收光电插头，发送光电插头包括发光二极管D1、D2和插头，接收光电插头包括接收二极管D3、D4和插头，所述光纤13的两端分别耦合有发送光电插头和接收光电插头。所述插头或插座用于与远方终端上的光电插座相插接。同理，采用光纤13还可实现FTU与其他智能设备之间的数据通信。也可直接将光电插头或/和光纤连于远方终端上。该光电插头和塑料光纤工作原理如下当单片计算机系统输出遥控信号时，即YKF处于高电平，发光二极管D1发光；D1发出的光信号由光纤传给光敏二极管D4，D4即由高阻变为低阻，因而使YKS由低电平变为高电平—由此信号经放大即可控制开关设备合闸或分闸；当YXF处于高电平或低电平时，在YXS也会出现相应的高电平或低电平，因而将被控开关设备的“遥信信号”通过光纤传给FTU；同理，采用光纤还可实现与其他智能设备的数据通信。
电流互感器LH0采用可开口的铁心，使得FTU可以直接悬挂于已安装好的线路的导线上，免除导线开断之弊；而且，FTU即可直接采集高压导线上的电流。
上述高压悬挂式远方终端外壳7包括上盖701、大身702和光纤插头盒703三部分，在上盖701上有上盖板，在大身702上有下盖板，它们均采用优质工程树脂注塑成型，上半铁心101位于上盖701内，下半铁心102位于大身702内，铁心1包括可分开的上半铁心101和下半铁心102，在机壳7上有夹紧机构，如图8a至9d所示，夹紧机构采用扣装方式，它包括位于上盖701的楔钩8和楔孔9，它与位于大身702的楔孔9或楔钩8相配合。夹紧机构将上半铁心101与下半铁心102夹紧。在屏蔽壳上有用于固定高压导线的限位机构。该限位机构为分别位于上盖701和大身702的限位槽。一次电流互感器LH0、二次电流互感器即充电电流变换器和采样电流变换器LH1和LH2、单片计算机系统、直流工作电源和无线电数传电台均安装于塑料外壳之内，其电路框图如图1所示。如图2所示，在上盖与大身的上部装有一开口式铁心的电流互感器。
另外，如图3和图4所示，所述的大身上有挂吊耳704，该吊耳704上有孔，在安装时，用裸铝线穿过吊耳704上的孔，并将其缠绕于高压导线上，使裸铝线紧紧地缠绕在导线上，保证FTU不会移动。也可采用其它结构如固定于机壳上的夹子，该夹子可将高压导线紧紧的夹住。又如档板，该两档板固定于高压导线上，而远方终端位于两档板之间。防移装置也可是以高压导线为轴心转动可转动夹。
对于上述实施例还可只采用一级电流互感器，电流互感器的输出端接至直流工作电源6的交流输入端。
实施例二与实施例一不同之处在于所述的磁心带有梯形开口，还包括楔形封块，该封块用于堵塞磁心上的开口。当需要安装使用时，将高压导线经梯形开口嵌入磁心空腔，后将楔形封块楔入梯形开口，将开口封住。所述上盖与大身之间采用楔扣方式，方便安装和拆卸。
实施例三与实施例一不同之处在于所述的楔形封块为两端面为球形的可转动楔阀，在楔阀的一内端面上有旋钮。当转动90度后楔阀打开，可嵌入高压导线至空腔，当再反方向转动90度时，楔阀封闭。
与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和效果因为是10KV等电位工作方式，装置直接安装在高压导线上，因而对防盗、防外力损坏有利；同时无需考虑高低压的绝缘和雷击问题。而且，由于工作电源直接从高压导线上取得，因而结构简单，安装简便，制造成本和维护费用都较低。
该实用新型中的等电位技术可广泛应用于低压、35kV及更高电压，采用此技术可开发不同电压等级的新型数字式电流互感器；光纤光电隔离技术也可应用于常规FTU的I/O口，以提高抗电磁干扰性能。
