一种双电流互感器感应切换式取电装置的制造方法
【技术领域】：
[0001 ]本实用新型设及一种双电流互感器感应切换式取电装置。
【背景技术】：
[0002] 目前，在高电压的现场通常安装有电缆接头测溫系统、导线覆冰状态检测系统等 检测系统，为了满足电气隔离的安全要求，其工作电压通常不能采用导线从低压侧供给，因 此常用的电源供给形式有:太阳能供电、激光供电、电流传感器感应取电等，太阳能供电和 激光供电电的方式设备成本较高且稳定性较差，不利于推广使用。采用感应取电的方式进 行供电时，其启动电流过大；目前通常采用感应取电线圈与裡电池相结合的方式设计取电 装置，但是裡电池的工作溫度存在限制且其充电次数有限，影响取电装置的可靠性，同时， 为了避免在供电中存在供电死区，取能线圈对于设计工艺要求较高，给设计生产带来困扰。 【实用新型内容】：
[0003] 本实用新型了弥补现有技术的不足，提供了一种双电流互感器感应切换式取电装 置，它结构设计合理，采用两个电流互感器配合使用，可把启动电流降到16A，结合超级电容 后，不存在供电死区，可靠性强，生产成本低，有利于推广使用，解决了现有技术中存在的问 题。
[0004] 本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0005] -种双电流互感器感应切换式取电装置，包括套设在线缆外侧的CTl取能线圈和 CT2取能线圈，所述CTl取能线圈为一电流互感器，所述CT2取能线圈为一带气隙的电流互感 器，在CTl取能线圈的两输出端并联用于调整电流的第一前端调整电路，在CT2取能线圈的 两端并联一用于调整电流的第二前端调整电路，两前端调整电路分别与一用于切换取能线 圈供电的自动切换电路相连，自动切换电路通过一用于调整输出电压的后端调整电路与负 载相连，所述自动切换电路包括与第一前端调整电路相连的二极管DlO和与第二前端调整 电路相连的二极管Dll;所述第一前端调整电路和第二前端调整电路均包括依次并联在取 能线圈上的调整电阻、电流冲击保护电路，整流滤波电路，第二前端调整电路还包括电压取 样电路，电压采样电路与一继电器控制电路的一端连接，继电器控制电路的另一端分别通 过一电阻R3与一导线与第一前端调整电路的并联端相连，第一前端调整电路的整流滤波电 路与二极管DlO相连，第二前端调整电路的整流滤波电路与二极管Dll相连。
[0006] 所述后端调整电路包括一过压保护电路，过压保护电路的一端与自动切换电路输 出端相连，另一端与整流滤波电路的输入端相连，在过压保护电路的两端依次并联有第一 升降压稳压模块，超级电容和第二升降压稳压模块，第二升降压稳压模块与负载相连。
[0007] 本实用新型采用上述方案，采用两个电流互感器配合使用，启动电流降到16A，结 合超级电容后，不存在供电死区，可靠性强，生产成本低，有利于推广使用。
【附图说明】：
[0008] 图I为本实用新型的结构示意图。
[0009] 图中，1、CT1取能线圈，2、CT2取能线圈，3、第一前端调整电路，4、第二前端调整电 路，5、继电器控制电路，6、调整电阻，7、电流冲击保护电路，8、整流滤波电路，9、电压取样电 路，10、过压保护电路，11、第一升降压稳压模块，12、第二升降压稳压，13、负载，14、超级电 容。
【具体实施方式】：
[0010] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本实 用新型进行详细阐述。
[0011] 如图1所示，一种双电流互感器感应切换式取电装置，包括套设在线缆外侧的CTl 取能线圈1和CT2取能线圈2,所述CTl取能线圈1为一电流互感器，所述CT2取能线圈2为一带 气隙的电流互感器，在CTl取能线圈1的两输出端并联用于调整电流的第一前端调整电路3， 在CT2取能线圈2的两端并联一用于调整电流的第二前端调整电路4,两前端调整电路分别 与一用于切换取能线圈供电的自动切换电路相连，自动切换电路通过一用于调整输出电压 的后端调整电路与负载13相连，所述自动切换电路包括与第一前端调整电路3相连的二极 管DlO和与第二前端调整电路4相连的二极管Dll;所述第一前端调整电路3和第二前端调整 电路4均包括依次并联在取能线圈上的调整电阻6、电流冲击保护电路7,整流滤波电路8,第 二前端调整电路4还包括电压取样电路9,电压采样电路9与一继电器控制电路5的一端连 接，继电器控制电路5的另一端分别通过一电阻R3与一导线与第一前端调整电路3的并联端 相连，第一前端调整电路3的整流滤波电路8与二极管DlO相连，第二前端调整电路4的整流 滤波电路8与二极管Dll相连。
[0012] 所述后端调整电路包括一过压保护电路10,过压保护电路10的一端与自动切换电 路输出端相连，另一端与整流滤波电路8的输入端相连，在过压保护电路10的两端依次并联 有第一升降压稳压模块11，超级电容14和第二升降压稳压模块12,第二升降压稳压模块12 与负载13相连。
[OOU] 所述CTl取能线圈1和CT2取能线圈2的参数为:变比K= 1000/5,其内部二次侧线圈 应数为200，额定容量为IOVA，其初始磁导率为lOOOH/m，饱和磁感应强度Bs = 2.03T，平均磁 路1 = 394mm,线圈外径D = 98mm，内径d = 68mm，高度a= 13mm，铁忍的有效面积S= 195mm2,叠 片系数A = O. 95，真空磁导率叫=仙X l〇-7H/m。
