一种用于10kV输电线路的供电电源的制作方法

本实用新型涉及变压器技术领域,并且更具体地，涉及一种用于10kV输电线路的供电电源。

背景技术：

为了满足输电线路安全稳定运行的需要，输电线路上图像监控和在线监测设备大量增加，需要的用电功率越来越大，现有技术中，从高电位的方式主要有变压器直接供电、电磁式电压互感器供电、太阳能/风能发电供电、高压侧电容分压供电以及电流互感器供电等方式，其中：

变压器供电是利用变压器直接变换电压，将高压降为低压，为各种用电设备提供电能。正常情况下，变压器的输出电压与输入电压的比是一个固定值，而且电网中的电压通常维持在一个比较稳定的范围内，所以变压器的输出电压也比较稳定。电压互感器供电与变压器供电原理相似，差别在于电压互感器是在实现测量功能的同时为负载提供一定的电能。电压互感器主要功能是通过变换电压，将高电压转换成可供测量或继保装置直接使用的低电压，达到测量输电线路电压、功率和电能等参数的目的。通常测量装置和继保装置消耗的功率都比较小，因而互感器的容量能够满足它们的功率需求。但由于变压器或互感器分布点较少，如果不涉及电压测量、单纯为了给高压端用电设备供电而采用这两种取电方式，不仅成本高，而且体积大、重量大导致安装很困难。

太阳能/风能供电系统主要由三部分组成：太阳能电池板/风机、储能装置以及起到连接和电压变换作用的电能控制电路。利用太阳能电池/风机发电为储能系统充电，再经电压变换电路和稳压电路为各种用电设备供电。太阳能电池/风能发电的最大的缺陷在于发电依赖于阳光/风机依赖于风，不能持久发电，输出的功率很容易受环境变化的影响，导致了电源的不稳定性，当出现极端天气时无法保证电源的可靠性。除此之外，为了能够为负载提供一个稳定的电压，必须利用蓄电池过渡。而电池受环境温度和充放电次数的影响非常大，也不能满足监测设备运行的可靠性。

电容串联分压供电电源的主电路是由两个电容串联组成，即利用电容分压器对输电线路的高压分压，在低压臂上得到一个较低的电压，然后由并联在低压臂上的工频变压器二次降压，最后经过整流滤波稳压后获得所需的直流电压供负载使用。该方案的特点在于，在实际应用中输电线路电压波动很小，当负载固定时，变压器可分得一个相对稳定的电压；但当负载变化较大时，很难获得比较稳定的电压输出。

电流互感器供电利用电磁感应原理，取电时将母线穿过CT的电磁线圈，在CT输出端感应出交流电压，经过后续一系列整流滤波稳压处理电路后为负载供电。这种取电方式绝缘设计都比较简单易实现，但无法提供较大的功率输出；另外，这种方式的组成元器件比较多，不适合大面积应用。

因此，如何设计一种适用于户外的结构简单，元器件少，易安装，可靠性高，功率高且输出稳定的供电电源就成为现有技术一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的输电线路的供电电源无法满足结构简单，元器件少，易安装，可靠性高，功率高且输出稳定等全部需求的技术问题，本实用新型提供一种用于10kV输电线路的供电电源，所述电源包括：

电压调节单元，其被内绝缘单元覆盖，用于将10kV输电线路上的高电压转化为低电压以向线路上连接的用电设备进行供电，所述电压调节单元分为高压输入端和低压输出端，其中，高压输入端跨接在10kV单相输电线路与地之间，低压输出端与所述10k输电线路上的用电设备连接，以向其提供电源；

外绝缘单元，其为全陶瓷伞裙结构，内部中空，用于在Ⅳ级污秽条件下满足电压调节单元的最高电压等级的爬电距离要求；

内绝缘单元，其位于外绝缘单元和电压调节单元之间，采用环氧树脂浇筑在外绝缘单元的中空腔体内除电压调节单元以外的部分，使其满足放置于外绝缘单元中空腔体中的电压调节单元的最高电压等级的绝缘要求。