图1中的YC1是指经电压传感器变换的线电压信号，YX是指遥信输入信号，YK是指遥控输出信号。
权利要求1.一种高压悬挂式远方终端供电电路，包括用于给高压悬挂式远方终端供电的直流工作电源(6)，其特征是还包括电流互感器(LH0)，所述的电流互感器(LH0)包括可开口铁心(1)和绕于铁心(1)的感应线圈，在铁心(1)内部有用于容纳高压导线(2)的空腔，感应线圈的输出端接至直流工作电源(6)的输入端。
2.一种高压悬挂式远方终端，包括直流工作电源(6)、单片计算机系统，其特征是还包括电流互感器(LH0)，所述电流互感器(LH0)感应高压导线(2)的变化电流，电流互感器(LH0)的输出端接至直流工作电源(6)的交流输入端。
3.如权利要求2所述的高压悬挂式远方终端，其特征是所述的电流互感器(LH0)包括可开口铁心(1)和绕于铁心(1)的感应线圈，在铁心(1)内部有用于容纳高压导线(2)的空腔，感应线圈的输出端为电流互感器(LH0)的输出端。
4.如权利要求2或3所述的高压悬挂式远方终端，其特征是所述的直流工作电源(6)为变流充电蓄电池。
5.如权利要求2或3所述的高压悬挂式远方终端，其特征是所述直流工作电源(6)的负极、单片计算机的屏蔽壳(71)和单片机算机的外围电路的负极之一或多个或全部与高压导线(2)相连。
6.如权利要求2或3所述的高压悬挂式远方终端，其特征是还包括夹紧机构，所述的铁心(1)包括上半铁心(101)和下半铁心(102)，夹紧机构将上半铁心(101)与下半铁心(102)夹紧。
7.如权利要求6所述的高压悬挂式远方终端，其特征是还包括充电电流变换器(LH2)和采样电流变换器(LH1)，所述采样电流变换器(LH1)一端与充电电流变换器(LH2)相串联，所述的采样电流变换器(LH1)的输入端与感应线圈的输出端相连，充电电流变换器(LH2)的输出端接至直流工作电源交流输入端；采样电流变换器(LH1)的输出端接至单片计算机(5)。
8.如权利要求7所述的高压悬挂式远方终端，其特征是所述的外围电路还包括第一电压传感器(10)和第二电压传感器(11)，第一电压传感器(10)和第二电压传感器(11)的下接线端与悬挂高压导线相连，它们的上接线端分别与第一相高压导线(1)和第二相高压导线(2)相连，第一电压传感器包括相串联的第一电容(C-AC)和第一电阻(R-AC)，第二电压传感器包括相串联的第二电容(C-BC)和第二电阻(R-BC)。
9.如权利要求8所述的高压悬挂式远方终端，其特征是所述的单片计算机(5)的遥控输入信号端和遥信输出信号端之一、部分或全部连有光电插头或插座，所述插座用于与光电插头相插接，光电插头可与光纤(13)相耦合。
10.如权利要求9所述的高压悬挂式远方终端，其特征是还包括防止远方终端沿高压导线方向移动的防移装置，所述防移装置与导线紧连。
专利摘要本实用新型公开一种高压悬挂式远方终端及其供电电路，包括用于给高压悬挂式远方终端供电的直流工作电源和电流互感器，电流互感器包括可开口铁心和绕于铁心的感应线圈，在铁心内部有用于容纳高压导线的空腔，感应线圈的输出端接至直流工作电源的输入端。由于供电电路由电流互感器直接从高压导线感应电流，不需进行高低压变换，使结构简单，另外由于供电电路本身工作在高压状态下，不需进行绝缘处理，也方便进行等电位处理，不会出现雷击问题，从而简化结构，可降低成本。
文档编号H02J11/00GK2682720SQ20032011978
公开日2005年3月2日 申请日期2003年12月20日 优先权日2003年12月20日
发明者段传宗 申请人:谢东阳, 陈榕