[0014] 所述CTl最大能带电阻为0.4 Q，所W带大电阻负载后，根据下式安培环路定律得 一次电流、二次电流和励磁电流关系
[0015] 孤喝、-诚喝m (1)
[0016] 其中ii为一次电流，4二次等效电流im励磁电流。二次电流减小，一次电流一定，励 磁电流就会增大，非常容易饱和，故所采取的方法是随着一次母线电流值的增加，相应的并 联接入二次侧电阻(此处会在前端调理电路实现），从而减小负载等效电阻，使其励磁电流 减小，重新工作在线性区。
[0017] 二次侧感应有效电压值，有下式
但）
[0019]经计算，CTl取能线圈I的启动电流约化6A。
[0020]所述CT2取能线圈2通过加气隙的方式来减小其相对磁导率，设最大励磁电流为 二1()(腥，那么根据
斌
[0022] 计算出相对磁导率为iieq = 366.53,再根据下式
(4)
[0024] 得，所加气隙为S S 1.07mm。
[00巧]经计算，CT2取能线圈2的启动电流约为220A。
[00%] 当一次电流在0-1OOOA时，若一次电流为16A-220A时，通过自动切换电路中肖特基 二极管DlO的导通，Dll截止，此时CTl取能线圈1投入工作，当一次电流为120A时，继电器控 制电路5将电阻并入CTl取能线圈1输出端，使线圈保持工作在线性区；通过改变并联在CTl 取能线圈1两端的调整电阻6的电阻值即可减小负载等效电阻，W便使励磁电流减小，防止 其过早饱和。当一次电流为220A-1000A时，继电器控制电路引尋CTl取能线圈1输出端短路， 并且自动切换电路中肖特基二极管Dll的导通，DlO截止，此时CT2取能线圈2投入工作； [0027]两前端调整电路中的电流冲击保护电路7能够起到保护电路的作用，整流滤波电 路8能够对电流进行整流滤波调整，经过整流滤波的电流通过自动切换电路进入后端调整 电路，后端调整电路中的第一升降压稳压模块11和第二升降压稳压模块11能够对电压进一 步起到稳定作用，W便适用于负载。
[00%]当一次电流在0-16A时，超级电容14放电对负载进行供电，保证了供电稳定无死 区。
[0029] 采用本实用新型的双电流互感器感应切换式取电装置，采用两个电流互感器配合 使用，不存在供电死区，可靠性强，生产成本低，有利于推广使用。
[0030] 本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种双电流互感器感应切换式取电装置，其特征在于:包括套设在线缆外侧的CT1取 能线圈和CT2取能线圈，所述CT1取能线圈为一电流互感器，所述CT2取能线圈为一带气隙的 电流互感器，在CT1取能线圈的两输出端并联用于调整电流的第一前端调整电路，在CT2取 能线圈的两端并联一用于调整电流的第二前端调整电路，两前端调整电路分别与一用于切 换取能线圈供电的自动切换电路相连，自动切换电路通过一用于调整输出电压的后端调整 电路与负载相连，所述自动切换电路包括与第一前端调整电路相连的二极管D10和与第二 前端调整电路相连的二极管D11;所述第一前端调整电路和第二前端调整电路均包括依次 并联在取能线圈上的调整电阻、电流冲击保护电路，整流滤波电路，第二前端调整电路还包 括电压取样电路，电压采样电路与一继电器控制电路的一端连接，继电器控制电路的另一 端分别通过一电阻R3与一导线与第一前端调整电路的并联端相连，第一前端调整电路的整 流滤波电路与二极管D10相连，第二前端调整电路的整流滤波电路与二极管D11相连。2. 根据权利要求1所述的一种双电流互感器感应切换式取电装置，其特征在于:所述后 端调整电路包括一过压保护电路，过压保护电路的一端与自动切换电路输出端相连，另一 端与整流滤波电路的输入端相连，在过压保护电路的两端依次并联有第一升降压稳压模 块，超级电容和第二升降压稳压模块，第二升降压稳压模块与负载相连。
【专利摘要】一种双电流互感器感应切换式取电装置，包括套设在线缆外侧的取能线圈CT1和取能线圈CT2，所述取能线圈CT1为一电流互感器，所述取能线圈CT2为一带气隙的电流互感器，当一次母线电流在16A-220A时，主要CT1感应出电能经第一前端调理电路为后端供电；当一次母线电流在220A-1000A时，CT2工作感应出电能第二前端调理电路为后端供电，CT1被短路保护；通过后端调理电路中的超级电容，可以保证在0A-16A可靠供电；因此可以保证线路电流在0A-1000A时，保证高压侧在线监测设备无死区供电。本实用新型采用上述方案，采用两个电流互感器配合使用，启动电流降到16A，结合超级电容后，不存在供电死区，可靠性强，安装简单，生产成本低，有利于推广使用。
【IPC分类】H02J50/10
【公开号】CN205141845
【申请号】CN201521003976
【发明人】刘骥, 宗榜馗, 张显亮, 张大宁, 尹梦涵, 何亚倩, 陈昕, 李思聪
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月7日