进一步地，所述电压调节单元的高压输入端的对地电位是6kV。

进一步地，所述电压调节单元的低压输出端的对地电压为交流220V。

进一步地，所述电压调节单元采用变压器原理，将10kV输电线路上的高电压转化为低电压。

进一步地，在所述供电电源外部增加整流电源后，可将电压调节单元输出的交流电压转换为直流电压，向所述10k输电线路上连接的直流用电设备提供电源。

本实用新型技术方案提供的用于10kV输电线路的供电电源的拓扑结构简单，所使用的元器件少，可靠性高，而且外绝缘采用陶瓷结构，抗污秽能力强，内绝缘采用环氧浇筑的形式，具有良好的防潮、防尘的性能；环氧材料不容易老化，能够保证整套装置的长寿命。而且所述供电电源既可以为交流负载供电，也可以在外部增加整流电源后，为直流负载供电，此外，所述供电电源体积小，安装简单，可安装在输电线路的任意位置。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：

图1为根据本实用新型优选实施方式的用于10kV输电线路的供电电源的结构示意图；

图2是本优选实施方式的电压调节单元的工作原理示意图；

图3为本优选实施方式的用于10kV输电线路的供电电源增加整流电源后的工作原理示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本实用新型优选实施方式的用于10kV输电线路的供电电源的结构示意图。如图1所示，本优选实施方式所述的用于10kV输电线路的供电电源100包括：

电压调节单元101，其被内绝缘单元覆盖，用于将10kV输电线路上的高电压转化为低电压以向线路上连接的用电设备进行供电，所述电压调节单元分为高压输入端和低压输出端，其中，高压输入端跨接在10kV单相输电线路与地之间，低压输出端与所述10k输电线路上的用电设备连接，以向其提供电源。

优选地，所述电压调节单元的高压输入端的对地电位是6kV。

外绝缘单元102，其为全陶瓷伞裙结构，内部中空，用于在Ⅳ级污秽条件下满足电压调节单元的最高电压等级的爬电距离要求。在本优选实施方式中，电压调节单元101的对地电位是6kV，因此，外绝缘单元102满足电压调节单元在Ⅳ级污秽条件下的6kV等级的爬电距离要求。

另外，在本优选实施方式中，所述电压调节单元101的高压输入端通过螺栓从外绝缘单元102的顶部穿出后与输电线路的高压导线连接。所述电压调节单元101的高压接地端和低压输出端设置于外绝缘单元102的底部。

内绝缘单元103，其位于外绝缘单元102和电压调节单元101之间，采用环氧树脂浇筑在外绝缘单元102的中空腔体内除电压调节单元101以外的部分，使其满足放置于外绝缘单元102中空腔体中的电压调节单元101的最高电压等级的绝缘要求。在本优选实施方式中，电压调节单元101的对地电位是6kV，因此，内绝缘单元103满足6kV电压的绝缘要求。

优选地，所述电压调节单元的低压输出端的对地电压为交流220V。

优选地，所述电压调节单元101采用变压器原理，将10kV输电线路上的高电压转化为低电压。

图2是本优选实施方式的电压调节单元的工作原理示意图。如图2所示，电压调节单元101与变压器工作原理相同，高压输入端对地电压6kV,高压接地端与地连接，经过变压处理后，低压输出端输出220的交流电。

优选地，在所述供电电源外部增加整流电源后，可将电压调节单元输出的交流电压转换为直流电压，向所述10k输电线路上连接的直流用电设备提供电源。

图3为本优选实施方式的用于10kV输电线路的供电电源增加整流电源后的工作原理示意图。如图3所示，在所述用于10kV输电线路的供电电源100外部增加整流电源，则所述供电电源100输出的交流电经整流后，变化为直流电，以向直流负载供电。

已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。